Core i7-3770K Ivy Bridge: i limiti dell'overclock ad aria

Introduzione

La nuova architettura Ivy Bridge di Intel offre consumi minori, un die più piccolo e presumibilmente anche minori costi di produzione. Ci siamo domandati se queste CPU offrano anche meno spazio per l'overclock ad aria, come è sembrato fino ad ora.

Nella recensione del Core i7-3770K, abbiamo visto dopotutto che overcloccare il nuovo processore non era in alcun modo più soddisfacente di un processore Sandy Bridge a 32 nanometri come il Core i7-2700K. Il problema, confermato anche da Intel, è che i nuovi processori si scaldano rapidamente in overclock non appena si applicano le tensioni necessarie per raggiungere i 5 GHz ad aria.

Come vedremo più avanti, pare che il problema si possa attenuare cambiando la pasta termica, ma abbiamo fatto le nostre prove con quella di fabbrica.

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Cosa serve per l'overclock

La trasmissione di un segnale elettrico non è mai istantanea, e c'è sempre un certo ritardo. In un transistor questo dipende dalle dimensioni dello stesso, dalla tecnologia di fabbricazione, dal layout, dalla temperatura e dalla tensione operativa. Tale ritardo a sua volta determina la massima frequenza possibile, legata direttamente anche dal numero di livelli logici che un segnale deve attraversare in un singolo periodo di clock. Quest'ultimo valore è fissato dall'architettura del processore.

L'overclock in altre parole riduce il ritardo nel segnale e il tempo necessario per fare i calcoli. Per l'overclock ci concentriamo quindi sulla latenza del transistor e sul legame tra questa e la tensione applicata. Aumentare la tensione può ridurre il ritardo, ma aumenta il consumo energetico, e quindi il calore. Alzare la frequenza invece incrementa il consumo dinamico per unità di tempo, il consumo del circuito, e quindi il calore prodotto

Quanto esposto spiega perché alzare la tensione per overcloccare aumenti il consumo e il calore prodotto, e anche perché raffreddare una CPU overcloccata possa diventare una vera sfida.

I produttori di CPU hanno messo in atto alcune misure per salvaguardare i loro prodotti dall'overclock da parte di utenti inesperti; da alcuni anni tanto AMD quanto Intel hanno iniziato a distribuire modelli con moltiplicatore sbloccato, e modelli avanzati pensati per l'overclock. Gli appassionati sanno di poter modificare il moltiplicatore attraverso il BIOS o una software su Windows.

Nel caso dei modelli Ivy Bridge della serie K sbloccati, il moltiplicatore più alto della CPU è stato portato a 63x (dal tetto massimo di 57x di Sandy Bridge), che si traduce in un limite teorico di 6.3 GHz. Andare oltre richiede la modifica del base clock (predefinito a 100 MHz), che è piuttosto difficile, e sopra la soglia di 110 MHz pochissimi sistemi sono stabili. Comunque sia, per arrivare a quella soglia serve ben altro tipo di raffreddamento rispetto a quello tradizionale.

In passato ridurre la lunghezza del gate ha permesso di aumentare il margine di overclock; transistor più piccoli infatti si accontentano di tensioni minori e consumano meno, quindi si può spingere un po' di più in overclock. Grazie a tali miglioramenti i modelli Sandy Bridge della serie K raggiungono facilmente dai 4.3 ai 4.6 GHz con dissipatori ad aria, a volte persino di più.

Tutti ci aspettavamo di arrivare vicini a 5 GHz con Ivy Bridge, naturalmente, ma nonostante diversi test in laboratorio (su molte CPU) non ci siamo riusciti. Secondo alcuni, i recenti processori Intel possono superare i record se raffreddati ad azoto liquido, ma non è certo una situazione comune né quella di cui ci occupiamo oggi. Abbiamo infatti cercato l'overclock più alto possibile con raffreddamento ad aria tradizionale, e di spiegare i limiti di Ivy Bridge strada facendo.