Le sous-voltage ou undervolting est une technique pour optimiser le rendement de l’électronique, et de nos machines. Au contraire de l’overclocking ou sur-cadencement des fréquences de travail, qui réduit dans les faits la durée de vie des composants et augmente surtout la consommation électrique, c’est une technique qui n’a que des avantages comme nous le verrons.

Sous-voltage des valeurs d’usine

Les processeurs d’un même modèle ne sont pas exactement identiques. Les constructeurs ou fondeurs de puces ne peuvent raisonnablement pas tester la tension optimale sur chacune des pièces produites, ils appliquent donc une tension standard que toutes les puces bien fondues supporteront.

Le sous-voltage est donc un mauvais qualificatif, l’on cherche une tension plus juste, car les composants sont en réalité survoltés. C’est un ajustement individuel de leurs tensions.

Gain de performances

Il peut être assez contre-intuitif dans un monde ou toujours plus c’est mieux, de baisser la consommation électrique pour améliorer les performances. C’est pourtant la réalité dans ce cas d’étude. Pensez à l’aérodynamique, c’est réduire les frottements, et c’est bon, à l’instar d’un vélomobile qui, par rapport à un vélo droit, même sensiblement plus lourd, mais est bien plus performant grâce à l’optimisation du profil aérodynamique.

Durabilité

La résultante de cette optimisation, c’est une machine plus efficace grâce à l’économie d’électricité réalisée directement sur les composants électroniques, et indirectement par les composants de ventilation moins sollicités.

Les machines peuvent aussi durer plus longtemps car elle seront moins vite obsolètes et seront moins usées par un survoltage permanent. Les machines portables voient leur autonomie améliorée et bien entendu cela favorise la durée de vie de leurs batteries, puisque les recharges seront moins fréquentes.

Davantage d’accélérations

Pour économiser de l’énergie le plus souvent possible, les processeurs modernes tournent à des vitesses variables. Avec une tension réglée plus finement, les modes turbo qui accélèrent un ou plusieurs cœurs de processeur jusqu’à approcher la surchauffe peuvent dès lors durer plus longtemps. Les traitements sont effectués plus rapidement et les machines sont plus réactives.

Le gain est par contre complètement variable en fonction des machines et même entre machines identiques. Autant donc donner un exemple concret. Mes deux dernières machines grossièrement optimisées, avec des processeurs de gamme core-i7 U (TDP 15 W) de générations 7 et 8 Intel font gagner, c’est un ordre de grandeur, entre 10% et 20% de calculs en plus sur des tâches de pourtant quelques minutes. La température est inférieure de plusieurs degrés même en charge. On fait plus avec moins assez simplement.

Confort

Les gains de confort, outre l’autonomie en hausse des appareils portables, sont d’ordre auditif, par les ventilateurs qui tournent moins vite ou moins souvent, et tactiles avec des machines qui sont moins chaudes pour les mains et les cuisses des utilisateurs.

Comment faire

Cet article n’a pas vocation a être un guide d’application de cette technique. D’autant plus qu’il n’y a pas de voie unique pour toutes les machines et tous les composants. Tous les systèmes n’acceptent pas ces modifications ou du moins n’ont pas de voie d’accès ouverte facile à ces modifications.

Mais de façon générale il est nécessaire d’être très prudent pour sous-volter une machine et faire des modifications en saut de puce, de bien tester la réaction du système sous forte charge avant de tester un delta un peu plus grand. Des sauts de l’ordre de 5 mV sont bien assez grands.

Enfin, lors des tests de charge des nouvelles valeurs de tension, il y a un risque d’avoir atteint le vrai sous-voltage et de figer le système immédiatement ou lors d’un traitement plus lourd ultérieur. Dans le cas ou la modification est réglée pendant le démarrage, il faut être prêt à modifier le disque avant la fin du redémarrage suivant sous peine de rechute.

Il est donc recommandé de ne pas faire ces tests lorsque l’on travaille sur des projets délicats ouverts en même temps, et de si possible utiliser des méthodes réversibles, c’est à dire gérées via le logiciel et non des modifications définitives dans le matériel.

Voici ci-dessous les logiciels les plus couramment utilisés pour les processeurs Intel. Leur modification est réversible à chaque démarrage. Sachez que le sous-voltage peut aussi être appliqué aux autres familles de processeurs et aux cartes graphiques, grandes voraces de courant. Sur ces dernières, les réglages sont cela-dit souvent plus délicats.

Sur une machine Linux ou BSD dotée d’un processeur Intel assez récent (à partir de 2013) l’on peut utiliser intel-undervolt

Sur Windows, il y a Intel XTU et ThrottleStop

En conclusion

Le sous-voltage des composants centraux de nos systèmes informatiques peut permettre de belles économies.

Le seul inconvénient, c’est le plantage du système lors des tests, alors que l’on atteint les limites de stabilité électrique des composants. Il vaut mieux éviter de trop vouloir optimiser son système.

Je ne peux pas être tenu responsable des éventuelles malheureuses conséquences de vos modifications. Mais si vous gagnez, grâce à cette information, en productivité, en économies ou en satisfaction, offrez-moi un message ou un café !