MacBook Pro 2018 y thermal throttling: todo lo que debes saber

El thermal throttling no es algo nuevo pero ha vuelto a estar de plena actualidad tras los problemas de este tipo que presentan los MacBook Pro 2018 de 15 pulgadas equipados con procesadores de Intel Core de seis núcleos y doce hilos.

Ya os hemos hablado sobre ello en artículos como éste, donde se confirmaba el problema y también vimos que Apple anunciaba una solución a través de software. En efecto, la compañía de la manzana iba a solucionar un problema de thermal throttling con un simple parche, algo que generó muchas reticencias aunque al final ha funcionado mejor de lo esperado.

Como os hemos adelantado en MuyPymes el parche lanzado por Apple consigue elevar la frecuencia media de trabajo del Core i9 presente en el MacBook Pro 2018 tope de gama y mejora notablemente el rendimiento, pero sigue sin estar a la altura del rendimiento que ofrece en otros portátiles, y en el fondo es comprensible.

Potencia, diseño, refrigeración y peso: el equilibrio

Los MacBook Pro 2018 entran en la categoría de lo que podemos considerar como portátiles ultra ligeros incluso en su versión de 15 pulgadas, ya que tiene un peso de 1,83 kilogramos. También son equipos muy compactos y delgados, lo que reduce el espacio interno disponible para montar todos los componentes necesarios para el correcto funcionamiento del equipo.

En los portátiles ultra ligeros lo normal es utilizar procesadores de bajo consumo, los conocidos como serie «U» de Intel, que ofrecen un buen rendimiento gracias a su elevado IPC y tienen una buena relación entre potencial multinúcleo, TDP y temperaturas de trabajo. Sin embargo Apple ha querido subir el listón con en los nuevos MacBook Pro de 2018, una aventura muy complicada que estaba predestinada a salir mal.

La razón es muy sencilla, un procesador de seis núcleos y doce hilos como el Core i9-8950HK tiene un TDP de 45 vatios, cifra que multiplica por tres los 15 vatios que registra un Core i7 8550U de cuatro núcleos y ocho hilos. El TDP indica el sistema de refrigeración que necesitaremos para mantener bajo control las temperaturas de trabajo de un procesador, y con esa simple comparativa que hemos hecho podemos entender a la perfección del problema que representa utilizar un procesador de alto rendimiento frente a uno de bajo consumo.

Sé que los MacBook Pro 2017 de 15 pulgadas utilizaban procesadores Core i7 7700HQ, pero hablamos de modelos de cuatro núcleos y ocho hilos con un TDP configurable de hasta 35 vatios que resultaban mucho más «frescos» y fáciles de mantener bajo control.

Al montar procesadores de seis núcleos y doce hilos de alto rendimiento en un equipo tan delgado y tan ligero como el MacBook Pro 2018 Apple ha roto ese equilibrio fundamental que debe tener cualquier portátil, ya que no cuenta con el espacio necesario para montar un sistema de refrigeración que sea capaz de mantener bajo control las temperaturas de trabajo de los Core i7 y Core i9 serie 8000.

Thermal throttling: ¿por qué se produce y qué efectos tiene?

El temido thermal throttling no se limita a los procesadores, también se puede producir en otros semiconductores (GPUs incluidas). Se produce por un incremento de la temperatura de trabajo que el sistema de refrigeración integrado no es capaz de detener.

Cuando los sensores detectan que se ha superado la temperatura segura y que ésta sigue creciendo se reduce la velocidad de trabajo del procesador hasta que dicha temperatura vuelve a valores seguros y estables. Es por tanto un sistema de protección que tanto Intel como AMD utilizan desde hace años en sus procesadores y también en sus GPUs.

La temperatura de trabajo es fundamental para el buen rendimiento de un semiconductor, y para sacarle el máximo partido posible los grandes del sector han implementado sus propios modos de gestión dinámica de la frecuencia en función de la carga de trabajo. Por ejemplo Intel presenta sus procesadores a una frecuencia base con todos sus núcleos activos, pero éstos pueden funcionar a velocidades mayores cuando hay menos núcleos activos o incluso bajar del nivel base cuando la carga de trabajo es mínima.

En el caso del MacBook Pro 2018 que destapó los problemas de thermal throttling que afectaban al MacBook Pro 2018 se confirmó que el Core i9-8950HK reducía su frecuencia de trabajo por debajo de lo normal ya que no superaba los 2,2 GHz de media. Intel lista dicho chip con una frecuencia base de 2,9 GHz y dice que puede llegar a los 4,8 GHz, pero sólo con un núcleo activo. Obvia decir que esto no siempre se indica claramente y acaba generando confusión entre los consumidores, que llegan a pensar que su equipo podrá trabajar a 4,8 GHz con los seis núcleos activos.

Si no se produjera el thermal throttling la temperatura del procesador seguiría aumentando hasta que se apagase automáticamente para evitar daños irreparables, una medida que tampoco es nueva en el mundo de los semiconductores.

Para solucionar este problema hay dos opciones: mejorar o potenciar el sistema de refrigeración que enfría la CPU o reducir el voltaje que reciben mateniéndolo sin salir de los valores que se consideren como seguros. Esto nos ayuda a entender los cambios que puede haber hecho Apple para mejorar el rendimiento y reducir el thermal throttling.

Dado que mejorar el sistema de refrigeración supondría llamar a devolución los equipos ya vendidos y hacer cambios a nivel interno está claro que para Apple sería la última opción. La compañía de la manzana ha confirmado que no hay ningún problema a nivel de VRM, así que los cambios que ha introducido ese parche para mejorar las temperaturas pueden haber reducir ligeramente el voltaje y haber activado ráfagas más potentes por parte de los ventiladores para disipar mejor el calor.

Ha funcionado, pero el rendimiento sigue sin ser el esperado

Está confirmado, el parche ha funcionado, pero los resultados siguen sin terminar de convencer a muchos usuarios tanto particulares (consumidores) como profesionales (medios especializados), y en este caso buena parte de la culpa recae sobre campañas de márketing bastante desafortunadas.

Ya os hemos comentado en párrafos anteriores que los procesadores Intel tienen un TDP determinado y que necesitan un sistema de disipación apropiado. Si montamos un procesador con un TDP alto en un equipo que no pueden controlar sus temperaturas y lo promocionamos hablando de muchos núcleos y de alto rendimiento generaremos una imagen totalmente falsa y distorsionada de la realidad. Ese equipo tendrá problemas de exceso de calor y para evitar daños tendrá que reducir su velocidad de trabajo hasta unos niveles que pueden llegar a ser ridículos.

Por otro lado hay que tener muy en cuenta lo que hemos comentado del modo turbo. Al decir que un procesador puede llegar a 4,8 GHz debes aclarar que esto sólo ocurre con un núcleo activo y en ciertas condiciones, ya que si no das a entender que es algo normal y que ocurre con todos los núcleos activos, como podemos ver en la imagen oficial de Apple que adjuntamos.

La conclusión que debemos sacar de todo esto es simple, romper el equilibrio de componentes en un portátil puede acabar generando thermal throttling, y añadir una campaña de márketing poco acertada elevará las expectativas hasta un nivel que no podrás cumplir. Eso es justamente lo que ha hecho Apple con el MacBook Pro 2018 de 15 pulgadas.