[Tutorial] Overclock/Underclock/Undervolt fácil en el Sensation. Fundamentos. Governors. System Tuner.

[doctorlirio]

Bueno, pues aqui está el tutorial que algunos me habeis pedido...

Overclock/Underclock y Undervolt en el Sensation. Fundamentos.

El overclock es una técnica que consiste en hacer funcionar un chip electrónico a una velocidad/frecuencia de reloj mayor de la que viene en sus especificaciones. Velocidad y frecuencia de reloj son dos términos que podemos usar indistintamente en este caso y lo explico a continuación. Para conseguir el overclock en nuestro terminal no tenemos muchas opciones, no es como en un PC, aquí sólo vamos a poder jugar con 2 parámetros para lograr la frecuencia de reloj estable más alta posible, la frecuencia de reloj en sí y el voltaje de alimentación de la CPU. En un PC, y dependiendo del micro y la placa base usados, podríamos estar modificando más de 20 parámetros distintos sólo en la BIOS para hacer lo mismo, asi que tranquilos que es muy fácil. El undervolt consiste en suministrarle a un chip un voltaje de alimentación menor del marcado en sus especificaciones para conseguir un menor consumo y una menor temperatura de trabajo.

El underclock consiste en hacer funcionar un micro a una velocidad/frecuencia de reloj más baja de la que viene en sus especificaciones. El underclock se usa para bajar el consumo del procesador. A menor frecuencia, menor consumo. Y a menor frecuencia, el voltaje de alimentación del micro se puede reducir para disminuir aun más el consumo. Los fundamentos son exactamente los mismos que en el overclock.

El reloj es una señal a la que se ajusta el hardware de nuestro sistema y todo en el sistema ocurre de forma sincronizada con la señal de reloj, así por ejemplo, podemos decir que una operación de suma de datos consume X ciclos de reloj y un acceso a memoria consume Y ciclos de reloj. Esto será siempre así, no importa lo largo o corto que sea el ciclo de reloj. La frecuencia de reloj nos indica cuantos ciclos de reloj ocurren en un segundo. Cuando decimos que un chip funciona a 1 Mhz, lo que decimos es que el reloj de ese chip tiene un millón de ciclos por segundo, si decimos 1 Ghz estamos hablando de 1000 millones de ciclos de reloj por segundo. El procesador del Sensation viene de casa trabajando a 1200 millones de ciclos por segundo como frecuencia máxima (1.2 Ghz) aunque ha sido diseñado desde un principio para funcionar a 1500 millones de ciclos por segundo, por eso es completamente seguro utilizarlo con frecuencias de hasta 1.5 Ghz (y más ). Mientras más subamos la frecuencia del reloj, más ciclos habrá por segundo y más rápido será el chip. Por desgracia, con el aumento de frecuencia también aumentaremos el consumo y la temperatura de trabajo del chip.

El voltaje de alimentación de la CPU es un valor muy importante para nosotros no sólo por el ahorro en batería, sino porque de su valor dependerá el overclock posible a nuestro terminal. La teoría es la siguiente, a mayor voltaje de alimentación, la frecuencia de trabajo estable máxima del micro es mayor. Esto es inherente a la tecnología de fabricación de todos los chips actuales, para no entrar en detalles muy técnicos me teneis que creer aqui (muchos años estudiando Teleco no se pueden resumir en 2 lineas). Por supuesto el aumento de voltaje de la CPU se transmite en mayor consumo y temperatura. Lo ideal es trabajar siempre al menor voltaje estable para la frecuencia de reloj que estamos usando, así reducimos consumo y temperatura manteniendo la velocidad. Llamamos undervolt a utilizar un voltaje de alimentación del chip por debajo del valor marcado en las especificaciones del fabricante.

