Что регулирует напряжение на процессоре

Обновлено: 06.07.2024

Предисловие

Если вы любите свой процессор, то знаете, что он представляет собой микросхему. Она питается от электричества, и для неё характерно своё напряжение. Последний парметр мы и будем изучать.

Для чего нужен вольтаж у процессора

Современные процессоры состоят из множества элементов, и CPU Core Voltage отвечает за один из них. CPU Core Voltage - это напряжение, которое идёт на ядро процессора и оно запускает его деятельность. Недалеко от камня располагается специальное гнездо, куда вставляется штекер с питанием 12 В. Когда напряжение будет преобразовано специальным блоком, то на выходе мы получим 1,2 В.

Если мы пытаемся разогнать процессор и повысить частоты, то от нас потребуется повысить напряжение совсем немного. Очень важно изучить возможности процессора, по ним мы сможем вычислить максимально допустимый вольтаж. На текущий момент, в сети полно информации о разных процессорах и их возможностях. Я думаю, проблем с поиском информации у вас не будет.

При активном использовании системы Override возможен сильный перегрев ЦП. Связано это в первую очередь с высоким напряжением. В целом, такое явление не несёт негативного характера для современных камней от AMD и Intel. Однако, если у вас старый процессор, то тогда, от вас потребуется внимательность и аккуратность при работе с ним. Особенно будьте внимательны к старым продуктам от AMD.

Наращиваем вольтаж у ЦП

Данная настройка находится во вкладке CPU. Называться она может по разному, я привел несколько примеров: CPU Core Voltage, CPU Voltage Control, CPU Volt Cache и т.д. Хорошим ориентиром для вас будет служить слово Voltage.

Если вам нужен автоматический разгон, то вам следует активировать режим Override или Offset для ручного мониторинга. Затем, у нас появляется активный пункт, где мы можем выбрать подходящий нам режим напряжения. Ещё, данная настройка может иметь вид enabled/disabled или банальный On/Off.

При включении режима Offset Mode или Manual, у вас появляется графа, куда вы вписываете нужное значения для напряжения. К данному процессу стоит подходить очень деликатно. Прибавляйте по 0,1 на каждом этапе, а затем уже сохраняйте и проверяйте машину на работоспособность.

Можно ещё воспользоваться такой программой как CPU Z или Speccy. Они позволяют следить за состоянием ядер в процессоре. Когда увидите, что ПК работает стабильно, то можно ещё прибавить на 0,1 вольта. Экспериментировать можно до тех пор, пока не увидите, что ваша машина не стартует. После чего, откатись на то напряжение, при котором компьютер чувствовал себя великолепно. Благодаря встроенной защите в процессор вероятность того, что вы повредите его, весьма не высока.


Как центральный процессор может сокращать собственное энергопотребление? Основы этого процесса — в статье.

Центральный процессор (CPU) спроектирован на бесконечно долгую работу при определенной нагрузке. Практически никто не проводит вычисления круглые сутки, поэтому большую часть времени он не работает на расчетном максимуме. Тогда какой смысл держать его включенным на полную мощность? Здесь стоит задуматься об управлении питанием процессора. Эта тема включает в себя оперативную память, графические ускорители и так далее, но я собираюсь рассказать только про CPU.

Если вы знаете про C-состояния (C-states), P-состояния (P-states) и то, как процессор переходит между ними, то, возможно, в этой статье вы не увидите ничего нового. Если это не так, продолжайте читать.

Я планировал добавить реальные примеры из ОС Linux, но статья становилась все больше, так что я решил приберечь это для следующей статьи.

Основные источники информации, использованные в этом тексте:

Особенности CPU

Согласно официальной странице продукта, мой процессор поддерживает следующие технологии:

  • состояния простоя (Idle States);
  • усовершенствованная технология Intel® SpeedStep (Enhanced Intel® SpeedStep Technology).

Теперь выясним, что значит каждое из этих определений.

Как снизить энергопотребление процессора во время его работы?

На процессорах для массового использования (мы не берем в расчет вещи, которые возможны при их проектировании) для снижения потребляемой энергии можно реализовать один из сценариев:

  • Сократить энергопотребление подсистемы (ядра или другого ресурса, такого как тактовый генератор или кэш) путем отключения питания (уменьшив напряжение до нуля).
  • Снизить энергопотребление путем снижения напряжения и/или таковой частоты подсистемы и/или целого процессора.

