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Conceptos Overclock: Temperaturas

El overclock es una práctica que nos permite aumentar el rendimiento de un dispositivo en base a subir la velocidad de serie de sus componentes. Su traducción, que sería “por encima del reloj”, ya indica que consiste en incrementar la frecuencia de un componente, sobrepasando su velocidad de serie, y usándolo por encima del valor de las especificaciones del fabricante. El overclock se puede realizar a un ordenador de sobremesa, a un portátil, a un móvil y a muchos otros aparatos, pero me centraré en el primero de ellos por ser el dispositivo más idóneo donde aplicarlo.

El OverClock, abreviado OC, es un ejercicio que, realizado de forma segura, es práctico y recomendable llevar a cabo en un PC, ya que sin perjuicio ni coste alguno la mejora de rendimiento que obtendremos puede llegar a ser muy notable. El OC básicamente se puede realizar al procesador, a la memoria y a la tarjeta gráfica, siendo en general el más beneficioso el aplicado al procesador.

Mi intención es explicar de forma resumida y sobre todo comprensible los conceptos más importantes que se deben conocer para realizar un overclock fiable al procesador -los fundamentos son extensibles a otros componentes o dispositivos- con el fin de animar al que nunca lo haya realizado, de instruir al curioso que no se conforma con hacer overclock copiando una plantilla y le gustaría conocer las nociones, y como no, de castigar con más subcultura al resto de lectores de este blog. A pesar de contarlo resumido, el tema es demasiado extenso así que lo publicaré en varias entregas, la primera está dedicada a un concepto fundamental: las temperaturas.

TEMPERATURAS

La temperatura es uno de los factores vitales a tener en cuenta para realizar un overclock seguro, pero es que además de la fiabilidad, es la temperatura quien nos va a limitar el OC, siendo una de las principales causas de no poder alcanzar un determinado overclock estable. Desde el punto de vista de practicar el OC al procesador, los siguientes términos forman parte de la nomenclatura relacionada con las temperaturas que debemos conocer, entender qué representan y monitorizarlas durante el proceso de overclock:

Tjunction, abreviado Tj, aka Tcore: Representa la temperatura de los núcleos (cores) del procesador. Por lo tanto tendremos un valor por cada core que tenga nuestra CPU.

Para monitorizar las temperaturas de los núcleos (o Tjunction) podemos usar alguna de estas utilidades: CoreTemp, Real Temp, HWMonitor, AIDA64 o HWiNFO. A continuación muestro una captura con todos ellos señalando el lugar donde visualizan las Tjunction:




Tjunction Max, abreviado Tj. Max: Es la temperatura máxima que pueden alcanzar los núcleos sin sufrir desgaste prematuro o daños irreversibles.

En caso de que algún core llegue a esta temperatura y para evitar daños, la CPU incorpora un mecanismo que reduce su frecuencia y voltaje durante unos milisegundos para conseguir rebajar la temperatura, a este sistema de protección contra el sobrecalentamiento del procesador se le conoce como Thermal Throttling o TT.

Para conocer la temperatura máxima de los cores (o Tjunction Max) podemos ver las especificaciones del fabricante para nuestra CPU, en el caso de Intel la podemos consultar en esta web oficial. La utilidad CoreTemp también nos muestra esta temperatura.

Hay que tener en cuenta que, los sensores térmicos que lleva el procesador para los núcleos no indican las temperaturas Tjunction, y lo que suministran en realidad es el valor de la distancia a la que se encuentran del Tj.Max. Esto a efectos prácticos significa que cualquiera de los programas que nos muestran la temperatura de los cores (Tjunction) lo que están haciendo es calcularla a base de restar al Tj.Max el valor leído de los sensores, es decir, temperatura core Tj = Tj.Max - distancia al Tj.Max.
Si el Tj.Max que asume el programa no es el correcto para nuestro procesador, las temperaturas que estaremos viendo serán erróneas; por esta razón muchas de las utilidades permiten configurar manualmente el valor de Tj.Max y/o a su vez si lo preferimos configurar el programa para que muestre el valor de la distancia al Tjunction Max en lugar de esa temperatura calculada.


