Teljesítménykezelés
www .rud ometov. com
A számítógép teljesítménye és áramfogyasztása mind a teljesítményvezérlő elemek beépített chipjein, mind pedig az alaplap architektúrájában alkalmazott technológiákon
A teljesítménymenedzsment és az energiagazdálkodási eszközök egyre gyakoribbak. Az olyan beépített áramkörök, amelyek alacsonyabb órajelet biztosítanak, csökkentett számítási terheléssel, csökkentik a tápfeszültséget, és mindkét paraméter csökkenése hozzájárul a hőtermelés jelentős csökkenéséhez.
Például a teljesítmény hatékony kezelésére és az áramfogyasztás optimalizálására (és ennek következtében a hőtermelés csökkentésére) szolgáló példákra az Intel processzorok hivatkozhatnak. Ezek a következők:
· A katasztrofális leállás detektor;
· Automatikus hőellenőrző mechanizmus - Thermal Monitor 1 és Thermal Monitor 2;
· Az órafrekvencia igény szerinti modulálása (szoftveres vezérlés igény szerinti órai moduláció);
Fejlett Intel SpeedStep technológia.
Detector sürgősségi túlmelegedés - teljesen automatikus mechanizmus, amely először a P6 család processzorok és végrehajtani Intel Pentium 4, Xeon, és Pentium M. Elérve egy bizonyos hőmérsékleti küszöbértéket kell meghatározni a processzor gyártó, a munka kell függeszteni addig, amíg a átvételét különleges RESET # jelet.
Thermal Monitor 1 (TM1) - mechanizmus elterjedt neve a „fojtás» (Fojtó vagy Thermal szabályozást és Thermal Trip). Implementálva Intel Pentium 4, Xeon processzorok és a Pentium M. Ez a kombináció a második hőmérséklet-érzékelő (az első mechanizmus a vészleállítás), továbbá kalibrált szakaszában gyártás a processzor, és egy modulációs mechanizmus a CPU órajel.
A processzorra felvett órajel modulálása a hőellenőrző rendszerrel a 3. ábrán látható. 1.
Ábra. 1. A processzorra alkalmazott órajel modulálása a hőszabályozó rendszer segítségével
A vészhelyzeti túlmelegedésérzékelőtől eltérően a TM1 mechanizmus kimutatható és vezérelhető speciális utasításokkal. Az Intel ajánlása szerint a TM1 mechanizmust bele kell foglalni a BIOS-ba, amikor a processzort inicializálják és az operációs rendszer ezt követően nem módosítja. Nem vészhelyzet esetén, például a hűtő leállítása esetén a mechanizmus biztosítja, hogy a processzor hőmérsékletét a lehető legbiztonságosabb szinten tartsa a teljesítményének csökkentésével.
Thermal Monitor 2 (TM2) - kifinomultabb CPU túlmelegedés védelem mechanizmusával processzorok Intel Pentium M, valamint a továbbfejlesztett modellek Intel Pentium 4 és Xeon. Jelentős különbség a TM1-től a frekvenciavezérlés (pontosabban a FID - a rendszerbusz-frekvencia szorzó) és a processzor tápfeszültségének (VID). A tápfeszültség csökkentésével a TM2 lehetővé teszi, hogy több CPU teljesítményt takarítson meg egy túlmelegedési helyzetben, ugyanolyan csökkentve az általa fogyasztott energia szintjét. A TM2 használatáért a BIOS felel.
Engedélyezése mechanizmus TM2 ajánlott régebbi processzorok, mint a modell nem kevesebb, mint 2,8 GHz busz órajel 166 MHz, és nem kevesebb, mint 3,6 GHz busz órajel 200 MHz. A fiatalabb modelleknél ajánlott a TM1 használata. A TM1 és a TM2 egyidejű aktiválása vagy deaktiválása a processzor szabadúszó módja, amelyet a gyártó nem ajánl. A cél FID és VID értékek beállítása a BIOS-ban a processzor inicializálási fázisában történik.
Az on-demand óra moduláció (ODCM) biztosítja a processzor termikus terhelésének programozható csökkentését üresjárati ideje alatt. A processzor hasznos élettartama minimális szintjét biztosítja a CPU órajelének (trotting) szoftver-modulációs technológiájának köszönhetően.