Второй вариант требует чуть больше объяснений. Энергопотребление интегральной схемы, которой является процессор, линейно пропорционально тактовой частоте и квадратично напряжению.


Примечание для тех, кто разбирается в цифровой электронике: Pcpu = Pdynamic + Pshort circuit + Pleak. При работающем процессоре Pdynamic является наиболее важной составляющей, именно эта часть зависит линейно от частоты и квадратично от напряжения. Pshort circuit пропорционально частоте, а Pleak — напряжению.

Более того, напряжение и тактовая частота связаны линейной зависимостью.

Высокая производительность требует повышенной тактовой частоты и увеличения напряжения, что еще больше влияет на энергопотребление.

Каков предел энергопотребления процессора?

Это во многом зависит от процессора, но для процессора E3-1245 v5 @ 3.50 ГГц расчетная тепловая мощность (Thermal Design Power, TDP) составляет 80 ватт. Это среднее значение, которое процессор может выдерживать бесконечно долго (Power Limit, PL1 на изображении ниже). Системы охлаждения должны быть рассчитаны на это значение, чтобы быть надежными. Фактическое энергопотребление процессора может быть выше в течение короткого промежутка времени (состояния PL2, PL3, PL4 на изображении ниже). TDP измеряется при нагрузке высокой вычислительной сложности (худший случай), когда все ядра работают на базовой частоте (3.5 ГГц).


Как видно на изображении выше, процессор в состоянии PL2 потребляет больше энергии, чем заявлено в TDP. Процессор может находиться в этом состоянии до 100 секунд, а это достаточно долго.

Состояния питания (C-states) vs состояния производительности (P-states)

Состояния питания (C-states) vs состояния производительности (P-states)
Вот два способа снизить энергопотребление процессора:

  • отключить некоторые подсистемы;
  • снизить напряжение/частоту.

P-состояния описывают второй случай. Подсистемы процессора работают, но не требуют максимальной производительности, поэтому напряжение и/или тактовая частота для этой подсистемы может быть снижена. Таким образом, P-состояния, P[X], обозначают, что некоторая подсистема (например, ядро), работает на заданной паре (частота, напряжение).

Так как большинство современных процессоров состоит из нескольких ядер, то С-состояния разделены на С-состояния ядра (Core C-states, CC-states) и на С-состояния процессора (Package C-states, PC-states). Причина появления PC-состояний очень проста. Существуют компоненты с общим доступом (например, общий кэш), которые могут быть отключены только после отключения всех ядер, имеющих доступ к этому компоненту. Однако мы в роли пользователя или программиста не можем взаимодействовать с состояниями пакета напрямую, но можем управлять состояниями отдельных ядер. Таким образом, управляя CC-состояниями, мы косвенно управляем и PC-состояниями.

Состояния нумеруются от нуля по возрастанию, то есть C0, C1… и P0, P1… Большее число обозначает большее энергосбережение. C0 означает, что все компоненты включены. P0 означает максимальную производительность, то есть максимальные тактовую частоту, напряжение и энергопотребление.

С-состояния

Вот базовые С-состояния (определенные в стандарте ACPI).

  • C0: Active, процессор/ядро выполняет инструкции. Здесь применяются P-состояния, процессор/ядро могут работать в режиме максимальной производительности (P0) или в режиме энергосбережения (в состоянии, отличном от P0).
  • C1: Halt, процессор не выполняет инструкций, но может мгновенно вернуться в состояние С0. Поскольку процессор не работает, то P-состояния не актуальны для состояний, отличных от С0.
  • C2: Stop-Clock, схож с C1, но требует больше времени для возврата в C0.
  • С3: Sleep. Возврат в C0 требует ощутимо большего времени.

Примечание: Из-за технологии Intel® Hyper-Threading существуют также С-состояния потоков. Хотя отдельный поток может работать с С-состояниями, изменения в энергопотреблении происходят, только когда ядро входит в нужное состояние. В данной статье тема C-состояний на потоках рассматриваться не будет.

Вот описание состояний из даташита:


Примечание: LLC обозначает Last Level Cache, кэш последнего уровня и обозначает общий L3 кэш процессора.