A la izquierda el CoreTemp mostrando la temperatura máxima de los cores para esta CPU según las especificaciones; y a la derecha el RealTemp mostrando el valor de los sensores sin manipular, es decir, muestra la distancia a la que se encuentran los núcleos de su temperatura máxima:



Tcase, abreviado Tc, aka Tcpu: Es la temperatura interior del empaquetado, de la caja (de ahí lo de case, pero no confundir con la temperatura de la caja o torre del ordenador) donde se encuentra la CPU; se le conoce como la temperatura de la CPU y sólo tendremos un valor independientemente del número de cores que tenga el procesador.

Esa caja se refiere al envoltorio que protege el procesador y que tiene además la función de disipar en primera instancia el calor generado; recibe el nombre de IHS o Integrated Heat Spreader (disipador térmico integrado). La temperatura Tcase la suministra un sensor ubicado en el centro geométrico de este disipador integrado o IHS.

Para monitorizar esta temperatura podemos usar los programas HWMonitor o AIDA64 entre otros. Como en los apartados anteriores muestro también aquí una captura con las utilidades señalando en este caso el valor de Tcase:



Tcase Max, abreviado Tc. Max: Es la temperatura máxima que puede adquirir el interior de la CPU. Si alcanzamos esa temperatura máxima, entrará también en funcionamiento el sistema de protección que he mencionado más arriba, el Thermal Throttling, y si aun con este mecanismo no se puede contener la temperatura, la CPU se detendrá para evitar daños.

La temperatura máxima del procesador (Tcase Max) es un dato que averiguaremos consultando las especificaciones de nuestra CPU. Ninguna de las utilidades populares muestra este dato.

En el caso de que sea Intel podemos ir a su web oficial para consultarlo, pero según el tipo de procesador que busquemos, en dicha página veremos sólo un dato respecto su temperatura máxima que será o bien la Tcase Max o bien la Tjunction Max. Pienso que deberían indicar allí mismo ambos datos para todos los procesadores en los que aplica; no aplica para todos los procesadores porque hay modelos de CPU que no incorporan un IHS y por lo tanto no existe su valor de Tcase.

La diferencia habitual entre la temperatura Tjunction Max y Tcase Max está entre los 20ºC y 30ºC, es decir, si la Tj.Max es 100ºC la Tcase Max será de unos 70ºC. Esto como valores orientativos y no como una regla matemática.


Dejo una captura a modo de ejemplo, del procesador i7-3930K, consultado en dicha web de Intel donde vemos que su Tcase máximo es de 66,8ºC:



Tambiente, abreviado Ta o Tamb: Es la temperatura ambiente de la habitación donde se encuentra nuestro ordenador.

Es un dato imprescindible a tener en cuenta cuando analizamos las temperaturas de la CPU, y en general de cualquier componente del ordenador, porque ésta determina en primera instancia el resto de temperaturas. Para conocerla hay que disponer de algún termómetro en la habitación, como por ejemplo este económico que sale muy bien.

Debemos anotar la temperatura ambiente existente en el momento de comprobar las temperaturas del overclock realizado, sobre todo si queremos compararlas con otras personas o entre nuestros propios resultados de distintos OCs que hayamos probado. Otra consideración es que, si por ejemplo, hacemos el OC con 18ºC de Tambiente (en invierno), cuando la temperatura ambiente de la habitación sea de 28ºC (en verano), tanto la temperatura de los cores (Tjunction) como la temperatura del procesador (Tcase) aumentarán esos grados de diferencia.

El termómetro que utilizo para conocer la temperatura ambiente, y que en el momento de la foto era de 22,2ºC:



Hasta aquí las temperaturas más significativas a controlar cuando realizamos el overclock a la CPU, pero quiero al menos mencionar dos temperaturas más:

Temperatura chipset

La temperatura del chipset, en particular del NorthBridge, también aumentará al realizar el OC, es un aspecto a tener en cuenta sobre todo en microarquitecturas más antiguas (por ejemplo Intel Core2); en las más actuales, debido a la integración de gran parte de las funciones del northbridge en la propia CPU, éste incluso ya no existe como tal.

Temperatura VRM

La temperatura del módulo que regula el voltaje suministrado a la CPU (Voltage Regulator Module o VRM), también sufre un incremento de temperatura al practicar el overclock como consecuencia de aumentar la necesidad de alimentación de la misma. Algunas placas incorporan un sensor en el VRM que nos permitirá visualizar su temperatura con alguna utilidad como AIDA64. En procesadores muy exigentes en términos de energía, como el reciente Intel Sandy Bridge-E, cobra una especial importancia monitorizar esta temperatura ya que puede ser causante de limitar o hacer fallar el OC.