Los factores limitantes a la hora de hacer overclock a un chip son varios, voy a comentar los que más nos afectan y podemos controlar. Evidentemente si subimos el voltaje de alimentación demasiado acabamos fundiendo el chip, sólo podremos subir el voltaje hasta un punto, a partir de ahí no nos dará más estabilidad al subir la frecuencia de reloj sino al revés, porque generará un exceso de calor y el aumento de temperatura bajará la estabilidad del sistema. Otro factor es la temperatura, como acabo de comentar, la regla es que a menor temperatura, mayor estabilidad en el chip. Si os habeis fijado antes comenté que sólo podíamos tocar voltaje y frecuencia de reloj... esto significa que ajustando esos valores tendremos que conseguir mantener el micro a una temperatura estable, y no podemos recurrir a disipadores ni otros sistemas para regularla. Como estamos en un sistema que funciona con batería, afortunadamente al buscar el voltaje mínimo estable para una frecuencia de reloj estaremos haciendo todo lo que podemos hacer para mantener el consumo al mínimo y la temperatura más baja a esa frecuencia de reloj, lo que simplifica mucho las cosas.

Creo que con lo anterior la idea general es clara, buscamos la frecuencia de reloj más alta posible con el voltaje mínimo posible. La baja temperatura y el bajo voltaje de alimentación siempre favorecen la estabilidad del sistema y la vida a largo plazo del chip.

La CPU del Sensation. Los Governors.

La CPU del Sensation está diseñada con dos núcleos (cores) con arquitectura aSMP. Esto significa que hay dos núcleos que trabajan en paralelo pero son asíncronos entre sí (pueden funcionar a diferente velocidad de reloj, cada core tiene la suya). Además la CPU está diseñada para poder ser regulada en frecuencia de trabajo y voltaje mientras está en funcionamiento, el encargado de hacerlo es el kernel del sistema y para hacerlo sigue unas directrices llamadas governors. De esta forma el kernel puede decidir si eleva/disminuye la frecuencia del reloj o si enciende/apaga el segundo core, además de subir/bajar el voltaje de alimentación de la CPU.

Los "governors" de la CPU son las directrices que tiene el kernel del sistema operativo para cambiar de frecuencia la CPU. Los más usados son Ondemand y Smartass. La principal diferencia entre ambos es que Ondemand cambia la frecuencia de reloj del micro a la máxima en cuanto hay una carga predeterminada de trabajo en la CPU, mientras que Smartass no la sube tan rápido y utiliza más las frecuencias intermedias antes de subir el micro al máximo. En teoría con Ondemand tendremos un equipo un poco más fluido y con Smartass ahorraremos un poco de batería. El governor Performance nos pone el micro siempre a la máxima velocidad, es adecuado para testeos pero no lo recomiendo a nadie para usarlo de forma habitual en el terminal. Aunque existen otros governors distintos, la mayoría no funcionan bien en sistemas de doble nucleo y muchos kernels custom ni siquiera los implementan, por eso no los pongo aqui.

Bien, una vez entendido lo anterior es evidente que cuando hagamos overclock/underclock/undervolt le vamos a aplicar unos valores máximos y mínimos al sistema tanto de frecuencia como de voltaje, y ambas magnitudes variarán al usar el terminal siguiendo las directrices del governor que usemos. Los valores que pongamos serán buscando siempre el voltaje mínimo estable para la frecuencia a la que vayamos a trabajar, y el valor máximo de frecuencia dependerá de hasta donde pueda llegar nuestro chip o de cuanta batería queramos ahorrar.

Al lio. System Tuner.

Todo esto suena muy bien en teoría pero, ¿como lo hacemos? pues con un programa gratuito que se llama System Tuner y que está hecho por un miembro de XDA (3c). El motivo de elegir este programa es que funciona perfectamente en nuestros terminales y es muy sencillo de usar (y lo recomienda gente como show-p1984, faux,...). Antes de que nadie lo pregunte... hace falta root. Nada más entrar al System Tuner veremos lo que hay en la captura de la izquierda. En esa pantalla pulsaremos en el botón Tweaks que está abajo a la derecha y elegiremos CPU manager. Otra forma de llegar al mismo sitio es pulsando donde pone CPU en la esquina superior izquierda de la pantalla. De ambas formas llegaremos a la pantalla interesante, que es la que hay en la captura central. Si tu pantalla no es igual que la de las capturas no te preocupes, sigue leyendo, hay una versión nueva pero las diferencias son mínimas, al final comento las diferencias con la nueva versión, si tienes dudas mira allí. En la captura central podemos ver el governor que estamos usando y las frecuencias máximas y mínimas que tenemos establecidas (nada más instalarlo System Tuner se configura a 384 Mhz de mínima y 1.18 Ghz de máxima). Es recomendable reiniciar el terminal después de iniciar el System Tuner por primera vez, parece que a veces no pilla la configuración del segundo core hasta que reiniciamos.



