NES - Overclocking

Empezando

Overclockear es hacer que un chip funcione más rápido de lo que ha sido establecido por el fabricante.

Esta modificación nos va a permitir jugar a la NES sin que se realentice. Sí, hay algunos juegos que en ciertos momentos parecen saturar a la consola, y los movimientos se vuelven lentos... Esto es debido a la escasa potencia de la CPU, que en momentos de mayor demanda no consigue mantener el ritmo. También podría ser por una sobrecarga de trabajo del chip de video (PPU), aunque hay varios motivos para pensar que la limitación es de la CPU:

El primero: he visto ralentizaciones en momentos donde no había muchos sprites a la vez en la pantalla, así que la PPU no debería ser el limitante en esos casos.

El segundo y definitvo: al overclockear la CPU, los tirones desaparecen, o al menos mejoran. La velocidad de fábrica está en torno a los 1,66 MHz (PAL) y 1,79 MHz (NTSC). Al overclokear a tan sólo 2 MHz, los juegos probados experimentan un aumento de fluidez considerable, haciendo totalmente jugables los momentos donde las ralentizaciones lo hacían difícil. En el siguiente video puedes ver el resultado con el juego Faxanadu (que tiene partes donde, como puedes ver, lleva la consola al límite de sus posibilidades)

Puede subirse aún más la velocidad, pero yo recomiendo dejarlo en 2 MHz, pues ha funcionado de forma muy estable en todas las consolas que he probado. Sin embargo es posible alcanzar 2,3 MHz, e incluso 2,5 MHz en consolas PAL. Por supuesto no me responsabilizo de los daños que puedan derivarse de ello.

¿Qué necesitamos?

Esta modificación es relativamente sencilla, y es posible revertirla sin más que estañando una pista.

Para realizar esta modificación necesitaremos lo siguiente:


HERRAMIENTAS
Soldador (de 11W a 25W) o estación de soldadura
Estaño
Cinta aislante
Cúter

Si usas estaño con aleación de plomo (el más habitual) puedes usar cualquier soldador de poca potencia. Si usas una estación de soldadura, 200ºC es más que suficiente temperatura. El estaño sin plomo tiene un punto de fusión más elevado y no fluye tan bien. Tan sólo recuerda que si quieres usar estaño sin plomo, tienes que usar una estación de soldadura que esté diseñada para ello (habitualmente usan cartuchos en lugar de puntas).

COMPONENTES
Oscilador de 32MHz (consolas PAL)
Oscilador de 25MHz (consolas NTSC)
Interruptor de un circuito dos posiciones
Cable fino, rigido o de hilos

Proceso

Lo primero que debes hacer es abrir tu NES. Puedes echarle un vistazo aquí si no lo has hecho nunca.

Hay muchas formas de hacer esta modificación. La que yo explico aquí es una de ellas, que requiere sacar la placa, y darle la vuelta, pero se pueden hacer las soldaduras en otros puntos alternativos. Al final de esta página daré un montaje alternativo, que no reqiere sacar la placa de su sitio, ni darle la vuelta. Elije el que más cómodo te parezca, porque habitualmente querrás hacer además la modificación del desbloqueo zonal, que requiere dar la vuelta a la placa.

Cortar la pista del reloj original

Lo que viene ahora es una parte un poco delicada si no se tiene experiencia, pero que hecha con cuidado no entraña riesgo; hay que cortar una pista. Se trata de la pista que lleva la señal de reloj original a la CPU. Asegurate de que sea la pista que aparece en la imágen, y no otra. Para encontrarla, tienes que dar la vuelta ala placa, y mirarla por el lado de los componentes. Ve raspándola con cuidado con el cúter. No aprietes mucho porque sino puedes dañar la placa, pero hazlo con firmeza o no conseguiras cortarla, porque es de cobre, no de plastico. Para asegurarte de que la has cortado bien, te recomiendo que lo compruebes con un polímetro a ambos lados del corte.

El nuevo reloj

Ahora la señal del reloj original no le llega a la CPU, vamos a usar un interruptor para elegir mandarle o bien la señal original (para que funcione como siempre), o bien otra señal más rápida, para aumentar su velocidad. Esta señal es la que vamos a obtener del oscilador de 32 MHz.
La CPU de una NES de región PAL divide por 16 el valor del reloj que se le da. Por eso, para overclockearla, usaremos un reloj de 32MHz, que la hará funcionar a 2 MHz (32 / 16 = 2). En el caso de tratarse de una consola NTSC, la división es entre 12, por lo que obtendríamos 2,66 MHz (32 / 12 = 2,66), la cual considero excesiva. Si tu consola es NTSC, recomiendo usar un oscilador de entre 24 y 25 MHz.

Soldadura

Damos la vuelta a la placa para soldar un cable al punto del cual se puede obtener otra señal de reloj igual a la original. El punto que aparece en la imágen inferior (marcado como CLK) lleva la señal de reloj de la PPU. No es la original, pero sí es de la misma frecuencia, así que nos vale. El otro extremo de este cable debes soldarlo a uno de las patas laterales del interruptor.

Después debes soldar un extremo de un cable a la pata de la señal de la CPU que está flotando (es decir, está sin conectar a nada, porque la cortaste anteriormente). El otro extremo debe ir a la pata central del interruptor.

El extremo del interruptor que queda libre, debe unirse con otro cable al pin de salida del oscilador (output), para obtener nuestra nueva señal de reloj (ver más abajo cómo cablear el oscilador).



Haz click para ver en más detalle los puntos a soldar

Para que el oscilador funcione, deberás conectar una de las patas a tierra, y otra a 5V. Para hacer las conexiones del oscilador, mira el pinout de abajo, y recuerda que el pin 1 está marcado con un puntito negro (o bien con una esquina más picuda que las otras). Si lo prefieres y te da seguridad, puedes insertar el oscilador en un zócalo, para no tener que soldar directamente a sus patitas (ver foto inferior derecha), haciendo todo el trabajo sobre el zócalo antes de meter el oscilador, para evitar dañarlo. Aunque no es necesario, a no ser que tardes mucho en hacer las soldaduras y calientes mucho el oscilador con el soldador. Si dudas, usa un zócalo, que valen muy poco. El oscilador cuesta al menos 10 veces más.


Los puntos de 5V y tierra, para alimentar el oscilador, los puedes encontrar en muchos sitios de la placa, aunque yo te recomiendo usar los que se ven a continuación. El cable rojo va a un punto de 5V, y el gris, a tierra.


Montaje final y protección

Se pegará el oscilador a una zona despejada del interior de la carcasa, como se ve en la imagen inferior. Yo usé cinta de doble cara, que en mi caso, era muy fuerte, y un poco de cinta aislante.


Por último recubre todas las soldaduras que estén expuestas para que queden protegidas con cinta aislante, como se ve en la imagen superior.

Tengo entendido que se consigue un funcionamiento estable en la mayoría de los casos a velocidades aún mayores que 2,66 MHz. Pero mi recomendación es usar esta velocidad. Es 100% estable, durante horas, y no conlleva riesgos. Además, las ralentizaciones son perfectamente soportables.

A quemar el asfalto :-)