Hoe throttling je hardware beschermt maar ook prestaties kost

Als je een zware taak start, schiet de kloksnelheid van je processor of videokaart omhoog. Ook de temperatuur stijgt snel. Als het energiegebruik of de temperatuur te hoog wordt, grijpt je systeem in. Dat noemen we throttling. Wat gebeurt er precies als je pc throttelt? Kan het kwaad en kun je er wat aan doen?

Bij throttling worden de prestaties van je pc automatisch verlaagd, zodat het stroomverbruik of de temperatuur binnen de grenzen blijft. Als dat gebeurt om de temperatuur te verlagen spreken we van thermal throttling. Als de hoeveelheid stroom de beperkende factor is, gaat het om power throttling. Throttling kan in principe geen kwaad. Het is juist een beschermingsmechanisme. Het kan je echter wel prestaties kosten.

Throttling in het kort

• Bij throttling worden de prestaties verlaagd om je hardware te beschermen.
• Dit kan gebeuren vanwege temperatuur (thermal) of stroomverbruik (power).
• Throttling komt voor bij cpu's, gpu's en ssd's, maar ook bij complete systemen zoals laptops, desktops en mini-pc's.
• Throttling kan geen kwaad, maar het kan je wel prestaties kosten.

Hoe werkt thermal throttling?

Thermal throttling treedt op als een onderdeel zijn maximumtemperatuur bereikt. AMD, Intel en Nvidia geven maximumtemperaturen op voor hun cpu's en gpu's, vaak rond de 100°C. Systeemfabrikanten kunnen zo'n doeltemperatuur ook hoger of lager instellen.

Als de maximumtemperatuur (bijna) wordt bereikt en de draaisnelheid van de fans al maximaal is, verlaagt het onderdeel zijn kloksnelheid. Met een lagere kloksnelheid verbruikt de chip minder stroom en produceert hij dus minder warmte. Daardoor loopt de temperatuur niet verder op.

Vooral systemen met relatief weinig koeling zijn vatbaar voor thermal throttling. Desktop-pc's hebben er bijvoorbeeld niet vaak last van, maar mini-pc's of dunne laptops wel.

In bovenstaande grafiek zie je wat er gebeurt als we dezelfde rendertest in Blender vijftig keer achter elkaar uitvoeren op een MacBook Air. Dat is een passief gekoelde laptop, zonder ventilators dus, waarbij throttling de enige manier is om de temperatuur omlaag te krijgen. Je ziet dan ook dat de laptop steeds iets langer doet over deze taak, tot hij een stabiel prestatieniveau bereikt.

Hoe werkt power throttling?

Bij power throttling is niet de temperatuur, maar het ingestelde maximale energiegebruik de beperkende factor. De fabrikant van je laptop of desktop kan deze powerlimits instellen. Bij een zelfbouw-pc staan ze standaard op de aanbevolen waarden en kun je ze meestal zelf aanpassen.

Vroeger was deze powerlimit vaak identiek aan de tdp. Zo simpel is het helaas allang niet meer. Fabrikanten van processors geven hogere aanbevolen waarden op. Soms gelden die slechts gedurende een bepaalde tijd, bijvoorbeeld een minuut, waarna het de bedoeling is dat de processor weer omlaagklokt.

Bovenstaande grafiek toont een voorbeeld van power throttling in een Acer Aspire Go 15-laptop. Aan het begin van de zware taak verbruikt de processor veel stroom, tot wel 55W. Na ongeveer 25 seconden mag de processor nog maar ongeveer 28W verbruiken. Daardoor nemen de kloksnelheden en de temperatuur van de processor af.

Wat kun je doen aan throttling?

Bij een desktop kun je het meeste doen aan throttling. Als je onderdelen te warm worden, kun je bijvoorbeeld een betere processorkoeler kopen of de luchtstroom van je behuizing verbeteren met meer of krachtigere fans.

Ook bij power throttling heb je, zeker bij een zelfbouw-pc, vaak opties om daar wat aan te doen. In het bios of via overkloksoftware kun je de powerlimits verhogen of zelfs uitschakelen.

Een andere optie is undervolten. Hierbij laat je de processor juist minder stroom verbruiken, waardoor hij meer ademruimte krijgt binnen de bestaande vermogens- en koelingslimieten.

Bij laptops zijn al die opties meestal dichtgetimmerd. Wel kun je in de software van de fabrikant vaak kiezen uit meerdere vooraf vastgestelde profielen. Die veranderen het fanprofiel en vaak ook hoeveel energie de processor en videokaart mogen gebruiken.

Tot slot

Throttling kan de prestaties van je hardware beperken. Het is in de eerste plaats een beschermingsmechanisme voor de componenten. Het voorkomt bijvoorbeeld dat je laptop oncomfortabel warm wordt en dat een chip zichzelf beschadigt.

Gebruik je een grote desktop-pc, dan kun je soms zelf nog wat doen aan throttling. Bij een kleiner en verder dichtgetimmerd apparaat verdwijnen die opties al snel. Dan ben je overgeleverd aan wat de fabrikant goed vindt – en soms is dat voor je eigen bestwil.