En la pantalla de la captura central podemos cambiar el governor pulsando en él. Los valores de frecuencia máxima y mínima los ajustamos con los controles deslizantes. El botón Boot settings nos lleva a un menú donde si marcamos la opción Use boot script y Re-apply CPU settings los valores que tengamos puestos se aplicarán en el momento en que arranquemos el terminal (hasta ahora sólo se aplicaban cuando arrancábamos System Tuner). El menú Boot Settings lo teneis en la captura de la derecha. El botón que pone when screen off nos permite seleccionar la frecuencia máxima de la CPU cuando la pantalla está apagada (muy util para ahorrar batería, pero cuidado al tocarlo que si lo bajais demasiado os podeis encontrar con mucho lag para desbloquear el teléfono). Los otros botones del menú Boot Settings están relacionados con otros tweaks que hace System Tuner que no tienen nada que ver con la CPU.

En la pantalla central tenemos también el botón Voltage table, que nos lleva a la pantalla de la captura de abajo. Si el kernel que usas no permite tocar el voltaje, no te aparecerá el botón.
NOTA: Los ajustes se aplican instantáneamente, recomiendo no subir la frecuencia mucho sin haber ajustado antes el voltaje. También recomiendo comprobar que los valores que usamos son estables antes de marcar la opción del boot script.



En la pantalla de la captura podemos ver varios controles deslizantes y dos botones en la zona inferior marcados -12.5mV y +12.5mV. Cada control deslizante regula el voltaje de alimentación a una frecuencia, y podemos ajustar manualmente el voltaje que usará la CPU a cada frecuencia de reloj. Sólo veremos en esta pantalla los valores de frecuencia que permita el kernel que usemos. Los dos botones aplican un incremento/decremento de voltaje por igual a todas las frecuencias, y es lo que en un principio os recomiendo que useis para conseguir buenos resultados y no meter la pata.


Bien, ¿Cómo se busca la frecuencia máxima de mi chip?

Lo más sencillo y lo que recomiendo es que pongais los valores de voltaje que tengo puestos yo en las capturas. Para conseguir esos valores sólo teneis que tocar el botón correspondiente (+- 12.5 mV) y te ajustará los voltajes en todas las frecuencias, es muy sencillo. Luego poned 1.72 ó 1.78 Ghz de velocidad máxima y probad la estabilidad con un test. Si pasa el test subid la frecuencia máxima un nivel y volved a probar. Si falla se sube un punto el voltaje con el botón +12.5 mV y se vuelve a probar. Esto se repite hasta que por mucho que subamos el voltaje no conseguimos que sea estable (normalmente con 2 o 3 subidas en el botón a partir de mis valores ya lo vemos y no recomiendo subir el voltaje mucho más ). La frecuencia máxima que podremos usar será la más alta que haya sido estable en las pruebas. Cada chip es diferente, es un proceso de prueba y error hasta dar con la frecuencia de reloj que buscamos.

Vale, ¿y el voltaje?

Una vez que ya tenemos localizada la frecuencia máxima (o la máxima a la que queremos trabajar) lo suyo es buscar el voltaje estable más bajo. El proceso es casi igual, solo que ahora dejamos fija la frecuencia máxima y vamos probando modificando el voltaje con los botones hasta encontrar el voltaje más bajo estable. Igual que con la frecuencia, esto también varía de un chip a otro y hay que recurrir al proceso de prueba y error, no hay más remedio. En mi caso el "punto dulce" es a 1.83 Ghz y 1300 mV.

Pero yo lo que quiero es hacer Underclock para mejorar el consumo de batería...

