Разгон

Понижение тактовой частоты , также известное как даунклокинг , представляет собой изменение настроек синхронизации компьютера или электронной схемы для работы на более низкой тактовой частоте , чем указано. системы Понижение тактовой частоты используется для снижения энергопотребления компьютера, увеличения срока службы батареи, уменьшения тепловыделения, а также может повысить стабильность, срок службы/надежность и совместимость . Понижение тактовой частоты может быть реализовано на заводе, но многие компьютеры и компоненты могут быть понижены тактовой частотой конечным пользователем. Разгон является противоположностью разгона .

Типы

Разгон процессора

Цель микропроцессоров обычно состоит в том, чтобы уменьшить потребность в устройствах рассеивания тепла или снизить потребление электроэнергии . Это может обеспечить повышенную стабильность системы в условиях высокой температуры или позволить системе работать с охлаждающим вентилятором с меньшим потоком воздуха (и, следовательно, более тихим ) или вообще без него. Например, процессор Pentium 4, обычно работающий на частоте 3,4 ГГц, может быть «понижен» до 2 ГГц и затем безопасно работать с пониженной скоростью вращения вентилятора. Это неизменно происходит за счет некоторой производительности системы. Однако пропорциональное снижение производительности обычно меньше, чем пропорциональное снижение тактовой частоты, поскольку производительность часто ограничивается другими узкими местами: жестким диском , графическим процессором , контроллером диска , Интернетом , сетью и т. д. цепи, чтобы снизить энергопотребление устройства. Намеренное понижение тактовой частоты предполагает ограничение скорости процессора, что может повлиять на скорость операций, но может сделать или не сделать устройство заметно менее работоспособным, в зависимости от другого оборудования и желаемого использования.

Многие компьютеры и другие устройства допускают разгон. Производители добавляют возможности разгона по многим причинам. Понижение тактовой частоты может помочь в борьбе с чрезмерным перегревом, поскольку более низкая производительность не будет выделять столько тепла внутри устройства. Это также может снизить количество энергии, необходимой для работы устройства. Ноутбуки и другие устройства с батарейным питанием часто имеют настройки понижения тактовой частоты, чтобы батареи могли работать дольше без подзарядки.

Помимо предоставления функций разгона, производители могут ограничить возможности машины, чтобы сделать ее более эффективной. Модели компьютеров с сокращенным набором команд (RISC) могут помочь производителям создавать устройства, работающие с меньшим энергопотреблением.

Видеокарты

Понижение тактовой частоты также может быть выполнено на графических процессорах процессора видеокарты, обычно с целью снижения тепловыделения. Например, можно настроить графический процессор на более низкую тактовую частоту при выполнении повседневных задач (например, просмотр Интернета и обработка текста), что позволит карте работать при более низкой температуре и, следовательно, на более низких и тихих скоростях вращения вентилятора. Затем графический процессор можно разогнать для более требовательных к графике приложений, таких как игры. Понижение частоты графического процессора приведет к снижению производительности, но это снижение, вероятно, будет незаметным, за исключением графически ресурсоемких приложений.

Разгон памяти

Более новую и более быструю оперативную память можно разогнать, чтобы она соответствовала старым системам, в качестве недорогого способа замены редкой или снятой с производства памяти. Это также может быть необходимо, если при более высоких настройках возникают проблемы со стабильностью, особенно на ПК с несколькими модулями памяти с разной тактовой частотой. Если процессор ПК разогнан, а тактовый фактор или множитель (соотношение между тактовой частотой процессора и памяти) не изменился, память также будет разогнана.