FACTORES DE LA TEMPERATURA

Los elementos que debemos tener en cuenta, modificarlos o cambiarlos si queremos mejorar la temperatura, porque éstos influirán en las temperaturas que obtendremos son los que detallo a continuación:

La temperatura ambiente 

Es el punto de partida de la temperatura mínima que alcanzaremos, en ningún caso -con refrigeraciones habituales- conseguiremos que las temperaturas del procesador (Tcase o Tjunction) sean inferiores a ésta. Por lo que si alguna utilidad muestra un valor inferior a la temperatura ambiente será un dato incorrecto, y puede suceder por un bug en la utilidad, un mal valor del Tj.Max, o bien por un problema en la lectura de los sensores de la CPU. Podemos controlar la temperatura ambiente mediante un aire acondicionado o abriendo las ventanas (las que no son de Microsoft).

La caja

O torre del ordenador es otro factor determinante en las temperaturas finales resultantes. Elegir una caja con buena refrigeración, crear un buen flujo de aire en su interior, decidir si creamos una presión positiva (más aire de entrada que de salida) o una presión negativa (más ventiladores expulsando aire que introduciéndolo); así como analizar cuántos, cuáles y dónde ubicamos los ventiladores en la caja, son factores que nos permitirán mejorar las temperaturas obtenidas realizando el overclock. La opción de retirar el panel lateral de la caja, para dejarla abierta, también puede mejorar de forma destacable las temperaturas sobre todo en cajas con mala refrigeración, pero es una opción que no me gusta ni considero práctica.

El disipador

Es el componente fundamental para contener las temperaturas del procesador cuando le practicamos un overclock. El disipador limitará el máximo OC seguro que podemos alcanzar, así que será la pieza clave a reemplazar si hemos topado con el límite de las temperaturas y todavía queremos aumentar el OC o simplemente mejorar nuestras temperaturas máximas actuales. Dos de los representantes del grupo de disipadores con más capacidad de refrigeración los analicé en esta entrada: Noctua NH-D14 y Corsair H100.

La pasta térmica 

O TIM (Thermal Interface Material) es otro factor influyente en las temperaturas del procesador, según qué pasta térmica apliquemos podemos mejorar hasta cinco o más grados la temperatura, aunque si comparamos sólo entre las TIM con mejor rendimiento entonces la ganancia entre ellas se reduce, logrando como mucho los dos grados de mejora. Un aspecto importante además de elegir la TIM en cuestión, es la cantidad de pasta térmica que aplicamos al procesador, hay que poner la cantidad justa, siendo por lo general peor el exceso que la escasez.

La frecuencia de trabajo 

Los MHz del procesador influyen también en la temperatura del mismo. Igualmente y de una forma más notable afectarán los voltajes que apliquemos para conseguir dicha frecuencia.

NOTA IMPORTANTE

Todas las temperaturas aquí expuestas se deben comprobar y monitorizar con el procesador en plena carga, es decir, con todos sus núcleos trabajando al 100%, lo que se conoce como temperaturas en full (load). Para conseguir que trabajen todos los cores al máximo se ejecutan unas utilidades de estrés específicas para dicho propósito.

Evaluar la temperatura del overclock realizado con la CPU en reposo, sin carga, lo que se expresa como temperaturas en idle, es un método equivocado pues éstas no indican nada relevante. Las temperaturas en reposo no tienen trascendencia alguna para determinar si el OC que tenemos es válido, estable y seguro.

PARA FINALIZAR

He realizado un esquema donde aparecen representadas las tres temperaturas básicas descritas inicialmente, Tcase, Tjunction y Tambiente. La idea es que el esquema permita visualizar mejor la ubicación de estas temperaturas, y a su vez, de algunos otros elementos citados durante el artículo.


Identificar las partes del esquema a qué elementos reales se refieren puede costar un poco a los más neófitos, así que lo he complementado realizando este fotomontaje para que sea más fácil asociarlos; he mantenido la relación de colores con el esquema.
 


