Разгон - Underclocking
Понижение частоты , также известное как понижение частоты , изменяет настройки синхронизации компьютера или электронной схемы для работы с более низкой тактовой частотой, чем указано. Понижение частоты используется для снижения энергопотребления компьютера, увеличения срока службы батареи, уменьшения тепловыделения, а также может повысить стабильность и совместимость системы . Понижение тактовой частоты может быть реализовано на заводе, но многие компьютеры и компоненты могут быть разогнаны конечным пользователем.
Типы
Разгон процессора
Для микропроцессоров цель обычно состоит в том, чтобы уменьшить потребность в устройствах рассеивания тепла или уменьшить потребление электроэнергии . Это может обеспечить повышенную стабильность системы в условиях высокой температуры или позволить системе работать с меньшим потоком воздуха (и, следовательно, более тихим ) охлаждающим вентилятором или вообще без него. Например, процессор Pentium 4, обычно работающий на частоте 3,4 ГГц, может быть «разогнан» до 2 ГГц и затем может безопасно работать с пониженной частотой 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. Пониженная частота означает изменение синхронизации синхронного цепь, чтобы снизить потребность устройства в энергии. Преднамеренное снижение тактовой частоты включает ограничение скорости процессора, что может повлиять на скорость операций, но может или не может сделать устройство заметно менее работоспособным, в зависимости от другого оборудования и желаемого использования.
Многие компьютеры и другие устройства допускают разгон. Производители добавляют опции разгона по многим причинам. Понижение частоты может помочь с чрезмерным тепловыделением, потому что более низкая производительность не будет генерировать столько тепла внутри устройства. Это также может снизить количество энергии, необходимой для работы устройства. Портативные компьютеры и другие устройства с батарейным питанием часто имеют настройки разгона, чтобы батареи могли работать дольше без зарядки.
Помимо предоставления функций разгона, производители могут ограничить возможности машины, чтобы сделать ее более эффективной. Компьютерные модели с сокращенным набором команд (RISC) могут помочь производителям создавать устройства, которые работают с меньшим энергопотреблением.
Видеокарты
Разгон также может выполняться на графических процессорах процессора графической карты , обычно с целью уменьшения тепловыделения. Например, можно настроить графический процессор для работы с более низкими тактовыми частотами при выполнении повседневных задач (например, просмотр веб-страниц и обработка текстов), что позволяет карте работать при более низкой температуре и, следовательно, более низкой и тихой скорости вращения вентилятора. Затем графический процессор можно разогнать для более графически насыщенных приложений, таких как игры. Понижение частоты графического процессора снизит производительность, но это снижение, вероятно, не будет заметно, за исключением приложений с интенсивной графикой.
Разгон памяти
Более новая и быстрая оперативная память может иметь пониженную тактовую частоту, чтобы соответствовать более старым системам, как недорогой способ замены редкой или снятой с производства памяти. Это также может быть необходимо, если проблемы со стабильностью возникают при более высоких настройках, особенно на ПК с несколькими модулями памяти с разной тактовой частотой. Если вы уменьшите тактовую частоту процессора ПК и не измените тактовый коэффициент или множитель (соотношение между тактовой частотой процессора и памятью), память также будет занижена.
При использовании
Динамическое масштабирование частоты (автоматическое снижение частоты ) очень распространено на портативных компьютерах, а также на настольных компьютерах. В ноутбуках процессор обычно автоматически понижает частоту, когда компьютер работает от батарей. Большинство современных процессоров для ноутбуков и настольных ПК (использующих схемы энергосбережения, такие как AMD Cool'n'Quiet и PowerNow! ) Автоматически разгоняются при небольшой вычислительной нагрузке, если BIOS и операционная система поддерживают это. Intel также использовала этот метод на многих процессорах с помощью функции SpeedStep . SpeedStep впервые появился на таких микросхемах, как Core 2 Duo и отдельных моделях Pentium, а затем стал стандартом для моделей Core i3, i5 и i7 среднего и высокого уровня.
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 терморегулирования , автоматически снижая тактовую частоту и напряжение ядра процессора до тех пор, пока температура не вернется к безопасному уровню. 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 компьютер работал с самой низкой тактовой частотой, а не с самой высокой.
Преимущества
- Сниженное потребление электроэнергии, особенно в сочетании с пониженным напряжением (т. Е. Снижение напряжения компонента ниже номинального). Например, понизив тактовую частоту процессора 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, то есть на 66% снижение мощности, всего за 26 минут. % меньше производительности. То же самое верно и для новых процессоров: когда одноядерный процессор Intel был разогнан на 20%, производительность ПК упала только на 13% при снижении энергопотребления на 49%.
В общем, мощность, потребляемая ЦП с емкостью C , работающим на частоте f и напряжении V , приблизительно равна
- Сниженное тепловыделение, которое точно пропорционально потребляемой мощности.
- Меньше шума, потому что охлаждающие вентиляторы могут быть замедлены или даже отключены. Эффективность охлаждающего вентилятора пропорциональна его скорости вращения, но по мере ее увеличения увеличивается и шум.
- Более длительный срок службы оборудования.
- Повышенная стабильность.
- Увеличенное время автономной работы.
- Лучшая совместимость со старыми приложениями.
- Правильная производительность очень старых компьютерных игр, зависящих от тактовой частоты процессора.
На практике
Linux
Ядро Linux поддерживает модуляцию частоты процессора. В поддерживаемых процессорах использование cpufreq для получения доступа к этой функции дает системному администратору переменный уровень контроля над тактовой частотой процессора . Ядро по умолчанию включает пять регуляторов: Conservative, Ondemand, Performance, Powersave и Userspace. Регуляторы Conservative и Ondemand регулируют тактовую частоту в зависимости от нагрузки процессора, но каждый с разными алгоритмами. Регулятор Ondemand перескакивает на максимальную частоту при загрузке ЦП и постепенно снижает частоту при простое ЦП, тогда как регулятор Консервативной частоты шаг за шагом увеличивает частоту при загрузке ЦП и переходит на самую низкую частоту при простое ЦП. Регуляторы Performance, Powersave и Userspace устанавливают тактовую частоту статически: Performance на максимальную доступную, Powersave на минимальную доступную, а Userspace на частоту, определяемую и контролируемую пользователем.
Окна
Понижение частоты может выполняться вручную в BIOS или с помощью приложений Windows или динамически с использованием таких функций, как Intel SpeedStep или AMD Cool'n'Quiet . В Windows 7 и 10 пониженную частоту можно установить в «расширенных» настройках плана управления питанием.
Asus Eee PC
В более ранних моделях Asus Eee PC использовался процессор Intel Celeron M с тактовой частотой 900 МГц с пониженной тактовой частотой до 630 МГц.
Mac OS X
Разгон может быть выполнен в EFI.
Смартфоны и КПК
В большинстве смартфонов и КПК , таких как Motorola Droid , Palm Pre и Apple iPhone , используется пониженная тактовая частота более мощного процессора, а не полная тактовая частота менее мощного процессора, чтобы максимально продлить время автономной работы. Разработчики таких мобильных устройств часто обнаруживают, что более медленный процессор дает худшее время автономной работы, чем более мощный процессор при более низкой тактовой частоте . Они выбирают процессор на основе производительности процессора на ватт .
Представление
Производительность машины с пониженной тактовой частотой часто оказывается лучше, чем можно было 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 связываются 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 к производительности шины и тем меньше времени он будет проводить в ожидании.