Визуальное представление состояний:


Источник: Software Impact to Platform Energy-Efficiency White Paper

Последовательность C-состояний простыми словами:

  • Нормальная работа при C0.
  • Сначала останавливается тактовый генератор простаивающего ядра (С1).
  • Затем локальные кэши ядра (L1/L2) сбрасываются и снимается напряжение с ядра (С3).
  • Как только все ядра отключены, общий кэш (L3/LLC) ядер сбрасывается и процессор (почти) полностью может быть обесточен. Я говорю «почти», потому что, по моим предположениям, какая-то часть должна быть активна, чтобы вернуть процессор в состояние С0.


Однако если ядро работает (C0), то единственное состояние, в котором может находиться процессор, — C0. С другой стороны, если ядро полностью выключено (C8), процессор может находиться в C0, если другое ядро работает.

Примечание: Intel Software Developer’s Manual упоминает про суб-C-состояния (sub C-state). Каждое С-состояние состоит из нескольких суб-С-состояний. После изучения исходного кода модуля ядра intel_idle я понял, что состояния C1 и C1E являются состоянием С1 с подтипом 0 и 1 соответственно.

Число подтипов для каждого из восьми С-состояний (0..7) определяется с помощью инструкции CPUID. Для моего процессора утилита cpuid выводит следующую информацию:

Я создал гистограмму, представленную ниже, из исходного кода драйвера intel_idle для моего процессора (модель 0x5e). Подписи горизонтальной оси:

Имя C-состояния: специфичное для процессора состояние: специфичное суб-состояние.

Вертикальная ось обозначает задержку выхода и целевые резидентные значения из исходного кода. Задержка выхода используется для оценки влияния данного состояния в реальном времени (то есть сколько времени потребуется для возвращения в С0 из этого состояния). Целевое резидентное значение обозначает минимальное время, которое ядро должно находиться в данном состоянии, чтобы оправдать энергетические затраты на переход в это состояние и обратно. Обратите внимание на логарифмический масштаб вертикальной оси. Задержки и минимальное время нахождения в состоянии увеличивается экспоненциально с увеличением номера состояния.


Константы задержок выхода и целевых резидентных значении C-состояний в исходном коде intel_idle
Примечание: Хотя состояния С9 и С10 включены в таблицу, они имеют 0 суб-состояний и поэтому не используются в моем процессоре. Остальные процессоры из семейства могут поддерживать эти состояния.

Состояния питания ACPI

Прежде чем говорить про P-состояния, стоит упомянуть про состояния питания ACPI. Это то, что мы, пользователи, знаем, когда используем компьютер. Так называемые глобальные системные состояния (G[Х]) перечислены в таблице ниже.


Источник: ACPI Specification v6.2
Также существует специальное глобальное состояние G1/S4, Non-Volatile Sleep, когда состояние системы сохраняется на энергонезависимое хранилище (например, диск) и затем производится выключение. Это позволяет достичь минимального энергопотребления, как в состоянии Soft Off, но возвращение в состояние G0 возможно без перезагрузки. Оно более известно как гибернация.

Существует несколько состояний сна (Sx). Всего таких состояний шесть, включая S0 — отсутствие сна. Состояния S1-S4 используются в G1, а S5, Soft Off, используется в G2. Краткий обзор:

  • G0/S0: Компьютер работает, не спит.
  • G1: Sleeping.
    • G1/S1: Power on Suspend. Состояние системы сохраняется, питание процессора и кэшей поддерживается.
    • G1/S2: Процессор отключен, кэши сброшены.
    • G1/S3: Standby или Suspend to RAM (STR). Оперативная память остается практически единственным компонентом с питанием.
    • G1/S4: Hibernation или Suspend to Disk. Все сохраняется в энергонезависимую память, все системы обесточиваются.


    Вот поддерживаемые состояния ACPI.


    Комбинации состояний ACPI G/S и С-состояний процессора

    Приятно видеть все комбинации в таблице:


    В состоянии G0/S0/C8 системы процессора запущены, но все ядра отключены.

    В G1 (S3 или S4) некорректно говорить про С-состояния (это касается как CC-состояний, так и PC-состояний), так как процессор полностью обесточен.

    Для G3 не существует S-состояний. Система не спит, она физически отключена и не может проснуться. Ей необходимо сначала получить питание.

    Как программно запросить переход в энергосберегающее С-состояние?

