Разгон, оверклокинг (от англ. overclocking) — повышение быстродействия компонентов компьютера за счёт эксплуатации их в форсированных (нештатных) режимах работы.

Критерии штатного режима работы компьютера

Частота процессора, модулей системной памяти, системной шины, графического процессора и видеопамяти, а также тайминги оперативной и видеопамяти соответствуют номинальным. Частоты должны соответствовать таблицам данных (datasheets) производителя для конкретной модели. В случае если используются видеокарты, модули памяти или материнские платы с измененными относительно референсных частотами или таймингами, за штатный принимается такой режим их работы, при котором частоты и тайминги соответствуют спецификациям производителей.

Критерии форсированного режима работы компьютера

графического процессора и видеопамяти, а также тайминги оперативной и видеопамяти, множитель системной шины или делитель частот модифицированы любым возможным способом с целью увеличения производительности.

Способы повышения быстродействия

Для повышения быстродействия процессоров, как центрального, так и графического, разгон сводится к повышению тактовой частоты. Для повышения быстродействия памяти (в том числе видеопамяти) — к повышению тактовой частоты и понижению таймингов. Для повышения частоты работы процессоров и памяти используются как встроенные функции BIOS (в том числе BIOS видеоадаптера), так и программные средства. В большинстве случаев рост тактовой частоты центрального и графического процессоров, а также модулей памяти сопровождается увеличением рассеиваемой мощности, что приводит к росту температуры разогнанных компонентов. Этому явлению способствует также часто применяемое для повышения стабильности разогнанных компонентов увеличение питающего напряжения. Для снижения негативных эффектов разгона применяют улучшенные системы охлаждения компьютерных компонентов.

Разгон ЦП и памяти при помощи BIOS компьютера

BIOS многих материнских плат позволяет эксплуатировать центральный процессор и память в форсированных режимах. Некоторые производители даже выпускают материнские платы, имеющие много приспособлений, облегчающих разгон, таких, как улучшенное охлаждение чипсета, компоновка элементов упрощающая организацию эффективного охлаждения, радиаторы на мосфетах питания процессора, а также расширенные настройки BIOS с увеличенными диапазонами регулировки напряжений. Популярные у оверклокеров серии материнских плат:
DFI LanParty
ASUS R.O.G.
ABIT Fatal1ty

Для разгона процессора применяется изменение множителя (параметры Multiplier, CPU Ratio), изменение частоты системной шины (параметры FSB Frequency, Host Frequency, Host Speed и т. д.) или обе процедуры. Разгон памяти осуществляется увеличением частоты, которое, в свою очередь, достигается подбором делителя частоты системной шины (параметры Memory Mode, Memory Speed и т. д.). Разгон памяти также осуществляется модификацией задержек (таймингов) (параметры TRas, TCas, Precharge Delay и т. д., их число может доходить, в зависимости от модели материнской платы, до 20).

Разгон видеокарт при помощи BIOS видеоадаптера

Большинство современных видеоадаптеров обладают возможностью модификации собственной BIOS. Модифицированный BIOS видеоадаптера может содержать повышенные частоты видеопроцессора и -памяти, а также изменённые тайминги.

Программы, используемые для модификации BIOS видеоадаптеров:
NiBiTor — модификация BIOS видеокарт NVIDIA
RaBiT — модификация BIOS видеокарт ATI

Программы, используемые для обновления BIOS видеоадаптеров:
NVFlash — обновление BIOS видеокарт NVIDIA
ATI FlashROM — обновление BIOS видеокарт ATI
RAMBios — тестирование совместимости BIOS с видеоадаптером

Разгон ЦП и видеокарт из ОС

Существует множество программ, осуществляющих разгон процессора и оперативной памяти из под операционной системы. Такую возможность поддерживают не все материнские платы. Для разгона процессора и оперативной памяти из-под ОС Windows применяются следующие утилиты:
ClockGen

Для мониторинга разогнанной системы чаще всего используют:
CpuZ
SpeedFan
NextSensor
Central Brain Identifier (только для процессоров AMD)