При использовании

Динамическое масштабирование частоты (автоматическое понижение частоты) очень распространено на портативных компьютерах, а также на настольных компьютерах. В ноутбуках процессор обычно автоматически разгоняется, когда компьютер работает от батарей. Большинство современных процессоров для ноутбуков и настольных компьютеров (использующих такие схемы энергосбережения, как AMD Cool'n'Quiet и PowerNow! ^[1]) автоматически разгоняется при небольшой вычислительной нагрузке, если BIOS машины и операционная система поддерживают это. Intel также использовала этот метод на многих процессорах с помощью функции SpeedStep . Впервые SpeedStep появился на таких процессорах, как Core 2 Duo и некоторых моделях Pentium, а затем стал стандартом для моделей Core i3, i5 и i7 среднего и высокого класса.

Некоторые процессоры автоматически понижают частоту в качестве защитной меры, чтобы предотвратить перегрев, который может привести к необратимому повреждению. Когда такой процессор достигает уровня температуры , который считается слишком высоким для безопасной работы, активируется схема термоконтроля , автоматически уменьшая тактовую частоту и напряжение ядра процессора до тех пор, пока температура не вернется на безопасный уровень. В правильно охлажденной среде этот механизм должен срабатывать редко (если вообще когда-либо).

Существует несколько различных соревнований по разгону, аналогичных по формату соревнованиям по разгону , за исключением того, что цель состоит в том, чтобы получить компьютер с наименьшей тактовой частотой, а не с самой высокой. ^{[ который? ]}^{[ нужна ссылка ]}

Преимущества

Снижение потребления электроэнергии, особенно в сочетании с понижением напряжения (т.е. снижением напряжения компонента ниже номинального). Например, разогнав процессор Athlon XP 1700+ с 1466 до 1000 МГц и снизив напряжение ядра с 1,75 до 1,15 В, пользователь компьютера снизил энергопотребление с 64,0 до 21,6 Вт, т.е. % меньше производительности. ^[2] То же самое справедливо и для новых процессоров: когда одноядерный процессор Intel был разогнан на 20 %, производительность ПК упала всего на 13 % при снижении энергопотребления на 49 %. ^[3]

В общем случае мощность, потребляемая процессором емкостью C , работающим на частоте f и напряжении V, примерно равна ^[4]

P=CV^{2}f.

Снижение тепловыделения, которое точно пропорционально потребляемой мощности.
Меньше шума , поскольку охлаждающие вентиляторы можно замедлить или даже отключить. Эффективность охлаждающего вентилятора пропорциональна скорости его вращения, но по мере ее увеличения растет и шум.
Более длительный срок службы оборудования.
Повышенная стабильность.
Увеличенное время автономной работы.
Улучшена совместимость со старыми приложениями.
Правильная производительность очень старых компьютерных игр, зависевшая от тайминга процессора.

На практике

Линукс

Ядро Linux поддерживает модуляцию частоты процессора. В поддерживаемых процессорах использование cpufreq процессора для получения доступа к этой функции дает системному администратору переменный уровень контроля над тактовой частотой . По умолчанию ядро включает шесть регуляторов: Conservative, Ondemand, Performance, Powersave, Userspace и Schedutil. ^[5] Регуляторы Conservative и Ondemand регулируют тактовую частоту в зависимости от загрузки процессора, но каждый использует разные алгоритмы. Регулятор Ondemand переходит к максимальной частоте при загрузке ЦП и постепенно снижает частоту при простое ЦП, тогда как консервативный регулятор пошагово увеличивает частоту при загрузке ЦП и переходит к самой низкой частоте при простое ЦП. Регуляторы Performance, Powersave и Userspace статически устанавливают тактовую частоту : Performance — максимально доступную, Powersave — минимально доступную, а Userspace — частоту, определяемую и контролируемую пользователем. Регулятор Schedutil оценивает нагрузку с помощью . механизма отслеживания нагрузки на объект (PELT) планировщика

Окна

Понижение тактовой частоты можно выполнить вручную в BIOS или с помощью приложений Windows или динамически с помощью таких функций, как Intel SpeedStep или AMD Cool'n'Quiet . В Windows 7 и 10 понижение частоты можно настроить в «расширенных» настройках плана управления питанием. ^[6]^[7]

Asus Eee ПК

В более ранних моделях Asus Eee PC использовался процессор Intel Celeron M с частотой 900 МГц, разогнанный до 630 МГц.

