De MacBook Pros, portátiles ultradelgados y el error de pedirle peras al olmo

"Qué fuerte, Apple, cómo nos has engañado". Esa era la reflexión para muchos usuarios y críticos de Apple hace unos días, cuando se descubrió que sus deslumbrantes MacBook Pro con los Core i9 no eran capaces de superar en rendimiento a modelos anteriores teóricamente menos potentes.

Apple reaccionó rápido y corrigió el problema con una actualización del firmware del equipo, pero ni con eso parecemos estar satisfechos. La culpa no es (solo) de Apple, queridos lectores. Es nuestra, por querer portátiles delgados y potentes que desafían la física y nos hacen olvidar que no se puede tener todo. Basta ya de pedirle peras al olmo.

Refrigerar o no refrigerar, he ahí la cuestión

No fui yo quien dejó pasar la oportunidad de echar una de esas piedras a Apple estos días, y lo hice a sabiendas de que era probable que la firma de Cupertino acabaría mitigando el problema. Lo ha hecho, pero la duda sigue presente en mi forma de ver a una compañía que antes era conocida por su atención al detalle y ahora descuida aspectos de diseño y funcionales que parecen impropios de una empresa con ese legado y estos recursos.

Pero como venía diciendo, el problema de los MacBook Pro no es solo culpa de Apple. La empresa lleva vendiéndonos el concepto de portátil ultradelgado y (relativamente) potente desde hace años. Lo hizo con un prodigioso MacBook Air (y su sucesor, el MacBook) que acabó creando aquella categoría de ultraportátiles que ahora domina el mercado, y más tarde con unos MacBook Pro que se apuntaron a grosores insólitos a pesar de contar con unas especificaciones sorprendentes.

Todos siguieron la estela, porque todos quisimos un pedacito de ese pastel. Tener un portátil delgado, ligero y potente había sido una utopía no hacía mucho. Y de repente, era posible pensar en un sustituto al equipo de sobremesa que hiciese todo lo que hacía un PC, pero en un formato mucho más compacto (y molón, claro).

El problema, claro, es que nos engañábamos a nosotros mismos. Es cierto que hay equipos delgados y potentes que cumplen de forma sobresaliente con las expectativas de los usuarios, pero las leyes de la física no son arbitrarias: o eres súper delgado, o eres súper potente. No puedes ser ambas cosas.

Ese ha sido el reto de una industria que ha sometido a dietas brutales a nuestros portátiles de toda la vida. De repente tenemos equipos que ni siquiera necesitan ventiladores porque sus consumos permitían acceder a esos benditos diseños fanless. Aquí sí que nos dimos cuenta rápidamente de que las prestaciones no iban a poder ser excepcionales, pero para los amantes de la portabilidad y el silencio esa apuesta era fantástica.

Para quienes necesitaban más, otros fabricantes como Apple, Dell, Asus, HP o Razer plantearon diseños que parecían cumplir ese sueño imposible de la delgadez y las prestaciones de PC de sobremesa. Y ciertamente hay equipos envidiables (a precios nada envidiables) que ofrecen unas prestaciones notables, pero si uno quiere más, tiene que hacer concesiones. Y las concesiones aquí tienen un nombre: refrigeración.

Los fabricantes se han esforzado en crear todo tipo de sistemas de refrigeración (por aire, líquida, híbrida, etc) que han ido llegando a los portátiles precisamente para ofrecer diseños lo más compactos y delgados posibles.

Pero es que la refrigeración tampoco puede hacer milagros, y el calor que disipan componentes tan potentes como los que integran esos portátiles de alta gama es también elevado: tiene que salir por algún lado, y si no hay espacio para que salga, el procesador se calienta. Y si el procesador se calienta, ajusta su frecuencia y voltaje para evitar quedarse frito. Y es ahí cuando oímos el molesto bufido del portátil y cuando podemos contemplar —si estamos monitorizando la frecuencia de reloj del procesador y su voltaje— cómo ese 'thermal throttling' entra en acción.

¿Qué es el thermal throttling?

Mucho se ha hablado estos últimos meses del thermal throttling, una técnica también conocida como 'dynamic frequency scaling' o 'CPU throttling'. En todos los casos la idea es la misma: ajustar dinámicamente y en tiempo real la frecuencia de un procesador dependiendo de las necesidades de cada momento.

El objetivo de ese ajuste dinámico es doble. Por un lado, de cara a la eficiencia, no malgastar más recursos de los que necesitamos en cada momento. Por otro, el la seguridad de estos componentes, que gracias a ese ajuste permiten mantener las temperaturas a raya y así no caer en el riesgo de acabar siendo dañados por sobrecalentamientos innecesarios.

Esa es la razón de que esas velocidades con las que Intel y AMD promocionan sus procesadores puedan dar lugar a confusión, como también lo hacen esas frecuencias de reloj 'Turbo' y esos mecanismos de overclocking automático que también están presentes en sus procesadores. Esas velocidades no son fijas ni sostenidas en ningún caso, y el sistema operativo la va ajustando gracias a la información que los sensores del equipo le proporcionan.

Aunque últimamente Apple es la que se ha llevado más palos por su secretismo a la hora de hablar del thermal throttling de los iPhone 6 —que les dio mucha guerra— o el de los recientes y novísimos MacBook Pro con los Core i9, en realidad esta técnica es utilizada en todo tipo de dispositivos móviles y ordenadores.