Pues simplemente usa la frecuencia que tú elijas como máxima para el procesador y luego busca el voltaje estable más bajo para esa frecuencia como está explicado. El overclock y el underclock son dos caras de la misma moneda, en ambos casos una vez elegida la frecuencia a la que vamos a trabajar buscamos el voltaje mínimo estable para aumentar la duración de la batería y reducir la temperatura del chip al máximo. Que la frecuencia que elijamos esté por encima o por debajo de lo indicado por el fabricante dependerá de si buscamos más velocidad ó mejorar el consumo de batería. El chip del Sensation funciona entre 1.2 y 1.5 Ghz de frecuencia máxima según el fabricante.

¿Hay que hacer algo más?

Lo ideal sería hacer todo el procedimiento anterior de prueba de voltaje mínimo estable para cada una de las frecuencias de trabajo del chip, fijando la frecuencia que estamos probando como máxima y ajustando a mano su voltaje. Pero es un engorro tan grande que con que hagais lo que he puesto ya vais a notar un cambio considerable en consumo y velocidad.

¿Como se hace una prueba de estabilidad?

Para saber si el teléfono es estable lo mejor es hacerle una prueba de estabilidad con un programa diseñado para ello. Yo uso StabilityTest de intostudios, está gratis en el Market.
Para usar el StabilityTest lo arrancais y le dais al botón que dice Classic Stability Test. Esto hace una prueba de stress al terminal a la frecuencia máxima que hayais seleccionado en System Tuner. Al hacer el test pueden pasar 3 cosas, que falle el test y nos salte una ventana, que el teléfono se reinicie, o que nosotros lo paremos. Normalmente si el test lo hemos tenido unos 20 minutos funcionando y no ha fallado ni se ha reiniciado podemos parar el test y considerar que el teléfono es estable, en un uso normal nunca vas a exprimir el teléfono tanto como con este test ni durante tanto tiempo seguido, ni siquiera jugando. Cuando hagais la prueba el teléfono que no esté conectado por cable a ningún sitio, o el test no será fiable por el calor que se genera al tener el cable conectado. También puede que noteis cambios en la estabilidad si al hacer el test el teléfono está sobre un aislante, como una mesa de madera, en vez de en la mano. Después de muchos trasteos yo creo que la CPU del sensation podría llegar sin problema a 1.9 y más si pudiésemos controlar la temperatura, pero cuando pasamos de los 1300 mV a frecuencias altas el calor generado empieza a ser importante y al final el sistema se vuelve inestable por falta de refrigeración, por eso es importante cómo hacemos la prueba de stress.
NOTA: La temperatura que vemos en StabilityTest o System Tuner es la de la batería. Casi ningún kernel trae bien implementada la función de leer la temperatura de la CPU y todos estos programas suelen informar la temperatura de la batería. Un micro funciona internamente a mucha más temperatura que los 42-43º a plena carga que marcan StabilityTest o System Tuner

Os pongo algunas capturas más de mis ajustes para que tengais algo con lo que guiaros:



NOTA: El color rojo que se ve en todas las capturas es por el tema que llevo en mi ROM, no os preocupeis si teneis otro color

Actualización de System Tuner. Cambios.

Hay una nueva versión de System tuner que cambia un poco, os explico los cambios:



Ahora cuando le demos a Tweaks, después tendremos que seleccionar CPU en la barra superior de la aplicación como está en las imágenes. El botón para modificar los voltajes también está ahora en la barra superior (Voltage). Si os fijais en una imagen se ven los dos nucleos y en la otra no, si os pasa se "arregla" cambiando el CPU governor un momento a otro y volviendo a poner el que queremos. Por lo demás todo el funcionamiento es igual . La diferencia de valores y de colores es porque he cambiado de ROM (Sense 3.5) y estoy con un kernel stock , esperando al Bricked 1.1 como agua de mayo. En las gráficas de las capturas también podreis ver un salto muy grande en la temperatura... es porque se trata de la temperatura de la batería y no de la CPU, el salto coincide con el momento que enchufé el terminal al cable USB. Lo podeis comprobar vosotros mismos en casa.

En los próximos dias veré si puedo simplificar lo que hay aqui y añadir algunas cosas que faltan o que considereis oportunas.

[doctorlirio]

Reservado.

[doctorlirio]

Reservado.

[doctorlirio]

Reservado.