    Современный (но не единственный) способ запросить переход в энергосберегающее состояние — это использовать инструкцию MWAIT или инструкцию HLT. Это инструкции привилегированного уровня, и они не могут быть выполнены пользовательскими программами.

    Инструкция MWAIT (Monitor Wait) заставляет процессор перейти в оптимизированное состояние (C-состояние) до тех пор, пока по указанному (с помощью другой инструкции, MONITOR) адресу не будет произведена запись. Для управления питанием MWAIT работает с регистром EAX. Биты 4-7 используются для указания целевого С-состояния, а биты 0-3 указывают суб-состояние.

    Примечание: Я думаю, что на данный момент только AMD обладает инструкциями MONITORX/MWAITX, которые, помимо мониторинга записи по адресу, работают с таймером. Это еще называется Timed MWAIT.

    Инструкция HLT (halt) останавливает выполнение, и ядро переходит в состояние HALT до тех пор, пока не произойдет прерывание. Это означает, что ядро переходит в состояние C1 или C1E.

    Что вынуждает ядро входить в определенное С-состояние?

    Как отмечалось ранее, переходы между глубокими С-состояниями имеют высокие задержки и высокие энергетические затраты. Таким образом, такие переходы должны выполняться с осторожностью, особенно на устройствах, работающих от аккумуляторов.

    Возможно ли отключить С-состояния (всегда использовать С0)?

    Это возможно, но не рекомендуется. В даташите (секция 4.2.2, страница 64) есть примечание: «Долгосрочная надежность не гарантируется, если все энергосберегающие состояния простоя не включены». Поэтому вам не стоит отключать С-состояния.

    Как прерывания влияют на процессор\ядро в состоянии сна?

    Когда происходит прерывание, соответствующее ядро пробуждается и переходит в состояние С0. Однако, например Intel® Xeon® E3-1200 v5, поддерживает технологию Power Aware Interrupt Routing (PAIR), у которой есть два достоинства:

    • для энергосбережения прерывание может быть переадресовано работающему ядру, чтобы не будить спящее ядро;
    • для производительности прерывание может быть переадресовано от работающего на полную мощность ядра к простаивающему (С1) ядру.

    P-состояния

    P-состояния подразумевают, что ядро в состоянии С0, потому что ему требуется питание, чтобы выполнять инструкции. P-состояния позволяют изменять напряжение и частоту ядра (другими словами рабочий режим), чтобы снизить энергопотребление. Существует набор P-состояний, каждое из которых соответствует разных рабочим режимам (пары напряжение-частота). Наиболее высокий рабочий режим (P0) предоставляет максимальную производительность.

    Процессор Intel® Xeon® E3–1200 v5 позволяет контролировать P-состояния из операционной системы (Intel® SpeedStep Technology) или оставить это оборудованию (Intel® Speed Shift Technology). Вся информация ниже специфична для семейства Intel® Xeon® E3-1200 v5, но я полагаю, это в той или иной степени актуально и для других современных процессоров.

    P-состояния, управляемые операционной системой

    В этом случае операционная система знает о P-состояниях и конкретном состоянии, запрошенным ОС. Проще говоря, операционная система выбирает рабочую частоту, а напряжение подбирается процессором в зависимости от частоты и других факторов. После того, как P-состояние запрошено записью в моделезависимый регистр (подразумевается запись 16 бит в регистр IA32_PERF_CTL), напряжение изменяется до автоматически вычисленного значения и тактовый генератор переключается на заданную частоту. Все ядра имеют одно общее P-состояние, поэтому невозможно установить P-состояние эксклюзивно для одного ядра. Текущее P-состояние (рабочий режим) можно узнать, прочитав информацию из другого моделезависимого регистра — IA32_PERF_STATUS.

    Смена P-состояния мгновенна, поэтому в секунду можно выполнять множество переходов. Это отличает от переходов C, которые выполняются дольше и требуют энергетических затрат.

    P-состояния, управляемые оборудованием

    В этом случае ОС знает об аппаратной поддержке P-состояний и отправляет запросы с указанием нагрузки. В запросах не указывается конкретное P-состояние или частота. На основе информации от ОС, а также других факторов и ограничений оборудование выбирает подходящее P-состояние.