Мак ОС Х

Разгон можно выполнить в EFI.

Смартфоны и КПК

Большинство смартфонов и КПК , таких как Motorola Droid , Palm Pre и Apple iPhone , используют пониженную тактовую частоту более мощного процессора, а не полную тактовую частоту менее мощного процессора, чтобы максимально продлить срок службы батареи. Разработчики таких мобильных устройств часто обнаруживают, что более медленный процессор обеспечивает меньшее время автономной работы, чем более мощный процессор при более низкой тактовой частоте .Они выбирают процессор исходя из производительности на ватт процессора. ^[8]

Производительность

Производительность разогнанной машины часто оказывается лучше, чем можно было бы ожидать. При обычном использовании настольного компьютера полная мощность процессора требуется редко. Даже когда система занята, большое количество времени обычно тратится на ожидание данных из памяти, диска или других устройств. Такие устройства взаимодействуют с ЦП через шину , которая работает с гораздо меньшей пропускной способностью. Как правило, чем ниже множитель ЦП (и, следовательно, тактовая частота ЦП), тем ближе его производительность будет к производительности шины и тем меньше времени он будет тратить на ожидание.

См. также

большой.МАЛЫЙ

Ссылки

^ «Глобальный поставщик инновационной графики, процессоров и медиа-решений» . АМД . Проверено 2 июня 2016 г.
^ «Проект Ultimate Underclock & Undervolt» . Silentpcreview.com . 28 июля 2002 г. Проверено 2 июня 2016 г.
^ «От разгона к разгону — Data Respons» . Архивировано из оригинала 8 июля 2011 года . Проверено 27 ноября 2010 г.
^ «Усовершенствованная технология Intel SpeedStep для процессора Intel Pentium M — технический документ» (PDF) . Корпорация Интел . Март 2004 г. Архивировано (PDF) из оригинала 12 августа 2015 г.
^ Бродовски, Доминик (12 апреля 2017 г.). «Регуляторы частоты процессора» . ядро.орг .
^ «Как Windows «ограничивает» процессор (Параметры электропитания / Экономия заряда батареи)» . суперпользователь StackExchange . Проверено 30 апреля 2020 г.
^ Хант, Кейл (14 сентября 2017 г.). «7 способов увеличить время автономной работы вашего ПК с Windows 10» . Центр Windows . Проверено 30 апреля 2020 г.
^ «Проектирование микропроцессора: показатели производительности»

Внешние ссылки

[1] «Глобальный поставщик инновационной графики, процессоров и медиа-решений» . АМД . Проверено 2 июня 2016 г.

[2] «Проект Ultimate Underclock & Undervolt» . Silentpcreview.com . 28 июля 2002 г. Проверено 2 июня 2016 г.

[3] «От разгона к разгону — Data Respons» . Архивировано из оригинала 8 июля 2011 года . Проверено 27 ноября 2010 г.

[4] «Усовершенствованная технология Intel SpeedStep для процессора Intel Pentium M — технический документ» (PDF) . Корпорация Интел . Март 2004 г. Архивировано (PDF) из оригинала 12 августа 2015 г.

[5] Бродовски, Доминик (12 апреля 2017 г.). «Регуляторы частоты процессора» . ядро.орг .

[6] «Как Windows «ограничивает» процессор (Параметры электропитания / Экономия заряда батареи)» . суперпользователь StackExchange . Проверено 30 апреля 2020 г.

[7] Хант, Кейл (14 сентября 2017 г.). «7 способов увеличить время автономной работы вашего ПК с Windows 10» . Центр Windows . Проверено 30 апреля 2020 г.

[8] «Проектирование микропроцессора: показатели производительности»

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]