[Qubit]

Gracias Doctorlirio, Excelente turorial

[htchd2yeo]

disculpa soy muy novato, lo que sucede que instale el system tuner en mi sensation con la rom virtuous 2.1.0, en si lo que yo quiero es bajarle la frecuencia para evitar un gasto mayor de bateria ya que de por si no me dura, entonces configuro a 970 mhz maxima pero cuando me salgo y vuelvo a entrar de nuevo esta a 1,5 ghz, a que se debe que estoy haciendo mal? tambien me pasa con el viruous overclocking y el set cpu me da fc

[doctorlirio]

Para empezar, usa solo un programa para gestionar el overclock, los otros desinstálalos. Reinicia

Una vez que hayas ajustado tus valores, dale a Boot settings y marca la opción Use boot script y los valores que tengas puestos se aplicarán en el momento en que arranques el terminal . Reinicia y compruebalo.

[htchd2yeo]

Originalmente Escrito por doctorlirio

Para empezar, usa solo un programa para gestionar el overclock, los otros desinstálalos. Reinicia

Una vez que hayas ajustado tus valores, dale a Boot settings y marca la opción Use boot script y los valores que tengas puestos se aplicarán en el momento en que arranques el terminal . Reinicia y compruebalo.

si uso solo uno, te comente que he probado varios pero no al mismo tiempo, ok probare eso que comentas y vere si me funciona gracias

[luismax]

Mis dos primeras dudas.

1- Para qué sirven las tres opciones de re-apply que hay en boot settings?

2- Para hacer una prueba de stress no serviría con seleccionar el governor "performance", ya que pone los dos cores al máximo que hayamos seleccionado?

[doctorlirio]

1- System Tuner nos permite cambiar el valor de la caché de la SDCard, el valor seleccionado se aplica cuando lo cambiamos y se reaplica al rearrancar si pulsamos el botón Re-apply SD tweak. El valor óptimo dependerá de nuestra tarjeta, pero eso ya es de otro tutorial... este va de frecuencias y voltajes

Otra cosa que permite "tocar" System Tuner es la forma en que los programas se cierran por android segun el sistema necesita recursos. Aqui tocamos unos límites de memoria que hacen que un programa se cierre o no en un determinado momento, también sería de otro tutorial... El botón Re-apply memory limits reaplica los valores que tengamos elegidos en System Tuner para los límites de memoria que he mencionado al arrancar el sistema.

Re-apply CPU settings. Esta opción la tenemos que tener marcada junto con Use boot script para que System Tuner aplique nuestros valores de voltaje y frecuencia para la CPU cada vez que arrancamos el sistema.

Voy a añadirlo al post original, que faltaba.

2- El governor performance sólo te pone el micro a la máxima frecuencia, pero el micro no hace nada. Con este test el micro no para de hacer cosas y la memoria también la lleva al límite. No es lo mismo.

[luismax]

Y ya siento ser pesado doc, pero me acabo de dar cuenta de un detalle. A mí me salen los dos cores por separado no como en las capturas que has puesto, me sale la cpu0 y cpu1, y aún encima la cpu1 siempre sube hasta 1,53 a pesar de que lo limites por ejemplo a 1,18 y en cualquiera de los governors disponibles, ésto será así por la gestión del kernel (bricked 0,91) me imagino, o estoy equivocado?

[doctorlirio]

Debe ser por el kernel y el governor elegido. Yo acabo de actualizar el System Tuner (tenía una versión vieja) y se me han cambiado algunas cosas, ahora me sale como dices. Pero a mí si me baja de 1.5 el segundo core... eso debe ser el governor que tienes puesto (yo estoy ahora mismo con la IC con sense 3.5 y el kernel stock).

[luismax]

Pues el core1 me sube hasta 1,53 aunque tengo puesto 1,18 y el governor en smartass

[doctorlirio]

Creo que leí en algún hilo en XDA que el segundo core no lo podemos tocar con ningún programa, que venía en el kernel puesto de una forma y punto. También había hace tiempo algún kernel con un governor que hacía que los dos nucleos fuesen a la par siempre... pero todo esto es de memoria y me puedo equivocar. Yo antes no veía el segundo core, ahora que he actualizado lo veo y creo que va siempre con los niveles preestablecidos del kernel. Habrá que informarse bien...