Большинство современных видеоадаптеров поддерживают изменение тактовых частот графического процессора (видеопроцессора) из операционной системы. В последних версиях драйверов видеоадаптеров компаний ATI и NVIDIA имеется возможность разгонять видеокарты, не прибегая к помощи сторонних утилит. Для разгона популярных моделей видеоадаптеров из под ОС Windows используются утилиты:
RivaTuner [1] — разгон и тестирование стабильности видеокарт NVIDIA
ATI Tool — разгон и тестирование стабильности видеокарт ATI
ATI Tray Tools [2] — разгон и тестирование стабильности видеокарт ATI

Разгон ОЗУ (оперативного запоминающего устройства)

Непосредственный разгон ОЗУ сводится либо к повышению номинальной тактовой частоты оперирования микросхем модулей памяти (MEMCLK), либо к изменению задержек основных управляющих сигналов – синхроимпульсов или "таймингов" (от анг. timings – задержки по времени), таких как tCAS#, tRAS#, tRCD# и других. Для достижения более высоких частот оперирования памяти с учетом стабильной работы, как правило, повышают номинальное рабочее напряжение на модулях памяти (VDDIO). Изменение значений частоты MEMCLK и синхроимпульсов возможно в BIOS Setup материнской платы либо из-под ОС Windows с использованием соответствующих программ, например Central Brain Identifier (для процессоров архитектуры AMD64).

Перезапись и редактирование данных SPD ППЗУ модулей памяти, как и модернизация прошивок EPP- и XMP-профилями, модулей памяти архитектуры SDRAM, DDR SDRAM, DDR2 SDRAM и DDR3 SDRAM осуществляется при помощи утилиты
Thaiphoon Burner

Критерий стабильности разогнанных компонентов

Основным критерием стабильности разогнанных компонентов компьютера является их способность выдерживать любую вычислительную нагрузку со статистической вероятностью выдать ошибку в вычислениях, не превышающей таковую для компонентов, эксплуатируемых в штатном режиме. Поскольку в большинстве случаев вычислительная нагрузка на компоненты компьютера намного меньше, чем потенциальная вычислительная мощность, для выявления ошибок в работе разогнанных компонент (нестабильности) применяют специальные тесты.

Повышение стабильности разогнанной системы

Для повышения стабильности разогнанных систем применяют повышение питающих напряжений (и, как следствие, увеличение подаваемой и рассеиваемой мощностей), а также улучшение отвода тепла (охлаждения).

Повышение питающих напряжений из BIOS

BIOS большинства современных материнских плат позволяет изменять питающие напряжения процессора (параметры VCore, VCPU), северного моста из набора микросхем материнской платы (параметр Vdd), а также модулей памяти (параметры Vdimm, Vmem). Следует помнить, что поднятие напряжения, особенно при недостаточном охлаждении, может послужить причиной выхода компонент компьютера из строя.

Повышение питающих напряжений путём вольтмода

Иногда диапазона регулировок напряжений, предусмотренных материнской платой, оказывается недостаточно. В этом случае, а также для управления питающии напряжениями графического процессора и памяти видеоадаптеров прибегают к модификации питающих схем (вольт-модификация, вольт-мод от англ. voltage modification — изменение напряжения). Для этого в схему питания вносят такие конструктивные изменения, которые приводят к повышению напряжений на выходах этих схем. Зачастую для вольт-модификации достаточно изменить номинал резистора в схеме питания.

Существуют также промышленно выпускаемые устройства для модификации питающих напряжений компонент компьютера.

Используемые оверклокерами системы охлаждения

Воздушные системы охлаждения

Воздушное охлаждение в разогнанной системе

Абсолютное большинство оверклокеров пользуются наиболее доступными, воздушными системами охлаждения. В основе их лежит классический радиатор или кулер.

Радиаторы обычно применяются для охлаждения чипов памяти и чипсетов материнских плат, поскольку обладают достаточно скромными возможностями теплоотвода. Существуют и исключения (например, радиатор Ninja производства фирмы Scythe), когда радиатор с развитой поверхностью теплообмена может применятся для охлаждения разогнанного центрального процессора.

Кулеры, используемые оверклокерами, чаще всего обладают развитой поверхностью теплообмена (превышающей 3000 см2), а также могут оснащаться крупными (более 80 мм) вентиляторами, тепловыми трубками, термоэлектрическими элементами (элемент Пельтье) или другими приспособлениями, увеличивающими мощность, которую кулер способен рассеять.