Az Enabled SpeedStep (EIST) technológia energiatakarékos és következésképpen alacsony hőtermelést biztosít. Kezdetben úgy tűnt, az Intel Pentium M processzorok váltotta Intel SpeedStep technológiát, az egyik alkalmazott a mobil processzorok Intel Pentium III és Pentium 4 Továbbfejlesztett technológia hatékonyabb energiagazdálkodási processzorral dinamikus változások a diszkrét állapotok CPU teljesítmény (P-állapotváltozások, minden A P-állapotot a FID és a VID kombinációja határozza meg).
Ezeket az eszközök fejlesztőit és a modern többmagos processzorokat nem hagyják abba, amelyek többségét az Intel Core architektúrája hozza létre. Ezek közé tartozik a kétmagos Intel Core 2 Duo és négymagos modellek. By the way, a felső két (2. ábra) és a négymagos modellek támogatják az összes korábban tárgyalt teljesítmény-menedzsment és áramfogyasztási technológiát. Ezek a következők: a processzor teljesítményét vezérlő technológia kérésre Enhanced Intel SpeedStep (EIST), a CPU védelmi funkció Thermal Monitor 1 túlmelegedés (TM1) és Thermal Monitor 2 (TM2), On-Demand Clock Modulation (ODCM óra modulációs technológia kérésre processzor ), valamint a továbbfejlesztett C állapotok (CxE) továbbfejlesztett módjai.
Ábra. 2. Intel Core 2 Extreme X6800 processzor
A multi-core processzor Intel Core 2 termék vonalak, valamint a mobil processzorok Intel Core Solo / Duo, az utóbbi funkció bővült az esetben minden lehetséges állapotait processzor inaktivitás. beleértve a Stop Grant (C2), a Deep Sleep (C3) és a Deeper Sleep (C4) üzemmódokat. Az asztali Intel Core 2 processzorokhoz alapértelmezés szerint csak az Enhanced Halt (C1) állapot - C1E üzemmód engedélyezett. Ez annak köszönhető, hogy a processzor mélyebb "alvó üzemmódjait" általában nem használják az asztali platformokon. Például azáltal, hogy a névleges frekvencia a processzor mag „reset” üzemmódban C1E egy minimális szintre - 1600 MHz-es (órajel busz frekvenciája 266 MHz, a minimális szorzó 6x).
A felsorolt technológiák becslése során meg kell jegyezni, hogy a termelékenységgazdálkodási eszközöknek tartalmazniuk kell például a túlhúzást. Az overclocking ötlet, mint egy viszonylag egyszerű és viszonylag olcsó módszer egy korábban vásárolt vagy új számítógép teljesítményének javítására meglehetősen egyszerű. A tényleges lehetőség arra, hogy a komponenseket kényszerfrekvencia üzemmódban működtetjük. És mint tudják, az órajelsebesség növelésével kevesebb idő alatt megoldható a probléma, vagy nagy mennyiségű információ feldolgozása egységnyi idő alatt.
Teljesítmény = (utasítások száma) / (végrehajtási idő).
Ez a kifejezés átírható a termék a végrehajtott utasítások számának órajelenként (Instruction Per Clock IPC.), A ciklusok száma egységnyi idő alatt (az órajel, F):
Így a teljesítmény arányos a frekvenciával. Igaz, a valóságban a függőség nem szigorúan lineáris, mert a magas frekvenciák miatt az átvitt információk egy része eltorzult, ezért az átvitelt meg kell ismételni. Ezenkívül fennáll az egyedi csomópontok és alrendszerek működésének szinkronizálásának problémája is, ami késedelmet okoz. Mindazonáltal, ahogy az óra sebessége nő, úgy a termelékenység, legalább addig, amíg a torzított parcellák részaránya és a késések teljes összege megállítja ezt a növekedést.
Annak érdekében, hogy a névleges érték fölötti, a fizikából következő órák frekvenciáinak növekedése fenntartható legyen, növelni kell a tápfeszültségek szintjét, ami a hőtermelés növekedéséhez vezet:
Itt P a hőteljesítmény; C - faktor, figyelembe véve a chipek architektúráját; V a tápfeszültség; F az órafrekvencia.
