El underclocking , también conocido como downclocking , consiste en modificar la configuración de sincronización de un ordenador o circuito electrónico para que funcione a una frecuencia de reloj inferior a la especificada. El underclocking se utiliza para reducir el consumo de energía de un ordenador, aumentar la duración de la batería, reducir la emisión de calor y también puede aumentar la estabilidad, la vida útil/fiabilidad y la compatibilidad del sistema . El underclocking puede ser implementado por la fábrica, pero muchos ordenadores y componentes pueden ser sometidos a un underclocking por parte del usuario final. El underclocking es lo opuesto al overclocking .
En el caso de los microprocesadores, el objetivo suele ser reducir la necesidad de dispositivos de disipación de calor o el consumo de energía eléctrica . Esto puede proporcionar una mayor estabilidad del sistema en entornos con altas temperaturas o puede permitir que un sistema funcione con un ventilador de refrigeración de menor flujo de aire (y, por lo tanto, más silencioso ) o sin ninguno. Por ejemplo, un procesador Pentium 4 que normalmente funciona a 3,4 GHz se puede "subrelojear" a 2 GHz y, a continuación, se puede ejecutar de forma segura con velocidades de ventilador reducidas. Esto invariablemente se produce a expensas de cierto rendimiento del sistema. Sin embargo, la reducción proporcional del rendimiento suele ser menor que la reducción proporcional de la velocidad del reloj porque el rendimiento suele estar limitado por otros cuellos de botella: el disco duro , la GPU , el controlador de disco , Internet , la red , etc. El subreloj se refiere a las alteraciones de la sincronización de un circuito sincrónico para reducir las necesidades de energía de un dispositivo. El subreloj deliberado implica limitar la velocidad de un procesador, lo que puede afectar a la velocidad de las operaciones, pero puede o no hacer que un dispositivo sea notablemente menos capaz, según otro hardware y el uso deseado.
Muchas computadoras y otros dispositivos permiten la función de underclocking. Los fabricantes agregan opciones de underclocking por muchas razones. El underclocking puede ayudar con la acumulación excesiva de calor, porque un menor rendimiento no generará tanto calor dentro del dispositivo. También puede reducir la cantidad de energía necesaria para hacer funcionar el dispositivo. Las computadoras portátiles y otros dispositivos que funcionan con baterías a menudo tienen configuraciones de underclocking, de modo que las baterías puedan durar más tiempo sin ser cargadas.
Además de ofrecer funciones de reducción de la velocidad del reloj, los fabricantes pueden optar por limitar la capacidad de una máquina para hacerla más eficiente. Los modelos de ordenadores con conjunto de instrucciones reducido (RISC) pueden ayudar a los fabricantes a crear dispositivos que funcionen con menos energía.
También se puede realizar un underclocking en las GPU de los procesadores de las tarjetas gráficas , generalmente con el objetivo de reducir la emisión de calor. Por ejemplo, es posible configurar una GPU para que funcione a frecuencias de reloj más bajas al realizar tareas cotidianas (por ejemplo, navegar por Internet y procesar textos), lo que permite que la tarjeta funcione a una temperatura más baja y, por lo tanto, a velocidades de ventilador más bajas y silenciosas. Luego, se puede realizar un overclocking de la GPU para aplicaciones con gráficos más intensos, como juegos. El underclocking de una GPU reducirá el rendimiento, pero esta disminución probablemente no se notará excepto en aplicaciones con gráficos intensivos.
Se puede reducir la frecuencia de reloj de una memoria RAM más nueva y más rápida para que coincida con la de los sistemas más antiguos como una forma económica de reemplazar la memoria escasa o discontinuada. Esto también puede ser necesario si se encuentran problemas de estabilidad con configuraciones más altas, especialmente en una PC con varios módulos de memoria de diferentes velocidades de reloj. Si se reduce la frecuencia de reloj del procesador de una PC y el factor o multiplicador de reloj (la relación entre la velocidad de reloj del procesador y la de la memoria) no cambia, la memoria también se reducirá.