No solo en portátiles, sino también en ordenadores de sobremesa, en móviles o en tabletas. En todos ellos (y en otros muchos) los fabricantes tienen buen cuidado de implementar técnicas que garanticen que la máquina no va a sobrecalentarse, que sus componentes tendrán una larga vida —aunque la obsolescencia programada siempre parece presente— y que los usuarios tendrán en sus manos productos estables y funcionales.

Intel y los calores

Intel sabe lo complicado que es manejar expectativas en este ámbito y no especifica la temperatura a la que se activa el throttling. Este parámetro es el TCC Activation Temperature, que no se puede cambiar y que esconden incluso en su base de datos pública de especificaciones de sus productos, Intel ARK.

Sí especifican Tjunction, que es la máxima temperatura que permitida medida en la superficie del procesador, y de hecho en Intel cuentan con un artículo de soporte dedicado a esa gestión de temperaturas en sus procesadores que combinado con otros datos nos permiten saber qué factores entran en juego en ese proceso de gestión termal:

• Tcase (técnicamente Tcase_max): máxima temeratura esperada en el disipador integrado de la CPI cuando esta está funcionando al 100% de carga y consumo (TDP). Esta temperatura se mide durante la fabricación, y tras ese proceso la BIOS calibra Tcase mediante un diodo debajo de los núcleos de proceso, que proporciona la lectura de este valor.
• TCC Activation Temperature: Ese parámetro (TCC es el acrónimo de Thermal Control Circuit) define cuándo se inicia el throttling del procesador enviando una señal PROCHOT#. Al activarse, la CPU reducirá su voltaje y frecuencia de trabajo hasta que la temperatura baje de la TCC. Si eso no funciona, la CPU irá activando y desactivando su reloj repetidamente para reducir temperaturas.
• Tjunction Max (TjMax): esta temperatura se mide en los núcleos del procesador con una señal THERMTRIP# que indica a la CPU que se apague de forma inmediata. Es la temperatura a la que la CPU podría quedar dañada si se supera esa cifra.

Intel, como decíamos, no proporciona información específica para cada procesador porque esos datos dependen de otros factores como la refrigeración que ha implementado cada fabricante (o cada usuario, si ha sido él quien se ha montado su propio PC por piezas) en sus máquinas.

Los usuarios de portátiles basados en Windows pueden usar herramientas como HWInfo para detectar el valor TjMax, mientras que los propietarios de portátiles basados en macOS (también los de Windows como alternativa, o los de Linux) pueden hacer uso del llamado Intel Power Gadget con la que pueden descubrir cuándo el procesador activa el throttling.

Soñando con el portátil ultrapotente y ultradelgado

Esa es la mentira en la que caemos una y otra vez. Una parecida a la de esos modos Turbo. El Core i9-8950HK que integran esos MacBook Pro tope de gama cuenta con 6 núcleos a 2,9 GHz de frecuencia base, pero Intel deja claro que pueden llegar a los 4,8 GHz en la información del producto. Todo el que vende estos micros también destaca esa frecuencia con el modo Turbo, y Apple tampoco escapa a ese recurso:

Es difícil no recurrir a ese dato, pero es que insistimos, es engañoso, sobre todo porque esa frecuencia se alcanza solo en pequeñas ráfagas en momentos muy concretos en los que una aplicación (o un juego) está pidiéndole al procesador que dé todo lo que tiene.

Ese rendimiento impone una carga que provoca un mayor calor disipado, y la refrigeración puede mantener las temperaturas a raya durante cierto tiempo: después es el procesador el que tiene que bajar de vueltas solo (dinámicamente, como decíamos) para evitar que empiecen a pasar cosas extrañas y potencialmente terroríficas.

Esta realidad que se ha hecho patente en el equipo de Apple se extiende a todos los equipos de todos los fabricantes, tanto portátiles como de sobremesa.

Todos ajustan dinámicamente esa frecuencia de trabajo, y precisamente quienes invierten en potentes sistemas de refrigeración líquida lo hacen porque con ello garantizan que sus procesadores podrán funcionar de forma estable con frecuencias Turbo durante un tiempo indefinido, incluso si esos procesadores están forzados mediante técnicas de overclocking.

Pero una vez más, el secreto está en jugar con la refrigeración, que puede llegar hasta cierto límite. Y en un portátil ultradelgado ese límite se sitúa por debajo de muchas de nuestras expectativas.

Por eso los portátiles gaming más potentes son monstruos de la portabilidad con pesos de 4 o 5 kg y grosores que pueden rondar los 4 cm. Por eso las verdaderas estaciones de trabajo portátiles difícilmente son delgadas o ligeras, y por eso, insisto, deberíamos dejar de pedirle peras al olmo.

Podemos tener portátiles razonablemente potentes y razonablemente delgados y compactos. Podemos tener ultraportátiles finísimos y ligeros con un rendimiento modesto pero decente para ese día a día "normal" de muchos usuarios. Y podemos tener portátiles gaming y estaciones de trabajo muy potentes aunque su peso y dimensiones los califiquen más como 'arrastables' que como 'portables'.

Pero no podemos tener lo mejor de todos esos mundos. O queremos portátiles ultradelgados, o queremos portátiles ultrapotentes. No es posible tener las dos cosas. No al menos con la tecnología actual, que de hecho ha logrado cosas fantásticas con el paso de los años en el ámbito de la portabilidad.

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