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Control de voltajes y frecuencias por software

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Introducción:

Nota: El artículo fue originalmente publicado el 6/2/2008 en el foro Noticias3D, concretamente aquí.

Esta guía está orientada a tener un PC más fresco y silencioso, y que de paso que consuma algo menos. El método de control de voltajes y frecuencias por software que vamos a ver es justamente el mismo que usan C&Q y EIST, pero veremos la forma de sacar mucho más partido a las posibilidades que ofrece el micro que mediante esas dos tecnologías de AMD e INTEL.

Una de los factores fundamentales cuando buscamos un PC silencioso es encontrar componentes con el menor consumo posible, para que generen la menor cantidad de calor, y sea más fácil la refrigeración con menos ventiladores (o con los mismos ventiladores pero a menos vueltas). Además, asociado a este menor consumo, tendremos asociada una factura de la luz algo más reducida.

Uno de los componentes donde podemos conseguir reducir el calor generado es el microprocesador. La primera pregunta es ¿merece la pena?. Primero unas cuentas:

Un kW/h cuesta actualmente 0.114730€ (BOE.30-06-09), y a ese precio hay que aplicarle el impuesto especial de la electricidad y el IVA. Es decir, en total los impuestos son (0.114730*1,05113)*4,864% y el IVA, es decir el coste total es ((0.114730*1,05113)*1,04864)*1,16= 0,1467, o redondeando unos 15 céntimos por kW/h. Por cierto, es impresionante (o una vergüenza...) que paguemos casi el 30% de impuestos en electricidad... pero bueno, ese ya es otro tema...

Por ejemplo, un ordenador para descargas 24/7 que consuma sobre unos 100W consume al año unos 0,1*24*365*0.15 = 131€ aproximadamente. Si conseguiéramos bajar 20W con undervolting, pasarían a ser 0,08*24*365*0.15 = 105€. O lo que es lo mismo, por cada 10W de consumo que reduzcamos, nos ahorramos unos 16€ al año. Teniendo en cuenta que las cuentas las hemos hecho sobre el supuesto de que el ordenador está siempre encendido no es demasiada diferencia.

Se pueden hacer cuentas más exactas para conocer estos gastos, para tarifas diferentes a la estándar utilizada, o para hacer la estimación sabiendo el tiempo medio que está encendido el PC. Para ello se puede utilizar la calculadora que ya publicamos en PCSilencioso en el artículo ¿Cuánto pagamos de electricidad por un ordenador?:
Calculadora de estimación de gasto eléctrico de un PC

Por tanto, la razón de hacer undervolting no es por ahorrar, sino sobre todo por tener mejores temperaturas en el micro y poder tener el PC más silencioso. Y aquí sí que merece la pena ya que las diferencias de temperaturas son realmente importantes con voltajes menores; aunque el pequeño ahorro que conseguimos también es bienvenido.


Conceptos previos:

Es importante hablar de unos conceptos teóricos previamente para entender bien lo que vamos a hacer. Además hay muchos errores de concepto sobre lo que es un Vcore, lo que es un VID, etc. Empecemos por estos conceptos:

  • FSB (frecuencia del Front Side Bus): Es la frecuencia a la que funciona la placa base. La mayoría de componentes funcionan con esta velocidad como referencia (micro, memorias, etc.).

  • FIDs (frequency identifiers): Es un código que codifica diferentes referencias de frecuencia con respecto al FSB. Normalmente son multiplicadores (x8, x9, etc.). La frecuencia a la que funciona un procesador depende del FSB (referencia) y del FID (multiplicador). Los FID dependen totalmente del micro, algunos micros tienen más FIDs y otros menos. Este tema es bastante conocido en el ámbito de Overclocking así que tampoco me entretengo mucho con él. Los FID se pueden fijar en la BIOS, pero sobre todo lo que nos interesa es que se pueden cambiar también por software (por ejemplo Cool&Quiet y EIST modifican dinámicamente los FIDs).