El escalado de frecuencia dinámico (underclocking automático) es muy común en las computadoras portátiles y también se ha vuelto común en las computadoras de escritorio. En las computadoras portátiles, el procesador generalmente se underclockea automáticamente siempre que la computadora esté funcionando con baterías. La mayoría de los procesadores de computadoras portátiles y de escritorio modernos (que utilizan esquemas de ahorro de energía como Cool'n'Quiet y PowerNow! [1] de AMD ) se underclockean automáticamente bajo una carga de procesamiento ligera, cuando el BIOS de la máquina y el sistema operativo lo admiten. Intel también ha utilizado este método en numerosos procesadores a través de una función llamada SpeedStep . SpeedStep apareció por primera vez en chips como el Core 2 Duo y modelos Pentium selectivos, y luego se convirtió en un estándar en los modelos Core i3, i5 e i7 de gama media y alta.
Algunos procesadores reducen automáticamente la frecuencia de reloj como medida defensiva para evitar el sobrecalentamiento que podría causar daños permanentes. Cuando un procesador de este tipo alcanza un nivel de temperatura que se considera demasiado alto para un funcionamiento seguro, el circuito de control térmico se activa, disminuyendo automáticamente la frecuencia de reloj y el voltaje del núcleo de la CPU hasta que la temperatura haya regresado a un nivel seguro. En un entorno adecuadamente refrigerado, este mecanismo debería activarse rara vez (o nunca).
Existen varias competiciones de underclocking similares en formato a las competiciones de overclocking , excepto que el objetivo es tener la computadora con la frecuencia de reloj más baja, en lugar de la más alta. [ ¿cuál? ] [ cita requerida ]
En general, la potencia consumida por una CPU con una capacitancia C , funcionando a una frecuencia f y un voltaje V es aproximadamente [4]
El núcleo de Linux admite la modulación de frecuencia de la CPU. En los procesadores compatibles, el uso de cpufreq para obtener acceso a esta función le da al administrador del sistema un nivel variable de control sobre la frecuencia de reloj de la CPU . El núcleo incluye seis reguladores de forma predeterminada: Conservative, Ondemand, Performance, Powersave, Userspace y Schedutil. [5] Los reguladores Conservative y Ondemand ajustan la frecuencia de reloj según la carga de la CPU, pero cada uno con diferentes algoritmos. El regulador Ondemand salta a la frecuencia máxima en la carga de la CPU y disminuye la frecuencia paso a paso en la CPU inactiva, mientras que el regulador Conservative aumenta la frecuencia paso a paso en la carga de la CPU y salta a la frecuencia más baja en la CPU inactiva. Los reguladores Performance, Powersave y Userspace establecen la frecuencia de reloj de forma estática: Performance a la más alta disponible, Powersave a la más baja disponible y Userspace a una frecuencia determinada y controlada por el usuario. El regulador Schedutil estima la carga a través del mecanismo de seguimiento de carga por entidad (PELT) del programador .
El underclocking se puede realizar de forma manual en la BIOS o con aplicaciones de Windows , o de forma dinámica utilizando funciones como SpeedStep de Intel o Cool'n'Quiet de AMD . En Windows 7 y 10, el underclocking se puede configurar dentro de la configuración "avanzada" de un plan de administración de energía. [6] [7]
Los modelos anteriores de Asus Eee PC utilizaban un procesador Intel Celeron M de 900 MHz con una frecuencia de reloj reducida a 630 MHz.
Se puede realizar underclocking en el EFI.
La mayoría de los teléfonos inteligentes y PDA , como el Motorola Droid , Palm Pre y Apple iPhone , utilizan la reducción de la frecuencia de reloj de un procesador más potente, en lugar de la frecuencia de reloj completa de un procesador menos potente, para maximizar la duración de la batería. Los diseñadores de estos dispositivos móviles a menudo descubren que un procesador más lento ofrece una peor duración de la batería que un procesador más potente a una frecuencia de reloj más baja . Seleccionan un procesador en función del rendimiento por vatio del procesador. [8]
El rendimiento de una máquina con una frecuencia de reloj inferior suele ser mejor de lo que se podría esperar. En condiciones normales de uso de un ordenador de sobremesa, rara vez se necesita toda la potencia de la CPU. Incluso cuando el sistema está ocupado, suele pasar mucho tiempo esperando datos de la memoria, el disco u otros dispositivos. Estos dispositivos se comunican con la CPU a través de un bus que funciona con un ancho de banda mucho menor. Por lo general, cuanto menor sea el multiplicador de la CPU (y, por tanto, la frecuencia de reloj de una CPU), más se acercará su rendimiento al del bus y menos tiempo pasará esperando.