    Я хочу рассказать об этом подробнее в следующей статье, но сейчас я поделюсь с вами своими мыслями. Мой домашний компьютер работает в этом режиме, я узнал это, проверив IA32_PM_ENABLE. Максимальный (но не гарантированный) уровень производительности — 39, минимальный — 1. Можно предположить, что существует 39 P-состояний. На данный момент уровень 39 установлен ОС как минимальный и как максимальный, потому что я отключил динамическое изменение частоты процессора в ядре.

    Заметки про Intel® Turbo Boost

    Поскольку TDP (расчетная тепловая мощность) — это максимальная мощность, которую процессор может выдержать, то процессор может повышать свою частоту выше базовой, при условии что энергопотребление не превысит TDP. Технология Turbo Boost может временно повышать энергопотребление до границы PL2 (Power Limit 2) на короткий промежуток времени. Поведение Turbo Boost может быть изменено через подсказки оборудованию.

    Применима ли эта информация о C-состояниях и P-состояниях к мобильным и встраиваемым процессорам?

    Для примера, недавний MacBook Air с процессором i5-5350U в основном поддерживает возможности, описанные выше (но я не уверен про P-состояния, контролируемые оборудованием). Я также смотрел документацию ARM Cortex-A, и, хотя там применяются другие термины, механизмы управления питанием выглядят похоже.

    Как это все работает, например, на Linux?

    На этот вопрос я отвечу в другой статье.

    Как я могу узнать состояние процессора?

    Существует не так много приложений, которые могут выводить эту информацию. Но вы можете использовать, например, CoreFreq.



    Сам процессор наверняка видели многие: квадратная печатная плата зеленого цвета, и металическая крыжка сверху, однако самое интересное скрыто внутри.


    Под крышкой находится кремниевый кристалл. Его размер всего пару квадрантных сантиметров, но в нем спрятаны миллиарды транзисторов. Давайте заглянем еще глубже.


    На рисунке изображено внутреннее устройство процессора. Мы можем видеть здесь уже рание упомянутые узлы, и теперь пришло время поглубже рассмотреть принцип их работы и назначение.
    Не смотря на то, что вычислительные ядра (Core) обычно рассматриваются как единый модуль, внутри ядра спрятанны множество узлов: это кэш память 1 и 2 уровня, различные блоки для вычислений по разным алгоритмам, а так же свой интерфейс ввода/вывода.
    По центру мы можем видеть достаточно большое пространство занимаемое кэшем 3 уровня. В отличии от 1 и 2 уровней, память 3 уровня является общей для всех ядер, что позволяет им обмениваться информацией при параллельных вычислениях, а так же быстрее принимать новые задачи по завершению предыдущих.
    Справа и с низу мы можем видеть контролеры основных интерфейсов. Для того чтобы понять зачем они нужны давайте рассмотрим схему взаимодействия CPU с другими основными элементами ПК.


    На картинке изображена блок-схема чипсета Z77. Чипсет это набор системной логики которая разрабатывается для работы с конкретным семейством процессоров. Включает в себя шины доступа и интерфейсы для подключения других устройств. Чипсет является основой любой материнской платы.