Egyébként az órafrekvencia csökkenése lehetővé teszi a tápfeszültség csökkentését, és mindkét fenti paraméter csökkentése a fenti képlet alapján csökkenti a hőképződést. Ez pedig csökkenti a hűtőberendezés terhelését, amely lehetővé teszi a ventilátor sebességének csökkentését, a zaj csökkentését, energiatakarékosítást (elsősorban laptopok és szerverek).
Az igazságosság kedvéért meg kell jegyezni, hogy nem minden szakember osztja a kényszerrendszerek híveinek lelkesedését, bár az overclockerek száma meglehetősen magas.
A processzor túlhúzási képessége arra a tényre épül, hogy a legtöbb processzornak van egy kellően nagy technológiai tartalék, amely biztosítja a teljes kiadott sorozat garantált teljesítményszintjét.
Annak ellenére, hogy sok szakértő és számítógépes vállalat ellenezte az ilyen jelenséget, mint a túlhúzás, a kapacitáskezelési képességek továbbra is népszerűsödnek, növelve támogatóinak számát. Az alaplapok gyártói, amelyek a merev versenységben folytatják tevékenységüket, nem hagyhatják figyelmen kívül a potenciális vevők véleményét. Ezért a megfelelő funkciókat a legtöbb termék támogatja.
Az optimális alaplap kiválasztása a túlhúzási funkciók jelenlétének kritériuma alapján számos olyan tulajdonságot kell értékelni, amelyek biztosítják ezen speciális módok végrehajtását.
Először is a processzor buszok (FSB) és a memória működési frekvenciatartományát, valamint a változtatás lépéseit érinti. Az a tény, hogy a modern processzorok rendszerint rögzített frekvencia együtthatóval rendelkeznek, amely meghatározza a processzor magja (i) belső frekvenciáját az FSB busz frekvencián keresztül. Ezért a túlhajtás általában az FSB processzor buszfrekvenciájának növelésével történik. Ebben az esetben figyelembe kell venni, hogy a processzorbusz frekvenciájának növelését gyakran a fennmaradó komponensek frekvencia működési módjainak megfelelő változásával kíséri.
Ami a hagyományos processzorok túlterhelésének módját illeti, a fentiek szerint ez általában az FSB processzor busz frekvenciájának növelésével érhető el. Azonban a növekedés számos esetben a rendszer többi komponensének rendszerében bekövetkezett változásokhoz kapcsolódik. Ez lehet például merevlemez-meghajtók. Annak érdekében, hogy megbízható működést és adatokat tárolhasson, nem szabad jelentősen (több mint 10% -kal) növelni a buszcsatlakozás órajel frekvenciáját.
Meg kell jegyezni, hogy a szélsőséges rendszereknél, ahol a maximális termelékenység érhető el, a tápfeszültségek jelentősen megnövekedett, gyakran eléri a 20% -ot. Mindazonáltal, a maximális megbízhatósági és biztonságos üzemeltetés biztosítása érdekében tanácsos tartózkodni a magas energiaellátású rendszerektől.
A frekvencia és a feszültség megváltoztatása mind a korábbi generációk alaplapjaihoz tartozó megfelelő kapcsolók és jumperek segítségével, mind a BIOS beállításban programozható. Természetesen a szoftver által végrehajtott overclock sokkal kényelmesebb, mivel egyszerűsíti a számítógép maximális teljesítményét biztosító üzemmódok kiválasztásának eljárását. Ugyanakkor a BIEM beállításaiban használt SoftMenu technológiák használatával még a számítógép rendszeregységét sem kell megnyitnia. A beállítási paraméterek túlhúzására és ellenőrzésére szolgáló összes művelet a BIOS beállítás menü megfelelő elemeiben történik.
Ezeknek a képességeknek a hardveres támogatást olyan speciális áramkörök végzik, amelyek meghatározzák a fő alrendszerek frekvenciatípusait.
A frekvenciaváltások megváltoztatása az alaplapok architektúrájába épített eszközökkel történik. Ezek közé tartoznak a PLL (phase-locked loop) chipek, amelyek végrehajtják a VCO (feszültségvezérelt oszcillátor), amely folyamatosan figyeli a bemeneti jel fázisát. Az ilyen generátorokat használják a frekvencia szabályozására. Az alaplapon a PLL chipeket többszörös frekvenciákhoz használják.
A PLL megvalósításának egyik példája, amelyet egyébként egy ilyen ismert gyártó, mint a Gigabyte alaplapjai használnak, az 1. ábrán látható. 3.
