Klokversnelling

Klokversnelling is die proses waar 'n rekenaarkomponent gedwing word om teen 'n hoër kloksnelheid te werk as waarvoor dit deur die vervaardiger ontwerp of aanbeveel word.  Dit word gewoonlik gedoen deur rekenaargeesdriftiges om die werkverrigting van hulle rekenaars te verhoog.  Sommige van dié mense koop goedkoper rekenaars en verhoog die kloksnelhed om hoër snelhede te verkry of koop duur komponente en versnel dan die klok om selfs beter werkverrigting te verkry as wat die komponente gewoonlik toe in staat is.  Ander mense gebruik klokversnelling van komponente om te verseker dat hulle ouer stelsels steeds aan stelselvereistes voldoen eerder as om nuwe hardeware aan te skaf soos voorgeskryf deur sagteware handelaars.

Gebruikers wat hulle komponente se kloksnelheid verhoog, fokus gewoonlik hulle aandag op die Sentrale verwerkingseenheid, videokaarte, die moederbord se geïntegreerde stroombane  en RAM.  Dit word gedoen deur die SVE-klokvermenigvuldiger te manipuleer en die moederbord se voorkantbus totdat 'n maksimum stabiele bedryfsfrekwensie bereik word.  Die idee is eenvoudig, maar die variasies in die elektriese en fisiese eienskappe van rekenaarstelsels maak die proses ingewikkelder.  SVE-vermenigvuldigers, busverdelers, elektriese potensiaalverskille, termiese ladings,verkoelingstegnieke en verskeie ander faktore kan dit beïnvloed.

Oorwegings 
Daar is verskeie kwessies wat oorweeg moet word wanneer daar oorweeg word om die kloksnelhede te verhoog.  Die eerste oorweging is om te verseker dat daar voldoende krag is om teen die nuwe spoed te bedryf.  Omdat fyn toleransies vereis word vir verhoogde kloksnelhede sal slegs baie duur moederborde met ingeboude klokverstellings, wat rekenaarentoesiaste sal gebruik, toegerus wees.  Moederborde met minder verstellings soos wat tipies op oorspronklike vervaardigerstelsels ingebou word, beskik gewoonlik nie oor sulke verstellingsmoontlikhede nie om die moontlikheid van verkeerde verstellings te vermy en die gevolglike ondersteunings- en waarborgkostes van die vervaardiger te vermy.

Verkoeling 

Alle elektroniese stroombane wek hitte op as gevolg van die beweging van elektrone.  Soos die klokfrekwensies in digitale stroombane verhoog word, sal die hitte wat opgewek word deur komponente ook verhoog.  Vanweë die verhoogde warmte-opwekking deur komponente met verhoogde kloksnelhede, word 'n doeltreffende verkoelingstelsel benodig om te verhoed dat die hardeware beskadig word.

Verder is digitale stroombane geneig om stadiger te werk by hoë temperature as gevolg van veranderinge in die eienskappe van MOSFET-toestelle.  Omdat die meeste standaard verkoelingstelsels ontwerp word vir die hoeveelheid warmte wat opgewek word met die klok in onversnelde toestand, moet daar tipies van meer doeltreffende verkoelingstelsels gebruik gemaak word, soos kragtige waaiers of groter koelplate.  Grootte, vorm en materiaal beïnvloed almal die vermoë van 'n koelplaat om warmte te verwyder.  Doeltreffende koelplate word dikwels geheel en al uit termies geleidende koper vervaardig, maar hulle is gewoonlik baie duur.

Aluminium word meer dikwels vir koelplate gebruik aangesien dit goedkoper is as koper.  Gietyster is die goedkoopste maar het 'n baie lae termiese geleidingsvermoë.

Waterverkoeling wat ooreenkomste toon met 'n motor se enjinverkoelingstelsel is meer doeltreffend as koelplaat en waaierkombinasies as dit reg geïnstalleer word.

Termo-elektriese verkoelingstoestelle wat ook bekend staan as Peltier-toestelle het onlangs baie gewild geword vir gebruik met verwerkers wat baie warmte vrystel.  Termo-elektriese verkoelingstoestelle skep temperatuurverskille tussen twee plate deur 'n elektriese stroom deur die plate te laat vloei.  Die metode is baie doeltreffend op die punt waar verkoeling benodig word maar het die probleem dat daar meer afvalhitte opgewek word wat uit die rekenaarkas verwyder moet word.  Om hierdie rede is dit dikwels nodig om termo-elektriese verkoelingstoestelle met konveksie gebaseerde koelplate of waterverkoelingstelsels aan te vul.

Ander verkoelingsmetodes wat gebruik kan word is meganiese konveksie- en faseveranderingstelsels (soos wat in yskaste gebruik word).  Vloeibare stikstof, -helium en ook droë ys kan gebruik word as verkoelingsmiddels in uiterste gevalle, soos wanneer pogings opgestel word om rekords op te stel of wanneer daar geëksperimenteer word, maar is nie prakties vir daaglikse gebruik nie aangesien die houers hervul moet word soos die verkoelingsmiddel verdamp en verder vorm kondensasie op rekenaarkomponente wat kan lei tot kortsluitings.  Teen temperature laer as -173 °C sal silikongebaseerde spervlak veld-effek transistors (JFET) se werking vertraag word en teen - 233 °C sal die toestelle geheel en al ophou funksioneer. 

Verkoeling kan ook bewerkstellig word deur die rekenaarkomponente direk in 'n verkoelde vloeistof te plaas soos in die geval van die Cray-2 superrekenaar.  So 'n vloeistof moet 'n voldoende lae elektriese geleidingsvermoë hê en termiese geleidend wees.  Die voordeel van hierdie tegniek is dat geen kondensasie op komponente kan vorm nie.

Stabiliteit en funksionele korrektheid 
Aangesien 'n klokversnelde komponent buite die vervaardiger se aanbevole bedryfstoestande werk, mag dit moontlik foutiewelik funksioneer en lei tot onstabiliteite in die stelsel.  Ander risiko's wat hiermee verband hou is dat die data korrup kan word en nie onmiddellik opgespoor word nie.  Daar bestaan verskeie sagtewarehulpmiddele om te help met die opspoor van foute en stabiliteit.  Dit bly egter moeilik om vas te stel of die komponente foutloos onder alle omstandighede sal werk in die versnelde toestand.  Gewoonlik word komponente aan strestoetse onderwerp om vas te stel of die werking van die komponent onder versnelde toestande bevredigend is.

Faktore wat klokversnelling moontlik maak 
Die vermoë om klokversnelling toe te pas volg gedeeltelik uit die ekonomie van die vervaardigingsproses van SVE's.  In die meeste gevalle sal SVE's met verskillende aangeslane kloksnelhede in presies dieselfde vervaardigingsproses gemaak word.  Die klokspoed waarvoor die SVE aangeslaan word is by of onder die spoed waarvoor die SVE die vervaardiger se funksionele toetse geslaag het.  Vervaardigers moet ook gewoonlik 'n marge laat vir waarborgdoeleindes.  Soms sal vervaardigers 'n oormaat hoë werkverrigting SVE's teen laer pryse en ander handelsname verkoop om van die produkte ontslae te raak sonder om die vlagskip produkte se beeld aan te tas.

Soms kan dit voorkom asof daar 'n oortollige marge bestaan wat in werklikheid noodsaaklik is vir die verwerker om korrek te werk tydens sy leeftyd.  Halfgeleiertoestelle kan verouder en daar bestaan verskeie faktore wat die stroombaan se werkverrigting kan verswak.

Verwysings 

Rekenaars