Самодельная СВО

Известные торговые марки кулеров, используемых оверклокерами:
Noctua
Scythe
Zalman
GlacialTech
ThermalTake
Titan

Жидкостные системы охлаждения

Второе место по популярности занимают жидкостные системы охлаждения, основным теплоносителем в которых является жидкость. Наиболее часто используются системы водяного охлаждения (СВО), в которых рабочим телом является вода (дистиллированная, часто с различными добавками антикоррозийного характера). Типичная СВО состоит из водоблока (ватерблока, от англ. waterblock), в котором происходит передача тепла от процессора теплоносителю, помпы, прокачивающей воду по замкнутому контуру системы, радиатора, где происходит отдача тепла от теплоносителя воздуху, резервуара (служит для заполнения СВО водой и прочих сервисных нужд) и соединительных шлангов.

Одним из вариантов жидкостного охлаждения компьютеров является погружение компьютера целиком или его компонентов в масло (предложено Tom's Hardware Guide).

Прочие (экстремальные) системы охлаждения

Для охлаждения компьютерных компонент, разогнанных до частот, близких к технологическому пределу, могут применяться экстремальные системы охлаждения. К ним относятся системы, использующие жидкий азот, сухой лёд, различные хладагенты (например, фреон), а также каскадные системы охлаждения. В большинстве случаев обеспечить продолжительное функционирование экстремальных систем охлаждения их создатели не в состоянии, поэтому обычное их применение — получение максимальных результатов в бенчмарках и участие в различных оверклокерских соревнованиях.

Проверка стабильности разогнанных компонентов

Для проверки стабильности разогнанных компонентов компьютера используют ряд программных тестов. Ни один из них сам по себе не гарантирует 100 % стабильности системы, однако, если тест выявил сбой в системе или не может пройти до конца, разгон следует считать неудачным. Большинство тестов создают интенсивную вычислительную нагрузку на различные блоки центрального процессора, системной памяти, графического процессора и набора системной логики. Только комбинация из нескольких тестов может служить основой для уверенности в стабильной работе компьютера. Вот некоторые из наиболее популярных тестов стабильности:
Prime95 — Клиент сети распределённых вычислений, обладающий мощным встроенным модулем проверки стабильности системы. Зачастую программа выявляет нестабильность там, где другие тесты проходят без проблем.
S&M — Программа тестирует стабильность процессора и системной памяти, при недостаточном качестве охлаждения процессора или проблем с памятью возможно зависание компьютера.
SuperPI — Популярный у оверклокеров бенчмарк и тест стабильности, вычисляющий число Пи до заданного количества знаков после запятой.
ATI Tool — Программа содержит тестовый модуль, выявляющий артефакты нестабильности видеоадаптера.
ATI Tray Tools — Программа содержит тестовый модуль, выявляющий артефакты нестабильности видеоадаптера.
FutureMark 3DMark2006 — Синтетический тест производительности, интенсивно нагружающий графический и центральный процессоры, используется наряду с другими тестовыми пакетами FutureMark для определения производительности компьютера в игровой трёхмерной графике.
Aquamark Комплексный тест c использованием графических технологий, таких как PixelShader 2.0 и т.д
cpu burn-in Утилита для проверки стабильности работы процессора, позволяющая задать любое время теста, тем самым позволяя испытать систему охлаждения.

Опасности разгона

Разгон является одной из причин преждевременного выхода компьютерного оборудования из строя, поэтому пользователь эксплуатирует аппаратное обеспечение компьютера в форсированном режиме на свой страх и риск (за исключением тех случаев, когда разгон предусмотрен производителем, например, в некоторых модулях памяти Corsair). Опасности разгона в большинстве случаев можно преодолеть, используя качественные системы охлаждения, наращивая частоту медленно и с постоянным контролем стабильности.

Оверклокерские соревнования

В последнее время во всём мире всё чаще и чаще проводятся соревнования оверклокеров, перед участниками которых ставится цель — добиться максимальной производительности от компьютера, эксплуатируемого в форсированном режиме. Инициаторами и спонсорами подобных конкурсов чаще всего выступают компании-производители систем охлаждения.