Ábra. 3. PLL chip áramkör egy kiviteli alakja
A hardver-szoftver frekvenciaváltással ellátott elektronikus áramkörök, amelyeket a fő számítógép alrendszerekhez táplálnak, bőséges lehetőséget biztosítanak a teljesítmény és az áramfogyasztás kezelésére.
A hardver-szoftver vezérlés legfejlettebb összetett verziói lehetővé teszik a RAM alrendszer moduljainak működését meghatározó tápfeszültségek és időparaméterek viszonylag sima változását.
Példaként említhetjük a Gigabyte alaplapjain alkalmazott számos technológiát, amely a piac egyik vezető szereplője.
Az irányítás eszközeiről szólva, az innováció dinamikus túlhúzásával nem lehet figyelmen kívül hagyni, ami a számítógépes terhelés változásától függően automatikusan módosítja az órafrekvenciákat. Ez az eszköz biztosítja a növekvő terhelésű órafrekvenciák növekedését és csökkentését, ami javítja az összetevők hőkezelési módját. Erre példa a C. I. A. 2. technológiája.
C.I.A. technológia. 2 (CPU Intelligent Accelerator) dinamikusan változtatja a processzor frekvenciáját (pontosabban FSB) és a tápfeszültséget az aktuális terheléstől függően. Lehetőség van az overclocking módok egyikének kiválasztására: Disable, Cruise, Sports, Racing, Turbo, Full Thrust. Mindegyik mód határozza meg az órafrekvencia nyereség tartományát.
Egy másik eszköz a számítógép teljesítményének javítására saját eszközöket jelent a memória alrendszer teljesítményének javítása érdekében. Például M.I.B. 2 (Memory Intelligent Booster 2), amelyet a Gigabyte fejlesztett ki, és lehetővé tette a RAM-ra történő optimalizálását az ismert chipek / modulok jellemzői miatt. Mivel a teszt eredmények azt mutatják, hogy a memória-intelligens Booster 2 technológia az órajel-sebesség növelése mellett olyan mechanizmusokat is tartalmaz, amelyek növelik a memóriabusz sávszélességét.
Továbbra is hozzáfűzi, hogy ezek a technológiák kiegészítik az alaplap gyártójától származó sajátos segédprogramokat. Ezek közé tartozik az EasyTune 5 (és / vagy a legújabb EasyTune Center) a rendszerparaméterek és a túlhajtás felügyeletére (4. ábra). A felhasználók számára a processzor frekvenciája és szorzója, a memória szorzója, a PCI Express busz frekvenciája és a processzor feszültsége, a memória és a chipset déli hídja elérhető, de a BIOS-tól elérhető kisebb tartományon belül. És jegyezze fel a SmartFan beállítási módjait: választhatja a 0 és 100% közötti sebességtartományt és a megfelelő hőmérsékletet.
Ábra. 4. A C.I.A. 2 és egy példa az EasyTune 5 működésére
Természetesen a BIOS Setup számos paramétert biztosít a durva és / vagy a fő alrendszerek hatékony működésének finomhangolásához. Ezek közé tartoznak a frekvenciaváltások, a tápfeszültségek, a memóriamodulok időzítése, a ventilátor vezérlése és így tovább.
Figyelembe véve a hardvert és a szoftvereket, nem lehet segíteni az alaplapok architektúrájának egyes funkcióinak felidézésében. Lehetővé teszik a vezérlő tartományok kiterjesztését és a funkcionalitás növelését. Valójában a chipekhez specializált chipek támogatják a szabadalmaztatott technológiákat. Néhány esetben az alaplap architektúrájának és tervezésének alapos tanulmányozása miatt gyengíthetik a chipsetek által okozott korlátozásokat, amelyek valójában az alaplapok alapjai.
Az adott megoldások becsléséhez meg kell jegyezni, hogy ez a felülvizsgálat nem teljes. Természetesen sokkal szélesebb a számítógépes képességek optimalizálására irányuló tulajdonosi technológiák spektruma.
Végezetül ismételten emlékeztetni kell arra, hogy az optimális alaplap kiválasztása nagyon fontos lépés. Ebben a szakaszban a jövő számítógépének lehetőségeit gyakran lefektetik. És bővítésük jelentősen segíthet a márkás hardverek és szoftverek terén.