Y hasta aquí la primera entrega sobre Overclock. En varios párrafos faltaría entrar en detalle sobre algunos aspectos que menciono, es algo que he hecho a propósito, no por el gusto de dejar con la intriga, sino porque tengo la estructura pensada del contenido de cada parte y no quería entrar en el terreno de otra entrega y desviarme del objeto principal de esta, la temperatura.


Ahora podéis subir la temperatura del botón de comentar y de compartir, me gustaría ver un buen overclock en sus contadores.

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Comentarios

  1. Enhorabuena!! Sencillamente brillante Puni!! A los que nos gusta esto de "exprimir" las CPUS (entre otros componentes) nos has dado una alegría. Fenomenal post, con los conceptos muy bien explicados, utilizando un lenguaje sencillo que realiza la lectura muy amena. Fenomenal esquema y el "logo" es una pasada. Animo y a por la segunda entrega.

    Saludos

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    1. Muchas gracias Nacho! Seguramente tú ya conocías todo lo que he contado, fruto de nuestra colabo del 4400 ;) pero siempre va bien un recordatorio para refrescarlo, y más teniendo en cuenta que el OC se realiza cada año o dos años cuando se renueva el equipo.

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  2. Excelente post! La verdad que con el pc que actualmente tengo no tenía pensado hacerle overclock, pero siempre me ha intrigado este mundo y la verdad que con guias así haces que sea más fácil decidirse. Esperando nuevas entregas que son las que más me interesan.

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    1. Gracias, me alegro que te guste! Como ves mi idea es más ambiciosa que una guía, pretendo explicar los conceptos de forma universal, siendo una información útil para realizar overclock a cualquier plataforma/procesador, conociendo lo que se está haciendo y porqué, y así sacar nuestras propias conclusiones y deducciones. Luego ya es fácil buscar y complementar los detalles particulares para el OC de nuestro equipo en particular.

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  3. le doy al +1, luego lo leo XD

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    1. jajaja eso es confianza ciega. Pero te aviso que esto no es ECI, aquí si luego no quedas satisfecho no devuelvo los +1. ;)

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  4. Muy interesante! Y más ahora que tengo un presupuestillo para mejorar mi PC..

    Había pensado en pedirte ayuda/consejo en eso, porque entre que vivo en Canarias (con sus dificultades para conseguir componentes, aduanas, etc) y que no me decido (AMD/Intel, y que dependiendo de lo que coja tengo que sacrificar en otras cosas..), me va a llevar milenios decidirme xD

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    1. Lo bueno de que tardes un milenio en decidir la configuración del PC es que ya estarán disponibles todos los capítulos de la Temporada 1 de la serie Castigo-Overclock. ;)

      Cuando quieras mándame un mail con el presupuesto que tienes y la idea que llevas, te diré mi opinión; eso sí, tengo muuuucho lag en el tiempo de respuesta, porque estoy overflow.

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  5. Muy caliente por el momento. A la espera de la segunda parte.

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    1. ¿Ya te has puesto caliente? Pues sólo he enseñado una teta! Espero tener lista la segunda antes del enfriamiento ;)

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  6. La verdad es que te lo has currado de lo lindo, super bien explicado, con gran cantidad de fotos y links, muy buena calidad si señor ! para favoritos que va y ese +1 por supuesto !

    Solo una cosita, como es que a mi no me sale la temp del VRM ? te dejo foto
    http://img823.imageshack.us/img823/6678/tempdww.jpg

    Como lo ves de temperatura ? lo tengo subido a 4Ghz, supongo que está bien pero por la temperatura ambiente supongo, que ahora con el fresquete no sube tanto, yo no le daba mucha importancia a lo de la temperatura ambiente pero lo has explicado genial y ya lo entiendo mejor ;)

    Un saludo y esperando a las siguientes entregas :D

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    1. Muchas gracias! Y me alegro que te haya servido para aclarar algunas dudas.

      La temperatura del VRM podría ser la que te sale como Aux, piensa que AIDA64 va incorporando en su base de datos todos los modelos de placas base y sus sensores (y descripciones precisas), quizás aún no tiene el de tu placa completo, a base de nuevas versiones de AIDA la añadirán. Si no fuera este el caso, y no es la temperatura marcada ahora como Aux, podría ser que tu placa no lleve un sensor en la zona del VRM como comentaba en el post.

      Respecto las temperaturas... veo que no has hecho caso a la nota importante :P porque para saber si son buenas tus temperaturas debes hacerlo en full y esas son en idle.