    Теперь когда мы рассмотрели устройство процессора, пора познакомиться с принципом его работы.
    Как любое цифровое устройство, процессор работает на определенной частоте. Частота это количество выполняемых операций в секунду. Как не сложно догадаться, чем больше операций в секунду выполняет процессор, тем более он производителен. Большинство современных процессоров работают на частоте от 2 до 4 ГГц. Так как в системе очень много различных устройств, и все они работают с определенной, при этом разной частотой, их необходимо синхронизировать. Для этого существует основной частотный генератор (обычно именуемая BCLK), который обычно генерирует частоту в 100МГц, а все остальные частоты, в том числе и частота ядер процессора, получаются в результате умножения BCLK.
    Для того чтобы лучше понять как работает процессор, и для чего он нужен, рассмотрим его работу на конкретном примере. Что может быть для нас ближе чем компьютерные игры? Возьмем их в качестве примера.
    Когда мы играем в игры компьютер выполняет массу операций: это и звук, и графика, и физика, и ввод/вывод информации на переферийные устройства, и многое другое. Однако, как мы уже говорили, все эти операции для компьютера не более чем математический алгоритм. Игра представляет собой некоторое приложение. В первую очередь его необходимо загрузить. Для этого ядро операционной системы генерирует запрос на чтение данных из памяти (жесткого диска). Процессор посылает соответствующий запрос на PCH, откуда он попадает на SATA контролер, и дальше на жесткий диск, который в свою очередь считывает нужную информацию. После этого информация попадает в оперативную память, которая так же подключена к процессору. После этого становится возможным запустить алгоритм. Начинаются вычисления самой программы, того что происходит в игре. Теперь необходимо показать картинку на монитор, отрисовкой изображения и выводом его на монитор занимается видеокарта, однако она ничего не знает о том, что ей нужно рисовать. В начале процессор из оперативной памяти берет текстуры и отправляет их в память видеокарты. Затем запускает графический движек, с помощью которого он начинает создавать сцену. После того как сцена создана и положение всех объектов на ней известно, сцена отправляется для отрисовки на видеокарту. Необходимо так же воспроизвести звук: для этого процессор запускает аудио движек, и начаинет отслеживать события, которые должны приводить к воспроизведению звука. Как только такое событие наступает, процессор сообщает звуковой карте какой аудио файл нужно воспроизвести. И наконец самое главное: процессор начинает получать вводную информацию от пользователя: это движения мыши, нажатие кнопок на клавиатуре, или геймпаде, или команда с любого другого контролера. Каждое новое действие игрока приводит к изменению происходящего в игре, что запускает новые алгоритмы, и так продолжается пока вам не надоест.
    Подводя итоги можно сказать что процессор это крайне многофункциональное устройство, которое следит за всем происходящим в системе, без него не обходится ни одна операция, и потому он по праву называется центральным. Ни одно устройство не начнет работать пока не получит от него команду, а значит его быстродействие является главным параметром быстродействия всей системы.

    Работа над материалом: DartMaul


    Q) Как правильно выбрать процессор? На что обратить внимание?
    A) Основные характеристики процессора это количество ядер и частота. Однако выбор процессора неразрывно связан с выбором платформы (чипсета), который определяет массу других параметров компьютера. Вопрос выбора чипсета будет рассмотрен в соответствующем разделе о материнских платах.

    Q) Что такое socket?
    A) Socket это специальный разъем на материнской плате, в который устанавливается процессор. Для установки процессора в материнскую плату их версии сокетов должны быть одинаковыми.

    Q) Что такое кэш память?
    A) Кэш память это специальная память, расположенная внутри процессора. С ее помощью создается буфер, через который процессор загружает информацию, и обменивается ей между ядрами. Большинство современных процессоров имеют одинаковое количество кэш памяти 1 и 2 уровней, а объем кэша 3 уровня обычно зависит от количества ядер. В целом, объем кэш памяти значительного влияния на производительность не оказывает.

    Q) Как правильно сравнивать производительность разных процессоров из разных семейств \ производителей?
    A) Чтобы измерить производительность процессора используются специальные программы, именуемые бенчмарками. Данные программы запускают алгоритм вычислений фиксированной, заранее известной длинны, и замеряют время, за которое процессор выполнит алгоритм. Бенчмарки могут использовать разные алгоритмы, и разные инструкции. Для корректного сравнения стоит использовать результаты как минимум двух тестов, один из которых использует параллельный алгоритм, другой - последовательный. Стоит отметить, что производительность последовательных вычислений (при которых используется только одно ядро), для большинства приложений имеет решающее значение, поэтому процессоры с лучшими результатами в последовательных (однопоточных) тестах являются более предпочтительными.

    Q) В чем разница между параллельными и последовательными вычислениями с точки зрения процессора?
    A) Последовательные вычисления, в отличии от параллельных, могут задействовать только одно ядро процессора. Следовательно количество ядер процессора на производительность таких вычислений не влияет.

    Q) Что такое TDP?
    A) TDP (thermal design power) переводится как требование к теплоотводу. Фактически это значение мощности процессора. Количество (пиковое) электричества которое он тратит при работе, и количество тепла, которое выделяет. Важно учитывать этот показатель (а так же TDP других устройств в системе) при выборе кулера, материнской платы и блока питания.

    Q) Что такое набор инструкции процессора?
    A) Инструкции процессора это математические действия, которые на аппаратном уровне способен воспринимать процессор. Большинство их них связаны регистром памяти, и командам обращения к нему. Для обычных пользователей набор инструкций процессора значения не имеет, так как все процессоры имеют достаточный их набор для большинства задач.