    Vcore: Es el voltaje que la placa base proporciona al microprocesador. Normalmente son los VRMs (Voltage regulation modules o reguladores de voltaje) los encargados de esta función.

    Hay placas que permiten fijar este voltaje a valores diferentes. La mayoría de las placas tienen dos opciones, una opción "Auto" que deja que la placa elija el voltaje adecuado, y otra opción para fijar un voltaje fijo seleccionado por el usuario (útil para poder subir los voltajes para hacer Overclocking (OC) o para hacer undervolting (UV). Pero esta opción tiene el inconveniente de que una vez fijado a un valor perdemos el control de los VIDs (que comentamos lo que son en el siguiente párrafo). Hay algunas placas, como las últimas Gigabyte que tienen una opción adicional, VIDs dinámicos, pero de esto hablaremos en un próximo artículo.

  • VID: Un vid no tiene nada que ver con el Vcore, confundir estos dos conceptos es uno de los errores más frecuentes. Un VID es simplemente un código que codifica unos posibles valores de identificación de voltaje. Este código lo utiliza el microprocesador para comunicarse con los VRM (Voltage Regulation Modules) para que éstos identifiquen qué voltaje deben proporcionar al micro).




    Se puede ver un VID como el equivalente para voltaje de los multiplicadores de frecuencia. Los VID se pueden modificar por software (por ejemplo Cool&Quiet o EIST modifican los VIDs). Esto simplemente hace que el micro proporcione a los VRMS un identificador diferente, para que éstos le proporcionen el voltaje asociado al VID seleccionado. Dependiendo del micro puede haber más o menos VIDs disponibles (lo mismo que pasa con los multiplicadores). El problema es que los VID utilizan siempre un voltaje fijo como referencia que no se puede cambiar, a diferencia de los multiplicadores que utilizan el FSB como referencia y que sí se puede modificar (nuevamente, hay excepciones, como las últimas placas Gigabyte que hemos comentado antes y sus VIDs dinámicos). Como los VID están referenciados a un voltaje fijo, es habitual referirse a ellos por sus valores (VID de 1.1V, VID de 1.16V, etc.), a diferencia de los FID que al tener referencia variable es mejor usar valores relativos (x6, x7, x8, etc.).

    Los micros suelen llevar escrito de fábrica un VID de serie, asociado al voltaje Vcore que el fabricante considera adecuado para ese micro. Este concepto de VID de serie es lo que probablemente lleve a la confusión entre los conceptos de VID y Vcore. Pero en resumen... el Vcore es el voltaje que se le proporciona al micro, y un VID es simplemente un código que utiliza el microprocesador para "configurar" los VRMs.

    En resumen, podemos cambiar la frecuencia y el voltaje al que funciona el micro cambiando el FSB, y luego de una de las dos formas siguientes: modificando el Vcore y el multiplicador en la BIOS, o bien modificando por software los VIDs y los FIDs. Normalmente estas dos formas son excluyentes (aunque hay excepciones). En esta mini-guía vamos a hablar de la segunda forma (por software).

  • Cool&Quiet y EIST (C1E): Estas dos tecnologías hacen exactamente lo mismo (y algo muy parecido a lo que vamos a hacer nosotros). Ambas modifican dinámicamente los VID y los FID dependiendo de la carga del micro. Por ejemplo, un E6600 utiliza un voltaje de 1.225V de stock a 2.4GHz, pero si el micro está sin hacer nada ("en idle") entonces se cambian automáticamente su VID y FID para funcionar a 1.6GHz a 1.1V. Lógicamente para que funcionen estas tecnologías hace falta tener configurado en la BIOS los voltajes en "Auto" y los multiplicadores también en "Auto" (aunque hay excepciones como ya hemos dicho, algunas placas permiten que funcionen C&Q y EIST incluso fijando un voltaje en la BIOS, pero no es lo habitual y no es algo estándar, por lo que no podemos utilizarlo de forma general).



 
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