      Un saludo!

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    2. Revisando tu captura.. tienes AIDA versión 2.00 y yo la 2.20. Seguramente esa es la razón como te comentaba. Actualízalo!

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  7. Hola!
    Quisiera tu opinion sobre algo. He estado viendo la serie E5-2600 de los Intel Xeon y tienen precios relativamente buenos (para lo que ofrecen), en especial los modelos E5-2603, E5-2609, E5-2620, E5-2630, y E5-2650, este ultimo tiene: QPI: 8.00 GT/s, 20M de L3 Cache, TDP Máx. 95W (incluso existe un modelo de 70W).
    Tienen precios de 200 a 1100 dolares (Los que puse en la lista son los que tienen estos precios; existen más modelos, el más puntero llega a los 2100 dolares). Conosco a personas que tienen el E5-2630 y les ha dado excelentes resultados en los juegos. Mis preguntas para ti son: ¿Has Probado a fondo uno de estos procesadores o conoces a alguien que la haya hecho? Creo que tienes un i7-3960X o un i7-3930, ¿que tal van en comparacion con sus equivalentes, en precio, de la serie E5-2600? ¿Crees que sea mejor compra uno de estos en ves de un Sandy Bridge-E o Sandy Bridge 2600k/2700k?

    Nota: Por lo visto a estos procesadores se le puede hacer un excelente OverClock, y se pueden montar 2 en paralelo para una futura actualizacion.

    Gracias. Y un Saludo!!

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    Respuestas
    1. Hola Shadow, lo primero siento el gran retraso en contestar, ando muy liado para no variar.

      No, no he probado de primera mano ningún procesador Intel Xeon con arquitectura Sandy Bridge, es decir, los Sandy Bridge-EP. Y tampoco conozco a nadie cercano que lo tenga.

      Mi opinión sobre el papel es que para uso en casa, y para juegos, es mejor opción el i7-3930K. Por ejemplo si comparamos el E5-2630 con el 3930K, el Xeon tiene el multiplicador bloqueado mientras que el 3930K no, y para overclock está claro que eso es algo importante; por otro lado veo que según la web de Intel el E5-2630 no lleva las extensiones SSE4.2.

      La mayor ventaja que veo es poder montar un sistema dual con 2 CPUs E5-2630 por ejemplo, pero es algo totalmente desorbitado para uso doméstico, es más, un 3930K ya es excesivo para uso doméstico. Un genial 2600K o 2700K es lo óptimo, o su equivalente inminente en Ivy Bridge.

      Gracias a ti por pasarte, un saludo!

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    2. Gracias por contestar, ¡más vale tarde que nunca! :)

      Que el E5-2630 no lleva las extensiones SSE4.2!? No lo habia notado. Pero eso no repercute mucho, que yo recuerde ningún procesador de AMD lleva SSE4.1 y SSE4.2; bueno! implementan SSE4a. Cada dia que pasa más me covezo que los fabricantes de CPUs y GPUs (tanto mayoritarios como minoritarios; digase Texas Instruments o Qualcomm) se reunen para hacer acuerdos bajo la mesa y así meternosla doblada (estafarnos).

      Sabes, quiero montar un equipo que me sirva tanto para entretenimiento (Gaming) como otras cosas más (GPGPU; Solid Works, Autocad, Catia, Solid Edge, Inventor; Render y edicion de video, encoder, etc.). Pensaba en la AMD 7970 ya que casi cuadriplica a la Nvidia GTX680 en GPGPU y bajo de precio recientemente a los 450-460 dolares [se dice que AMD talvez la baje un poco más], parece una mejor opcion frente a la Nvidia GTX680 con un precio de 650-660 dolares.

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    3. En cuanto a GPU, si tu prioridad es GPGPU ya sabes que incluso la GTX580 es superior a la GTX680 para esas funciones. Podrías esperar al nuevo Kepler (GK110) que sí promete ser una GPU reina tanto para gaming como para cálculo general, y dicen (rumor) que saldrá dentro de entre 3 y 6 meses...

      Aunque la AMD es una gran opción sin duda.

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  8. Respuestas
    1. El +1 y una cervecita bien HELADA ¿no? Ya que hablamos de Temperaturas... ;)

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  9. Como me ha gustado esta entrega.