    Q) Что такое тех. процесс?
    A) Тех. процесс, по которому изготовлен кристалл процессора, это ширина проводящей дорожки + ширина изолятора. По мере развития технологий, тех процесс становится все меньше, позволяя размещать больше элементов на меньших площадях. Данный параметр не имеет значения для конечных пользователей, хотя по нему вы можете примерно определить, на новая та или иная модель процессора.

    Работа над материалом: DartMaul


    Разгон процессора

    Автор этого материала и администрация PG не несут никакой ответственности за любые убытки или ущерб, возникшие в результате разгона процессора Вами, основанного на данном материале! Обратите внимание на риски, связанные с разгоном, т. к. это может привести к необратимому повреждению процессора. Разгон любого процессора аннулирует гарантию, поэтому, пожалуйста, имейте это ввиду, прежде чем браться за покорение частот!

    Общие понятия


    Ближе к делу
    Наверное, ни для кого не секрет, что разгон связан с повышением напряжения. Однако не все понимают почему это необходимо, и какие побочные эффекты это несет.
    Процессор является крайне сложным устройством, чтобы понять принцип его работы одних только знаний физики уровня школьной программы недостаточно. Однако, что такое сопротивление, и как оно влияет на проходящий через проводник электрический ток для простого человека не секрет. Чем больше сопротивление, тем больше снижается напряжение проходя через проводник, и тем больше тепла при этом проводник выделяет. Так же не секрет, что сопротивление имеет прямую зависимость с температурой проводника.
    Далее, для наглядности, рассмотрим график взаимозависимости этих 3-х критически важных при разгоне показателей: частота процессора, напряжение и температура:

    Данный график составлен исходя из общего опыта автора и не подкреплен результатами конкретных тестов. Для каждого конкретного экземпляра процессора эти значения будут уникальными, а потому данный график представлен в качестве иллюстрации общих тенденций, и не может быть использован для нахождения целевых показателей разгона процессора.

    По ссылке доступна версия Prime95 без поддержки набора инструкций AVX2.

    Запустив все 3 программы мы можем получить необходимые данные: для создания нагрузки запускаем Prime95, частоту и VID процессора берем из CPU-Z, температуру ядер из RealTemp.

    Для получения правильных начальных результатов частота тестирования должна совпадать с заводской (в программе CPU-Z частота Core speed должна совпадать частотой, указанной в разделе Specifications). Некоторые процессоры, снабженные технологией Turbo Boost или аналогами будут работать на более высокой частоте. Для того чтобы отключить ее на время тестирования, в программе RealTemp зайдите в настройки (Settings) и поставьте галочку напротив опции Disable Turbo.


    В результате мы должны получить следующее.

    Какими бы волшебными ни были наши компьютеры, они не работают на поцелуях единорога и волшебной пыли. В конце концов, по электронным жилам вашего ПК проходит старое доброе электричество. Как и любое электронное устройство, компоненты внутри вашего компьютера работают под определенным напряжением. То есть величина давления, проталкивающего электроны через цепи внутри вашего компьютера.

    Ваш ЦП рассчитан на работу при определенном напряжении, но вы можете настроить это число на большее (повышенное напряжение) или меньшее (пониженное). Именно последнее (снижение напряжения процессора) мы хотим обсудить в этой статье, и сначала мы начнем с самого важного вопроса.


    Зачем понижать напряжение процессора?

    Электроника не на 100% эффективна. Это означает, что часть этой электроэнергии, проходящей через ваш процессор, превращается в тепло. Вот почему вашему процессору нужен радиатор и вентилятор, чтобы он не перегревался. Снижение напряжения процессора также уменьшает количество электронов, проходящих через систему. Это означает меньшее количество тепла.

    Первое преимущество этого заключается в том, что у более холодного процессора будет более длительный срок службы. Кроме того, снижение напряжения ЦП также означает, что ЦП будет потреблять меньше энергии. Таким образом, для устройств, которые работают от батареи, пониженное напряжение может быть способом продления срока службы батареи.


    Пониженное напряжение также может быть способом достижения более высоких тактовых частот в некоторых случаях, когда высокие температуры ограничивают усилия по разгону. Однако, как правило, именно перенапряжение обеспечивает стабильный разгон, поэтому пониженное напряжение процессора не является лучшим методом для любителей производительности.

