עקרונות האוברקלוק
את עקרונות האוברקלוק ניתן לתאר בצורה הבאה: דמיינו משולש שקודקודיו הינם: תדר, מתח וטמפרטורה, כאשר שינוי באחד מקודקודיו יגרום בהכרח לשינוי בקודקודים האחרים. לדוגמא, העלאת התדר תגרום לפליטת חום גדולה יותר, אשר אם לא תטופל על ידי גוף קירור ראוי, תגרום לירידה ביציבות הרכיב. תוספת מתח תשפר את היציבות, מה שיאפשר תדר גבוה יותר, אבל תגרום להגדלת פליטת החום בצורה משמעותית.
מסכמה פשוטה זו ניתן להבין כי הטמפרטורה היא גורם מכריע אך היא רחוקה מלהיות הגורם היחידי. התדר המקסימלי אליו רכיב מסוים יכול להגיע תלוי בהרבה גורמים, ביניהם: איכות הסיליקון, איכות הרכיבים וה-PCB (ר"ת Printed Circuit Board – לוח מעגלים מודפס), יציבות המתח ועוד גורמים רבים הנשגבים מבינתו של בן התמותה הממוצע. כאשר מתקרבים לגבול היכולת של רכיב מסויים, דרישת המתח שלו עולה בצורה אקספוננציאלית ביחס להעלאת התדר, לכן ניתן להגיע לתדר המקסימלי של רכיב כלשהו רק על ידי איזון נכון בין מתח לטמפרטורה.
אילו רכיבים ניתן להמהיר?
התשובה לשאלה זו נעוצה בעובדה שכל השבבים בכלל, וכל המעבדים בפרט, אמנם נולדו שווים אך יש מביניהם שווים יותר ויש שווים פחות. רוב המעבדים אותם ניתן לרכוש בחנות המחשבים, בין אם אלו מעבדי אינטל ובין אם מעבדי AMD, מיוצרים פחות או יותר באותו תהליך – כמות מסוימת של מעבדים מיוצרת על גבי פיסת סיליקון הנקראת Wafer, כאשר כל המעבדים על גבי אותה פיסת סיליקון זהים לחלוטין והחלוקה שלהם לסוגים ומהירויות שונות מתבצעת בשלב מאוחר יותר.
Wafer של מעבדי \'דותן\'
המעבדים הם למעשה המלבנים הקטנים הנמצאים לאורכו ולרוחבו של ה-Wafer הנראה בתמונה, ובעין בלתי מזוינת ניתן לראות כי לא קיים שום הבדל בין כל המעבדים על פיסת הסיליקון. יחד עם זאת, במבט מיקרוסקופי ניתן יהיה לראות כי חלק מהמעבדים יצאו ללא רבב, חלקם מעט פגומים ומיעוטם כלל לא שמישים. מיותר לציין כי כל חברה המייצרת מעבדים הייתה רוצה ש-100% מהמעבדים שלה ייצאו מפס הייצור ללא כל פגם, אך מכיוון שהדבר אינו מעשי כל חברה מתכננת את השבבים שלה באופן שיהיו פשוטים לייצור עד כמה שניתן (על מנת שאחוז השבבים הפגומים יהיה כמה שיותר נמוך) ואף מבצעת תהליכים שונים המאפשרים לה למכור את המעבדים הפחות טובים והפגומים חלקית.
מהירותו הסופית של שבב כלשהו נקבעת לאחר סדרה ארוכה של בדיקות, הכוללות הפעלתו על גבי מכשירים מיוחדים הבודקים את התדר המקסימלי אליו הוא מסוגל להגיע בתנאים מינימליים (כלומר, לדוגמא, בטמפרטורת עבודה של 80 מעלות ובמתח המינימלי בו המעבד מסוגל לעבוד) ולרוב יצרניות המעבדים אף לוקחות מרווח בטחון מסוים על מנת להבטיח כי המעבד יפעל אצל הלקוח ללא רבב במהירות אשר הוגדרה במפעל.
כל שבב שיוצא מהמפעל מוגדר לעבודה במהירות המקסימלית בה נמצא תקין, אך לפעמים ישנם מעבדים שנפגמו בצורה מהותית במהלך תהליך הייצור ולא ניתן לשווקם, גם לאחר הורדת המהירות שלהם. במקרים בהם הפגמים נוצרו במיקום ספציפי אחד על גבי השבב, ניתן פשוט "לנתק" את אותו אזור מיתר המעבד ולמכור את המעבד כגרסה חלשה יותר, במחיר נמוך. דוגמא לכך ניתן לראות במעבדי ה-Core 2 Duo של אינטל, אשר חלקם מגיעים עם זכרון מטמון קטן יותר מאשר הגרסאות הרגילות, וזאת עקב פגמים שנוצרו בתהליך הייצור באזור בו נמצא זכרון המטמון על גבי ליבת המעבד (מעבדים אלו נמכרים במחיר נמוך משמעותית מאשר המעבדים בעלי כמות הזכרון הסטנדרטית). התופעה בולטת אף יותר במעבדים גרפיים של כרטיסי מסך, כאשר רק קומץ מן המעבדים הללו יוצא מפס הייצור ללא פגמים ואילו ביתר המעבדים יש צורך לכבות חלק מצינורות העיבוד, למשל, על מנת להפוך את המעבד לשמיש.
אופן הבדיקה של המעבדים במפעל הוא זה שלמעשה מאפשר לנו לבצע אוברקלוק – זאת מכיוון שבעוד שהחברות זהירות מאוד בקביעת המהירות הסופית של המעבד והן מסתמכות על עבודה בתנאים קיצוניים, המשתמש יכול ליצור תנאים טובים יותר ולכן גם לדחוף את המעבד רחוק יותר. על ידי שיפור תנאי העבודה של המעבד, למשל קירור טוב יותר ומתח גבוה יותר, ניתן לרוב להעלות את מהירות המעבד ולהגביר את ביצועיו.
מושגים חשובים שיש לזכור במיוחד בהקשר של מעבדי CPU הם "סטפינג" (Stepping) ו"ליבה"; השמות Athlon64, Pentium 4, Core 2, המוכרים לכולנו, הם למעשה שמות שיווקיים המייצגים את משפחות המעבדים ולא מתייחסים למעבד ספציפי כלשהו. המונח "ליבה" מתייחס לסוג ספציפי של מעבד, כאשר מעבדים בעלי ליבות שונות יכולים להיות שייכים לאותה משפחה, גם אם לשניהם תכונות שונות לחלוטין (לדוגמא, מעבדים המבוססים על ליבת Conroe שייכים למשפחת Core 2 Duo, כמו גם מעבדים המבוססים על ליבת Allendale). המונח "סטפינג" מתייחס לקוד המוטבע על המעבד (ניתן לראות אותו רק בבדיקה פיזית של המעבד, ולא דרך תוכנה כלשהי) המציין באיזה שבוע/אצווה יוצר המעבד, ובחלק מהמקרים אף מציין את את המתח הנומינלי ואת מכפלת התדר. על אף שזה נשמע לא סביר, ייתכנו הבדלים משמעותיים ביכולות האוברקלוקינג של מעבדים מאותו דגם שיוצרו בשבועות שונים.
- הקטע אמנם מתייחס ברובו למעבדים מרכזיים, CPU, אך הדבר תקף כמעט לכל שבב שהוא, לרבות שבבי זיכרונות ומעבדים גראפיים (GPU). עקרונות האוברקלוק בשבבים אלו הם זהים, רק אופן הביצוע משתנה מסוג שבב אחד למשנהו.