    Es un gran prólogo de lo bueno que está por llegar.

    Que tiempos aquellos donde teniamos que cambiar el reloj para poder realizar OC o jugar con los jumpers...

    Muchas felicidades!!! Sigue así!!!

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    1. Me alegro que te haya resultado interesante, aunque en caso contrario tampoco te hubiese devuelto tu tiempo mal gastado. :P

      jeje recordando el antepasado, cuando hacíamos OC mediante jumpers, y lo de comprobar las temperaturas por aquel entonces ¿para qué? ;)

      Gracias!

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  10. Por los que me preguntan, por los interesados: La segunda entrega de este "CURSO DE OVERCLOCK" ni está muerta ni estaba de parranda, estoy trabajando en ello y progresa adecuadamente, pero me está llevando muchas horas.

    La segunda parte va de...

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  11. Puni haz un overclock de mi tablet, a ver si me la tuneas un poco y puedo pintar mas rápido y bien de una pu** vez!!.

    Ah, y no te preocupes que la pasta térmica ya la pongo yo, es natural y de cosecha propia, no te digo más...

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    1. jajaja qué mamón!

      Respecto el Overclock para pintar más rápido, prueba a usar las 2 manos y dejar "tu pincel" tranquilo...

      Me alegro que animes este Castigo con tu comentario, tu pasta térmica está acostumbrada a altas temperaturas en la cavidad donde se alberga, si rinde bien quizás revolucionas el mercado, eso sí, no sé si serás capaz de producir las cantidades que te demandarán. ;)

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  12. Interesantísima y muy completa esta información… yo tengo un Core i7 3930K montado sobre una placa Asus P979 Deluxe y utilizo un sistema Corsair H60, el un principio confiaba en el software de Asus para controlar las temperaturas de procesador pero la verdad siempre me dio datos muy confusos, ahora y gracias a este excelente reporte uso 2 programas de los recomendados aquí.
    Mi agradecimiento total por esta genial introducción a los conceptos de OC.

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    1. Muchísimas gracias por valorar mi artículo, me alegro de que sirva a alguien de ayuda para aprender algo y aclarar ideas.

      Llevo semanas muy ocupado y no he podido dedicar tiempo al blog, la segunda entrega de Conceptos de Overclock la tengo bastante terminada, llevo bastantes horas dedicadas a prepararla, pero me queda el remate final que serán al menos 6 horas más... A ver si consigo sacar ese hueco y publicarla de una vez.

      Saludos!

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  13. Espectacular! he descurbierto este blog hoy y automáticamente se ha convertido en uno de mis favoritos.

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    1. Me enorgullece tu comentario, muchas y sinceras gracias!

      Perdona que haya tardado tanto en contestar, has pillado unas semanas en que no he podido dedicarle nada de tiempo al blog. Pronto publicaré la segunda entrega sobre este tema.

      Eres bienvenido al club de los Castigados. ;)

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  14. Se hace saber que...
    el Castigador por fin ha publicado la segunda parte sobre Overclock!


    Nadie adivinó de qué trataría la segunda parte, y en el propio logo que diseñé estaba la respuesta... hay 2 indicadores: el de temperatura y el de voltaje! ;)

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  15. adicionalmente puedes utilizar arctic silver 5 para bajar la temperatura del cpu en tu overclock...lo he testeado con el everest y sin dudas baje de 1 a 5 grados dependiendo lo que estaba haciendo...

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    1. Copio mi respuesta en el otro post:
      Conozco bien la AS 5, la he utilizado en muchas ocasiones, pero últimamente prefiero aplicar la MX-3 o MX-4 de Arctic, principalmente por la ventaja y seguridad de que ésta no es conductora eléctrica y sí lo es la Arctic Silver.

      Como segunda ventaja, aunque esta casi irrelevante, es que la MX-4 no tiene periodo de curación como sí tiene la AS5, es decir, que rinde al máximo desde el primer minuto de su aplicación.

      En mi experiencia la diferencia entre ellas es inapreciable y variable en función de la prueba, en general, podíamos decir que máximo 1 o 2ºC a favor de la AS5.

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  16. Hola hermano buenas noches! Exelente explicación te mamaste jajaja, yo queria saber si me conviene hacercelo a mi ryzen 5 4500, y queria saber si las temperaturas despues de overclokear suben mas?

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