    Почему работает пониженное напряжение?

    Вы можете задаться вопросом, почему производители устанавливают для своих процессоров определенное напряжение, когда они будут работать с более низким. В конце концов, если пониженное напряжение настолько велико, почему бы не поставлять процессоры с более низким напряжением? Ответ на этот вопрос заключается в том, что каждый процессор немного отличается.

    Опасно ли пониженное напряжение?

    Ответ на вопрос о том, опасно ли пониженное напряжение, во многом зависит от того, что вы считаете опасным, или от того, какие риски вам подходят. Снижение напряжения ЦП не повредит ЦП или другие компоненты. Однако это может вызвать нестабильность системы, что, в свою очередь, может привести к потере данных. При понижении напряжения важно протестировать и подтвердить настройку более низкого напряжения, прежде чем делать что-либо удаленно важное с вашим компьютером.


    Пониженное напряжение через BIOS

    Хотя это законный способ понизить напряжение процессора, использование BIOS может быть невероятно утомительным. Поскольку после каждой настройки вам нужно будет загрузиться в Windows, запустить тест, а затем снова настроить. Этот длительный процесс проверки является причиной того, почему большинство людей используют служебную программу для проверки своих напряжений.

    Имейте в виду, что если у вас нет ориентированного на производительность BIOS, возможно, нет элементов управления напряжением процессора, которые вы могли бы настроить.

    Понижение напряжения процессора с помощью программной утилиты

    К сожалению, программа не самая удобная для пользователя в мире, и в ней есть куча настроек и разделов, которые могут сбивать с толку, если вы не знакомы со всем жаргоном процессора. К счастью, для понижения напряжения нам нужно позаботиться только о небольшом количестве настроек. В XTU все они находятся в «основном» разделе приложения. Что имеет значение, так это «напряжение смещения сердечника».


    Современные процессоры, особенно в ноутбуках, не используют статическое напряжение. Вместо этого напряжение регулируется в зависимости от нагрузки на ЦП. Это одна из причин, по которой понижение напряжения не дает тех результатов, к которым он привык, поскольку ЦП фактически понижает напряжение в режиме ожидания. Регулируя смещение напряжения, мы изменяем минимальный и максимальный диапазон напряжения, который будет использовать процессор.

    ПРИМЕЧАНИЕ. Если вы видите, что напряжение смещения ядра неактивно, это, возможно, связано с исправлением безопасности, которое внедрили некоторые OEM (производители оригинального оборудования). В основном это касается ноутбуков, но также может относиться к некоторым готовым настольным системам.


    Итак, что насчет пользователей AMD? У нас не было машины AMD для тестирования, но принцип остался прежним. Основная проблема в том, что XTU не работает с процессорами AMD. Хорошей новостью является то, что у AMD есть собственная утилита, известная как Precision Boost Overdrive.

    Последняя версия программного обеспечения предлагает функцию адаптивного понижения напряжения, которая может существенно повлиять на производительность, нагрев и время автономной работы. Так что, если вы используете новейший процессор AMD, обязательно посмотрите на него.

    Проверка настроек пониженного напряжения

    При каждой новой настройке напряжения вам нужно убедиться, что все по-прежнему работает, как задумано. В какой-то момент вы неизбежно получите сбой или зависание системы, что обычно является признаком того, что вам нужно отступить на одну или две ступени. Но даже если все в порядке, вам придется тщательно проверить свои настройки. Вот последовательность шагов, которые мы рекомендуем при понижении напряжения процессора:


    Если ваш процессор становится нестабильным или ваша производительность начинает ухудшаться по сравнению с предыдущим тестом, верните напряжение до последней успешной попытки и используйте это в качестве основной настройки.

    Оверклокеры и другие сторонники процессоров много сделали для всей компьютерной индустрии. Сегодня процессоры очень хорошо умеют разгоняться, и то же самое можно сказать и о пониженном напряжении.

    Через несколько лет от ручного понижения напряжения ЦП не будет особой выгоды благодаря сложной самонастройке новых ЦП. Тем не менее, это все равно стоит делать на нынешних и прошлых компьютерах. Самое лучшее в этом то, что риск очень мал. Так почему бы не попробовать?

    Читайте также: