Для чего в ноутбуках используются приемы пропускания тактов цп
Обновлено: 07.07.2024
Процессор — это мозг компьютера, и чем интенсивнее он работает, тем больше потребляет энергии и тем больше нагревается. Как и у всякой аппаратуры, у ЦП имеется свой предел «выносливости» в условиях повышенной температуры, при превышении которого он может выйти из строя. Чтобы этого не произошло, инженерами был разработан особый механизм автоматического принудительного ограничения быстродействия процессора за счет снижения его частоты.
Этот защитный механизм получил название троттлинга, или, иначе, дросселирования.
Он задействуется, когда чип не успевает отводить выделяемое им в процессе вычислений тепло, при этом его производительность снижается. Это совершенно нормальное явление, в противном случае риски повреждения процессора вследствие перегрева многократно бы возросли. Помимо троттлинга, для защиты процессора и других важных компонентов от перегрева на материнскую плату устанавливаются температурные датчики, которые посылают команду отключения компонентов, если снижения производительности для предотвращения перегрева оказывается недостаточно.
Как узнать, имеется ли троттлинг процессора
Для этого необходимо выполнить стресс-тестирование системы в специальной программе, например, в AIDA64.
Запустив программу, нужно выбрать в меню Сервис -> Тест стабильности системы и нажать в открывшемся окне кнопку «Start».
Это окно имеет два графика.
Верхний отображает температурные значения процессора, нижний — его загрузку в процентах (желтая кривая) и троттлинг (зеленая кривая) . На скриншоте ниже можно видеть, что при максимальной загрузке ЦП троттлинг составляет 0%, что означает отсутствие пропуска тактов и нормальную работу процессора.
Чтобы убедиться в отсутствии проблем, продолжительность теста должна составлять не менее 20 минут.
Как отключить троттлинг процессора
Если понимать отключение троттлинга как встроенного механизма, то такой возможности во всех современных процессорах не предусмотрено. Вы можете предотвратить троттлинг, отключив в BIOS датчики контроля температуры или выполнив процедуру оверлокинга (разгона) процессора до определенного предела.
Только вот поступать так не рекомендуется, ведь тем самым вы отключаете естественные и крайне необходимые механизмы защиты аппаратуры. Оверлокинг можно рассматривать лишь как допущение, при этом производящий разгон процессора пользователь должен разбираться в технических особенностях конкретной модели ЦП, четко видя пределы его возможностей и понимая, что именно он, пользователь, делает.
Как снизить троттлинг процессора
Первое и, пожалуй, самое главное — это обеспечить оптимальный режим охлаждения. Следите за чистотой системного блока, установите более мощный кулер. Если у вас ноутбук — как минимум раз в два года проводите его сервисное обслуживание, включающее чистку кулеров, очистку материнской платы от пыли и замену термопасты.
Если ноутбук используется для решения ресурсоемких задач, разумным решением станет использование специальной подставки с активной системой охлаждения. О разгоне процессора было сказано выше, надеемся, с этим всё понятно. Что касается троттлинга ЦП в мобильных гаджетах — смартфонах и планшетах, то это нормальное явление, предпринимать специальные меры по борьбе с ним не нужно, просто стараетесь по возможности меньше нагружать устройство и не держать его под открытым солнцем.
В новом офисе смотрителей парка, состоящем из одного помещения, выполняется развертывание беспроводной локальной сети. Офис расположен в самой высокой точке национального парка. После выполнения тестирования сети инженеры сообщают, что сигнал беспроводной сети периодически заглушается какими-то помехами. Каковы две возможные причины искажения сигнала? (Выберите два варианта.)
возвышенность, на которой расположен офис, где была развернута беспроводная сеть
+сотовые телефоны, используемые сотрудниками
+количество беспроводных устройств, используемых в данной беспроводной сети
микроволновая печь
большое количество деревьев вокруг офиса
---------
Инженер пытается создать виртуальные машины на компьютере, но хочет убедиться, что физические ресурсы системы, используемые виртуальными машинами, будут находиться под их непосредственным управлением, а не под управлением операционной системы сервера виртуальных машин. Как добиться этого?
+Настроить виртуальные машины с помощью гипервизора, работающего непосредственно с оборудованием.
Настроить виртуальные машины в качестве Windows Virtual PC.
Отключить гиперпоточность в BIOS.
Ограничить емкость оперативной памяти со страничной организацией.
Настроить виртуальные машины с помощью размещенного гипервизора.
--------
Инженера просят настроить один жесткий диск для поддержки двух операционных систем и хранения файлов данных в трех отдельных местоположениях диска. Какие настройки разделов поддерживают эти требования?
1 основной, 3 активных, 1 расширенный, 2 логических
+2 основных, 1 активный, 1 расширенный, 3 логических
3 основных, 1 активный, 2 расширенных
2 логических, 2 активных, 3 расширенных
-------
Инженер использует функцию сжатия тома служебной программы управления дисками и выполняет разделение раздела. Что следует сделать дальше, чтобы раздел можно было использовать?
Удалить все разделы и выполнить повторную инициализацию диска.
+Создать раздел(ы) в незанятом пространстве.
Преобразовать незанятое пространство в динамический диск.
Форматировать существующий раздел.
-----------
Пользователь обновляет драйвер устройства и перезагружает систему. После перезагрузки пользователь успешно выполняет вход в систему, после чего ОС отображает синий экран и происходит сбой. Пользователь нажимает клавишу F8 при перезагрузке и пытается выполнить вход с последней удачной конфигурацией, но получает тот же результат. Почему последняя удачная конфигурация не помогла решить проблему?
Пользователю не удалось запустить chkdsk перед входом в систему.
Файл boot.ini поврежден.
+При успешном входе в систему последняя удачная конфигурация заменяется на текущую.
Пользователю не удалось сохранить параметры CMOS при перезагрузке.
---
Какие факторы необходимо проверить при выборе и установке нескольких вентиляторов охлаждения в корпусе ПК?
+Установка с правильным направлением воздушного потока.
Одинаковость марки и модели.
Одинаковая скорость работы.
Одинаковая мощность обдува.
------
Какая функция сенсорного экрана мобильного устройства позволит пользователю выполнять масштабирование отображаемых объектов, таких как карты и фотографии?
скольжение
длительное касание
сжатие
+двойное касание
-----
Какие две процедуры следует выполнить перед профилактическим обслуживанием ноутбука? (Выберите два варианта.)
+Отключить адаптер питания переменного тока.
Подключить устройства, которые обычно используются в ежедневной работе.
Убедиться, что используется новейшая версия BIOS.
+Извлечь аккумулятор.
Проверить, что были установлены последние обновления операционной системы.
Проверить, что все драйверы являются текущими.
------
Какой метод двухфакторной идентификации требует использования небольшого радиопередающего устройства и ввода пароля для успешной аутентификации?
электронная ключ-карта
+ключ-брелок
смарт-ключ
биометрический считыватель
----
Инженеру требуется настроить гарнитуру Bluetooth для пользователя компьютера. Какие два действия следует выполнить перед установкой головной гарнитуры? (Выберите два варианта.)
Извлечь аккумулятор.
+Убедиться, что включен переключатель Bluetooth ноутбука.
+Убедиться, что к неокрашенной части ноутбука прикреплен антистатический браслет.
Отключить питание переменного тока.
Включить Bluetooth в настройке параметров BIOS.
-----
Компьютер может осуществлять доступ к устройствам, расположенным в той же сети, но не может осуществлять доступ к устройствам в других сетях. В чем состоит вероятная причина этой проблемы?
Кабель неправильно подключен к сетевой плате.
Компьютер имеет недопустимый IP-адрес.
+Компьютер имеет недопустимый адрес шлюза по умолчанию.
Компьютер имеет неправильную маску подсети.
-----
После того, как администратор вручную настроил правильное имя сети (SSID) на новом ноутбуке, компьютер все равно не может подключиться к беспроводной сети. Какое дополнительное действие следует выполнить для решения этой проблемы?
Проверить наличие MAC-адреса ноутбука в таблице фильтрации MAC-адресов.
+Перезагрузить беспроводную точку доступа.
Изменить групповую учетную запись пользователя, включив все разрешения для файлов.
Переименовать ноутбук и сбросить пароль пользователя в сети.
-----
Раздраженный клиент звонит с жалобой о том, что запланированное обслуживание компьютера заняло больше времени, чем ожидалось. Инженер проверяет заказ-наряд и замечает, что обслуживание выполнялось новым сотрудником. Что инженеру следует ответить?
Убедиться, что теперь компьютер работает нормально.
Объяснить, что для выполнения обслуживания был отправлен неопытный инженер по ремонту.
Поставить звонок на удержание до появления руководителя.
+Выслушать жалобу и извиниться за любые неудобства, доставленные слишком продолжительным обслуживанием компьютера.
-----
Инженер выполняет устранение неисправностей принтера, который не печатает из-за постоянного замятия бумаги. Что инженер должен попытаться сделать в первую очередь?
Проверить наличие согнутых штифтов на кабеле принтера.
Проверить подключение кабелей принтера.
Настроить порт принтера.
+Очистить принтер.
------
Какой компонент ноутбука преобразует постоянный ток в переменный, обеспечивая подсветку дисплея?
аккумулятор
+инвертер
подсветка
материнская плата
флуоресцентная лампа с холодным катодом (англ. CCFL)
-----
Стало известно, что на компьютерах компании появляются окна с предупреждениями лжеантивирусного ПО. Администратор компьютерных систем составляет уведомление для всех сотрудников с объяснением способов решения этой проблемы. Помимо описания проблемы и рекомендуемой процедуры ее решения, какие два указания также должны быть включены в уведомление? (Выберите два варианта.)
+Не щелкайте никакую точку окна с предупреждением.
Чтобы закрыть окно, нажмите кнопку Отмена в окне.
+Чтобы закрыть окно, используйте сочетание клавиш Alt + F4.
Обновите программное обеспечение для защиты от вредоносного ПО, установленное на компьютере.
Закройте окно, нажав кнопку X в верхнем правом углу.
----
Какое утверждение об использовании антистатического браслета является верным?
+Антистатический браслет не следует носить при ремонте источника питания.
Для оптимального заземления зажим должен быть присоединен к окрашенной части корпуса компьютера.
Антистатический браслет не следует использовать вместе с антистатическим ковриком.
Металлическая часть браслета не должна соприкасаться с кожей.
-----
Согласно политике профилактического обслуживания компании, каждые полгода для каждого компьютера должна создаваться новая точка восстановления. Какие существуют способы создания этой точки восстановления?
Выбрать Пуск > Панель управления > Стандартные > Служебные > Восстановление системы > Создание точки восстановления.
В интерфейсе командной строки ввести restore /cn.
Правой кнопкой мыши щелкнуть Мой компьютер и выбрать Свойства > Восстановление > Создание точки восстановления.
+Выбрать Пуск > Программы > Стандартные > Служебные > Восстановление системы > Создание точки восстановления.
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.
В результате мы должны получить следующее.
За производительность компьютера отвечают не только ядра и потоки. В современных чипах производители управляют частотой и вычислительной мощностью при помощи технологий Intel Turbo Boost и AMD Precision Boost. Но у каждой из них есть свои нюансы и особенности. Чтобы разобраться, как они работают, нужно понять, что такое частота, почему она тактовая, и как это влияет на мощность процессора.
Почему частота «тактовая»?
Если говорить просто, частота — это повторяющиеся действия. Частота указывает только быстроту объекта, но не его производительность. Например, двигатель внутреннего сгорания вращает маховик со скоростью 2000 оборотов в минуту. При этом он может выдавать разную полезную мощность.
С помощью тактов обозначают производительность — количество выполненной полезной работы за одно движение. Чтобы разобраться в значении тактов и частоты, можно обратиться к математике. Например, перед нами находятся два колеса, у одного из них радиус 10 дюймов, у другого — 20 дюймов, поэтому, несмотря на одинаковую частоту вращения, колеса будут иметь разную скорость. В этом случае обороты можно принять за такты, а километраж, который колесо проезжает за один оборот — тактовой частотой или производительностью. Отсюда следует, что просто частота — это не качественное, а количественное обозначение. А частота с указанием такта — это уже показатель производительности. Именно тактовая частота указывает на производительность процессоров.
Регулируемая частота
Процессоры — это микросхемы, которые включают миллиарды транзисторов. Высокая плотность компоновки позволяет уместить в одном квадратном сантиметре электрическую схему размером с футбольное поле. Такая конструктивная особенность ставит жесткие условия для работы электроники.
Так, для эффективной работы процессору приходится динамически управлять тактовой частотой. Это полезно для производительности или, наоборот, для снижения нагрева и потребления, поскольку система балансирует на идеальном соотношении мощности и эффективности.
Фирменные технологии, включая Intel Turbo Boost и AMD Precision Boost, лишь частично отвечают за работу алгоритмов управления частотой, их основная цель — повышение частоты сверх базового значения (разгон). Однако динамическая частота берет начало далеко за пределами процессорных технологий — отправной точкой в формировании частоты процессора является тактовый генератор.
Тактовый генератор
Это микросхема, которая синхронизирует работу компьютерных комплектующих. Другими словами, это точные часы, которые независимо и равномерно отбивают такт за тактом. Основываясь на времени между тактами, остальная электроника понимает, когда и как нужно работать.
В современных системах частота тактового генератора зафиксирована на отметке 100 МГц, хотя и может варьироваться в пределах нескольких процентов, чтобы избежать интерференции собственного излучения с высокочастотным излучением других компонентов.
Множитель
Процессор управляет частотой ядер с помощью множителя. Чтобы получить необходимую частоту ядер, система умножает постоянное значение частоты генератора на необходимое значение множителя. В таком случае динамическая частота касается только процессора, тогда как остальные компоненты подчиняются собственным правилам формирования частоты.
До появления новых процессоров, множитель оставался постоянной величиной, потому что его блокировали на заводе аппаратно. Пользователи довольствовались ручной регулировкой частоты через шину: чем выше частота тактового генератора, тем выше частота ядер. В прошлом комплектующие не требовали предельно стабильной частоты BCLK, а в современных платформах ей уделяют особое внимание.
Например, разгоняя систему через шину, мы не только поднимаем частоту процессора, но и увеличиваем частоту оперативной памяти, графического ядра и даже накопителей. К перепадам частоты чувствителен контроллер твердотельного накопителя: он может сыпать ошибками даже при колебаниях шины на 2-3 МГц от заводского значения. Чтобы избежать этого, производители сделали множитель динамическим.
Как работает автоматическая регулировка частоты
Высокая тактовая частота просто необходима для вычислительной мощности ядер. Однако, лишние мегагерцы не только повышают производительность чипа, но также влияют на энергопотребление, нагрев, стабильность и даже безопасность системы. С появлением мощных процессоров появилась необходимость управлять частотой так, чтобы компьютер работал сбалансированно. Есть нагрузка — есть частота, нет нагрузки — процессор отдыхает и не греет воздух в корпусе.
Сначала динамическая частота использовалась для экономии энергии, позже процессоры научились автоматически разгоняться. Производители процессоров догадались, насколько выгодно выпускать чипы, разогнанные с завода. Поэтому тонкое управление частотой и другими параметрами теперь берут на себя фирменные технологии, такие как Intel Turbo Boost и AMD Precision Boost.
Intel Turbo Boost
История фирменной технологии начинается с процессоров i7 серии 9xx. Это семейство Bloomfield, в модельном ряду которого появились чипы с поддержкой технологии Hyper Threading и, конечно, Intel Turbo Boost.
Первая версия позволяла разгонять процессор всего на 200-300 МГц выше базовой частоты. Это было физическим ограничением: кремний того времени тяжело переваривал разгон, и без существенного повышения температуры и напряжения было сложно взять рекордные цифры в полной нагрузке на все ядра.
Но вместе с развитием полупроводников и техпроцессов процессоры приобрели врожденную способность к хорошему разгону. Теперь поднять частоту на 1 ГГц от базовой не составляет труда даже автоматике, особенно после того, как в Intel доработали фирменную технологию и представили несколько дополнительных алгоритмов. Вторая версия Intel Turbo Boost появилась в процессорах еще в 2010 году и по сей день работает даже в самых совершенных и актуальных чипах семейства Rocket Lake.
Как это работает
С помощью технологии Turbo Boost 2.0 процессор управляет тактовой частотой так, чтобы ядра оставались производительными во всех нагрузках без перегрева и выхода за рамки заводского теплопакета. Правда, есть несколько нюансов. Рассмотрим работу Turbo Boost на процессорах Coffee Lake.
Например, TDP процессора составляет 95 ватт, но при этом система буста позволяет процессору в течение некоторого времени работать с большим энергопотреблением. Эти параметры настраиваются автоматически, а материнские платы на базе Z-чипсетов даже позволяют регулировать их вручную:
Настройки, выделенные красным блоком на скриншоте, относятся к технологии Turbo Boost. Это основные параметры, которые влияют на работу автоматического разгона и задают максимумы для разгона процессора. Параметр «Long Duration Package Power Limit» инженеры Intel называют PL1 — это заводской уровень энергопотребления (TDP), который является опорным для работы Turbo Boost. Для Core i7 9700K значение PL1 составляет 95 ватт.
Для работы буста производитель предусмотрел второе значение — Short Duration Package Power Limit или PL2. Этот параметр влияет на абсолютный предел энергопотребления процессора в нагрузке и бусте на все ядра. Стандартная формула для подсчета этого параметра следующая: PL2 = PL1*1.25
В таком случае «вторая скорость» восьмиядерного 9700K может достигать 120 ватт. По замыслу инженеров, именно столько энергии потребляет процессор в заводском разгоне, чтобы оставаться в безопасных значениях по напряжению и нагреву. Правда, чтобы защитить процессор, режим PL2 может работать только ограниченный промежуток времени, после чего откатывается к потреблению по правилам PL1. Это время обозначается как «Package Power Time Window» или «Tau».
Основываясь на этих лимитах, процессоры Intel регулируют частоту. Например, если теплопакет процессора остается в рамках PL1, то частота будет достигать максимума. Если же процессор нагружен так, что его энергопотребление превышает режим PL1 и достигает PL2, то повышенная частота продержится на высоких значениях только заявленное время Tau, а затем вернется на безопасные значения. Intel неохотно раскрывает подробные параметры, однако энтузиасты смогли раздобыть немного интересной информации о семействе Coffee Lake:
Частота процессора в режиме Turbo Boost подчиняется опорной частоте (тактовый генератор) и значению множителя, а также зависит от параметров энергопотребления процессора. Стоит сказать, что настоящие значения PL2 и Tau не всегда соответствуют тем, которые можно рассчитать или найти в открытых источниках. Например, тот же Core i7 9700K может с лихвой перевалить за 140 ватт и работать, если позволяют система охлаждения и подсистема питания.
А можно еще быстрее?
Новые процессоры Intel поддерживают не только Turbo Boost 2.0, но и несколько «надстроек». Это Turbo Boost Max 3.0, Intel Velocity Boost и Intel Adaptive Boost, которые не заменяют основной алгоритм повышения частоты, а расширяют его функционал.
Intel Turbo Boost Max 3.0 — дополнение к основному бусту. Технология сочетает аппаратные алгоритмы Turbo Boost 2.0 и программные, которые определяют самые быстрые ядра процессора и делегируют им однопоточные задачи. В результате частота удачных ядер может подниматься на 15% выше пределов по Turbo Boost. Кроме хорошего охлаждения и питания, для работы технологии необходим соответствующий процессор, а также Windows 10 последней версии.
Intel Velocity Boost — надстройка над заводским разгоном, а также над Turbo Boost 3.0. Алгоритм следит за температурой и позволяет работать всем ядрам процессора с более высокой частотой, если температура не превышает условного значения. Например, для процессоров Comet Lake это значение соответствует 70 °C. Таким образом, десятиядерный процессор может достигать 4.9 ГГц по всем ядрам, тогда как стандартный буст разгонит процессор всего до 4.8 ГГц.
Intel Adaptive Boost — новая технология, она еще не изучена вдоль и поперек, как остальные, но некоторые подробности уже известны. Первыми поддержку получили процессоры Core i9 11900K и Core i9 11900KF семейства Rocket Lake. Принцип работы нового алгоритма заключается в отслеживании температуры ядер и лимитов энергопотребления. Если все данные сходятся в допустимых пределах, то технология разгоняет ядра еще сильнее, чем обычный Turbo Boost и Velocity Boost, позволяя всем потокам одновременно достигать 5.1 ГГц, вместо 4.7 ГГц в стандартном бусте.
Поддержка технологий регулировки частоты зависит от модели процессора, а также его поколения. Например, Velocity Boost, как и новейший Adaptive Boost, поддерживается только топовыми Core i9, тогда как Turbo Boost 2.0 можно встретить даже в моделях Intel Core i3.
AMD Precision Boost
У красного лагеря свое понимание заводского разгона, которое несколько отличается от конкурентов. Например, AMD не привязывает частоту к целым значениям от шины и может регулировать ее вплоть до 25 МГц, тогда как буст Intel всегда кратен 100 МГц. Отсюда и название Precision Boost — «точный разгон». В то же время, принцип регулировки завязан на лимиты потребления, температуры и частоты почти так же, как и Core.
Двое из ларца
В жизни процессоров AMD было несколько технологий настройки частоты. Прошлые поколения использовали алгоритмы Turbo Core, а с появлением ядер Zen и процессоров Ryzen инженеры придумали технологию Precision Boost, которая позже превратилась в версию 2.0. Принцип работы обеих версий турбобуста идентичен. Разгон ядер подчиняется трем ограничениям: температура, мощность и частота. Если представить их в виде равнобедренного треугольника, как это делают инженеры AMD, то получится так:
Синий треугольник обозначает максимумы для каждого из трех пределов процессора. Сиреневый треугольник показывает, каким образом параметры влияют друг на друга при достижении одного из лимитов. Если проще, то, как только процессор упрется в энергопотребление, частота перестанет повышаться и зафиксируется в пределах 25 МГц от лимита частоты (отмечено черным цветом).
Если же процессор быстрее достигнет максимальной температуры, а не лимита потребления, то частота также остановится на определенном, но не максимальном значении. В то же время, если процессор эффективно охлаждается и не ограничен по питанию, то лимит частоты будет пройден, а максимальная тактовая частота процессора достигнет заводского предела — вершины синего треугольника.
Так работает Precision Boost обеих версий. Единственный минус первой версии PB — жесткое снижение частоты при загрузке более двух ядер. Обратимся к наглядному графику:
Сиреневым цветом обозначена работа Precision Boost первой версии, которая работает следующим образом: когда система нагружает одно или два ядра, алгоритм разгона поднимает частоту на максимум, заложенный в процессор с завода.
В случае, если система нагрузит больше двух потоков, буст резко снизит частоту. Получается, что в таком режиме процессор остается производительным только в однопоточных заданиях, а при одновременной нагрузке хотя бы трех ядер резко теряет вычислительную мощность.
Вторая версия алгоритма Precision Boost 2 меняет подход к управлению частотой в зависимости от нагрузки. Во-первых, новая технология позволяет процессорам работать с более высокими частотами. Во-вторых, при нагрузке на все ядра система не сбрасывает частоту резко, а делает это плавно, от ядра к ядру. На графике это обозначено оранжевой линией.
Впрочем, автоматическая регулировка частоты не ограничена физическими лимитами процессора. AMD заявляет, что алгоритмы Precision Boost 2 стали хитрее, поэтому максимальная частота ядер достигается не только в пределах температуры, напряжения и энергопотребления, но также зависит от задач. Например, в приложениях с невысокой нагрузкой на процессор, ядра будут работать на повышенных частотах, даже если это нагрузка сразу на все потоки. В то же время процессор будет немного снижать частоту в рендеринге и других трудоемких заданиях.
Заводской Boost лучше ручного разгона
Производителям удалось сделать то, к чему пользователи стремились в течение многих лет: современные процессоры работают намного эффективнее предшественников благодаря автоматической частоте. Если раньше энтузиасты настраивали частоту ядер через аппаратные модификации материнских плат и процессоров, то сегодня для настройки достаточно нажать кнопку «Включить» на системном блоке. Остальное за нас сделает автоматика.
Порой она работает эффективнее, чем ручная настройка. Когда мануальный разгон заставляет все ядра работать с одинаковой частотой, турбобуст позволяет разгонять отдельные ядра выше, чем это возможно в ручном режиме. Поэтому однопоточная производительность актуальных чипов показывает неплохие цифры, которых не всегда можно добиться настройками в BIOS.
Более того, заводские алгоритмы повышения частоты следят за состоянием процессора и подсистемы питания, они не позволят электронике работать на пределе стабильности и безопасности. Неопытный пользователь вряд ли обеспечит системе такой уровень качества, настраивая частоту и напряжение на ядрах самостоятельно.
Огромный плюс заводского буста — высокая тактовая частота даже на процессорах с заблокированным разгоном. Поэтому даже бюджетный шестиядерный процессор все еще эффективен в играх и там, где важен показатель IPC — однопоточной производительности.
Читайте также: