O que é Thermal Throttling?

Os chips de eletrônicos produzem aquecimento, uns mais que outros, seja na palma da mão em um celular e PCs de mão, passando pelo seu computador, até um poderoso data center. Quanto mais quente, menos desempenho esse hardware entrega, porque ele baixa sua capacidade de operação para se proteger de possíveis danos, e isso é que chamamos de (usando o termo inglês) “thermal throttling”.

Esse “problema”, que é um mecanismo de defesa de um chip, pode ser potencializado se as condições térmicas não forem favoráveis: como altas temperaturas do ambiente, a coisa piora em lugares quentes (ou seja, quase o Brasil inteiro durante quase todo o ano), refrigeração inadequada em PCs de mesa ou notebook com cooler ineficiente ou ainda má aplicação de pasta térmica.

Entendendo o Thermal Throttling

Ao rodar aplicações pesadas, seja um benchmark sintético, um jogo pesado, ou ainda um programa de renderização de imagem, mais desempenho é extraído do processador ou chip gráfico e, quanto mais tempo executando essas tarefas, mais aquece. Como dito acima, se o gabinete não tiver boa ventilação, o CPU não tiver um bom cooler, ou a placa de vídeo não for equipada um bom sistema de refrigeração, acontece um superaquecimento.

Ao chegar no limite térmico imposto pela fabricante, o CPU ou GPU diminuirá sua capacidade baixando as frequências de operação. Na pior das hipóteses, caso esse mecanismo de defesa falhe, o computador pode ser desligado sozinho para proteger o chip de sobreaquecer a um ponto que o danifique. Caso isso aconteça, em boa parte dos casos, é irreversível.

Por que um chip muito quente perde desempenho?

Tanto um processador, quanto uma placa de vídeo (podemos incluir memórias também), tem diversos fatores que contribuem para um aumento na performance, como a quantidade de núcleos, arquitetura usada e essa lista vai longe. Mas o mais comum entre todas peças são os clocks (frequências) de operação, que basicamente indica a velocidade de um chip.

Vemos isso em processadores que se encaixam num mesmo segmento, têm o mesmo nome (com alguma diferença na adição ou não de uma letra), mas oferecem desempenho diferente por terem frequências diferentes. Um exemplo é o CPU Intel Core i9-12900k, que trabalha a 5.500 MHz, 300 MHz a mais que o i9-12900K, sendo essa a única diferença entre os dois, entrega mais desempenho, como nossos testes mostram.

Operando com clocks menores por conta do thermal throttling, qualquer processador ou placa de vídeo, até mesmo memória RAM (este está menos propenso a sofrer disso), esses chips entregarão menos desempenho como consequência.

Qual a temperatura limite para o processador e chip gráfico?

Cada fabricante sugere as temperaturas ideias de seus chips. O Core i9-12900K mencionado acima, por exemplo, tem limite de operação de 100 graus Celsius. Porém se voltarmos bastante no tempo, mais especificamente em 2013 com i7-4770K, esse limite cai para 72°C e isso tem a ver com a otimização na fabricação destes componentes com tecnologia mais avançada.

Do lado da AMD, vamos pegar o rival do CPU Alder Lake topo de linha, o Ryzen 9 5950x, processador que opera até 90°C sem perder desempenho. A coisa já foi bem pior do lado vermelho com os processadores FX. O FX 8350, por exemplo, um dos últimos lançados da linha, tinha limite térmico de 61°C e não era tão difícil de chegar nesse valor.

Portanto, garantindo que os processadores funcionem abaixo dos limites especificados pelas fabricantes, dificilmente ocorre o thermal throttling. Falar sobre temperatura ideal é difícil, já que depende de diferentes variantes como o clima do local, gabinete e cooler usados, modelo de placa de vídeo, dissipador da memória RAM e por aí vai. Mas o ideal é garantir que opere abaixo das recomendações oficiais.

Em relação as placas de vídeo, nem sempre temos as temperaturas limites impostas pelas fabricantes, mas o ideal no caso desse hardware é manter a temperatura abaixo de 80°C, já que a perda de performance começa a acontecer acima disso progressivamente normalmente.

Como medir a temperatura do CPU e GPU?

Existem diversos softwares que monitoram o hardware e nos dizem a temperatura deles. Ao jogar, o mais comum é o MSI Afterburner, onde é possível configurar e deixar visível na tela as temperaturas do CPU e GPU, além dos clocks, deixando a verificação da queda nas frequências bem clara. Nessa aplicação, inclusive, podemos também configurar a curva de operação das fans da placa de vídeo (não é possível fazer o mesmo com o cooler do CPU).

Fora de jogos, o HW Info consegue acompanhar o uso do hardware, registrando as temperaturas e frequências mínimas e máximas, nos dando uma boa ideia se houve alguma consequência de superaquecimento. Para verificar, você precisará estressar seu PC de alguma forma e mesmo que alguns jogos exijam bastante do hardware, somente testes pesados como Cinebench R23 para o CPU, e Furmark para GPU, entre outros, conseguem exigir o suficiente para medirmos potencial thermal throttling.

É importante ressaltar que existem alternativas mais avançadas para ajudar a diminuir o aquecimento acima do normal que é a diminuição da tensão (undervolt) do CPU e GPU, algo relativamente comum em notebooks. Isso é mais complexo, já que exige mais conhecimento técnico, e bastante testes para verificar a configuração ideal. Recomendamos o uso desse artifício somente com a certeza do que está fazendo. Esse será um dos nossos próximos assuntos abordados sobre cuidados com o PC.