[Danytattoo]

Muy buen tuto Doctorlirio

Gracias por las molestias que te tomas!

La casualidad que anoche descubrí el system tuner y me puse a investigar, lleva todo el día con el ondemand y puse la mínima a 192 y la max a 1,53 a ver que tal y se nota que va más rápido, lo que no me permite la app es configurar el voltaje de la bateria, me dice nota available, imagino que por el kernel, tengo ic 2.2.5 se, influirá en algo que no pueda modificar el voltaje??

Por ahora no he notado un sobrecalentamiento ni un mayor consumo de la batería en todo el día, por lo que pienso que estará estable, le acabó de hacer el test y en los 20min no pasó de 41g y el core 1 iba un poco más rápido que el 2, no se si influye....

Una vez más gracias por la ayuda!

Un saludo

Enviado desde mi HTC Sensation Z710e usando Tapatalk

[frayluis]

Doctorlirio, aunque ya conocía el procedimiento, te felicito, lo has explicado de forma sencilla, creo que se merece un chinchetazo el post.
s2

[luismax]

Originalmente Escrito por doctorlirio

Creo que leí en algún hilo en XDA que el segundo core no lo podemos tocar con ningún programa, que venía en el kernel puesto de una forma y punto. También había hace tiempo algún kernel con un governor que hacía que los dos nucleos fuesen a la par siempre... pero todo esto es de memoria y me puedo equivocar. Yo antes no veía el segundo core, ahora que he actualizado lo veo y creo que va siempre con los niveles preestablecidos del kernel. Habrá que informarse bien...

Pues sí había algo de eso, yo también lo recuerdo.

Es raro, a veces entras en el programa y el core1 no aparece, pero cambias el governor y aparecen los dos cores, debe ser algún bug de la aplicación.

Por cierto estoy haciendo undervolt en plan bestia con frecuencias medias y ya me estoy asustando de lo que se puede bajar siendo estable, haber si me curro un post con los resultados del tipo "reduce el consumo de batería de forma brutal".

[doctorlirio]

Originalmente Escrito por Danytattoo

Muy buen tuto Doctorlirio

Gracias por las molestias que te tomas!

La casualidad que anoche descubrí el system tuner y me puse a investigar, lleva todo el día con el ondemand y puse la mínima a 192 y la max a 1,53 a ver que tal y se nota que va más rápido, lo que no me permite la app es configurar el voltaje de la bateria, me dice nota available, imagino que por el kernel, tengo ic 2.2.5 se, influirá en algo que no pueda modificar el voltaje??

Por ahora no he notado un sobrecalentamiento ni un mayor consumo de la batería en todo el día, por lo que pienso que estará estable, le acabó de hacer el test y en los 20min no pasó de 41g y el core 1 iba un poco más rápido que el 2, no se si influye....

Una vez más gracias por la ayuda!

Un saludo

Enviado desde mi HTC Sensation Z710e usando Tapatalk

Métele el kernel Bricked 0.86 ó 0.91, que los dos van de lujo con la IC 2.2.5 SSE y podrás cambiar el voltaje. Ya verás el cambio que pega el terminal cuando lo llevamos por encima de 1.6-1.7 Ghz con ese kernel y esa ROM Además no se nota mucho en el consumo, hay que tener en cuenta que en el sensation el "tragón" es la pantallita, la pobre CPU apenas consume nada en comparación. El ajuste de brillo en pantalla que llevemos puede influir mucho más en el consumo que la velocidad de la CPU, todo depende del uso que hagamos del terminal.

[luismax]

He reiniciado y ya no me sube el core1 más del límite que le pongo, se debía de haber quedado algo pillado...

[Mibu]

Gracias por el tuto Doc, yo estoy utilizando el System Tuner desde que me lo recomendaste y me va de lujo.

Eso si, a mi no me han aparecido los dos cores como comentáis, que curioso...

Tenía una duda, le tengo subida la caché a 1024 pero cada vez que reinició me aparece a 128 a pesar de tener marcada la opción de que me la mantenga. Es la única cosa que no me mantiene configurada al reiniciar. Os ha pasado a alguno?

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