 |
Ремонт и upgrade компьютеров своими рукамиРАЗГОН ПРОЦЕССОРА |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Если у вас появятся вопросы, не освещенные на нашем сайте, вы можете задать вопрос непосредственно нашим специалистам по электронной почте: upgradecomputer@yandex.ru
|
В некоторых системах можно установить большую рабочую частоту процессора; это называется разгоном (overclocking). После установки больших значений частоты процессора повышается и его быстродействие. Практически все типы процессоров имеют так называемый «технологический запас» безопасного увеличения тактовой частоты. к примеру, процессор 800 МГц может работать на частоте 900 МГц и выше. рекомендуется отметить, что при разгоне процессора снижается устойчивость его работы. Если у вас недостаточно опыта работы с компьютером, не пытайтесь разогнать собственную систему — существенного увеличения производительности вы все равно не получите. Подводные камни разгона В настоящее время в компаниях Intel и AMD стараются блокировать множители новых процессоров, но в то же время в процессорах AMD используются паянные перемычки, расположенные в верхней области микросхемы, благодаря которым пользователь, имеющий определенный практический опыт, может изменить тактовую частоту процессора. Это делается для того, чтобы предотвратить перемаркировку процессоров мошенниками. А как же быть компьютерным энтузиастам? Остается лишь один способ разгона — изменение частоты системной шины. Однако и здесь есть одна особенность. Многие системные платы Intel поддерживают стандартные значения частоты системной шины: 66, 100 и 133 МГц. Кроме того, при помещении процессора в разъем системной платы все важные параметры частот устанавливаются автоматически, поэтому изменить что-либо невозможно. Даже если изменить положение переключателя с 66 на 100 или 133 МГц, процессор не будет работать устойчиво. к примеру, Pentium III 800Е работает с коэффициентом 8х при частоте шины 100 МГц. При установке частоты шины 133 МГц процессор должен работать на частоте 8x133=1066 МГц. Однако устойчивость работы этого процессора на такой частоте вызывает сомнения. Аналогично, Celeron 600Е работает по схеме 9 х 66 МГц, изменение частоты шины до 100 МГц приведет к тому, что этот процессор будет вынужден работать на частоте 900 МГц, что крайне опасно для него. Многие системные платы рассчитаны на большой диапазон частот системной шины. к примеру, плата Asus P3V4X поддерживает следующие частоты системной шины: 66, 75, 83,90,95, 100, 103, 105, ПО, 112, 115, 120, 124, 133, 140 и 150 МГц. Установив в эту плату процессор Pentium III 800Е, можно плавно увеличивать частоту системной шины.
Разгон Процессоров С Разъемом Socket А Процессоры AMD Athlon и Duron, выполненные в формате FC-PGA (Flip-Chip Pin Grid Array) и устанавливаемые в разъем Socket А, имеют специальную паянную перемычку, расположенную в верхней части микросхемы. Модифицирование перемычки позволяет изменить или даже удалить блокировку внутреннего множителя процессора. Подобный метод дает возможность повышать тактовую частоту микросхемы без изменения заданной скорости шины системной платы, оказывающей определенное влияние на другие шины или платы. Установка или блокировка выбранного множителя выполняется с помощью соединения пайкой небольших выводов, расположенных на поверхности процессора. Соединение или разъединение соответствующих контактов позволяет полностью разблокировать данную микросхему. К сожалению, добавлять или удалять существующие перемычки довольно сложно; обычно для этого необходимо наложить соответствующий трафарет создаваемой перемычки и, не заполняя припоем, закрасить его серебряной или медной краской. Для этого, к примеру, подходит специальная медная краска, продаваемая в маленьких пузырьках практически в каждой автомастерской. Основная проблема заключается в небольшом размере контактов, поэтому неосторожное соединение, к примеру, смежных выводов может привести к выходу процессора из строя. В этом случае для удаления нежелательного припоя можно воспользоваться острым ножом или бритвенным лезвием. Не забывайте о том, что любое неосторожное движение может привести к повреждению процессора, который стоит весьма недешево. Если вы не сторонник столь радикальных изменений, попробуйте «разогнать» шину, установив соответствующие параметры в BIOS Setup. Подобный способ позволяет изменить заданные настройки или отменить их без каких-либо механических изменений, вносимых в конструкцию процессора. Установка Параметров Напряжения Процессора Существует еще один способ разгона процессора, состоящий в изменении характеристики напряжения, подаваемого на центральный процессор. Гнезда и разъемы современных процессоров, включая Slot 1, Slot A, Socket 8, Socket 370, Socket 423, Socket 478 и Socket А, поддерживают автоматическое определение напряжения. Система определяет и устанавливает правильное напряжение, считывая параметры тех или иных контактов процессора. Некоторые системные платы, в частности платы компании Intel, не дозапускают каких-либо изменений параметров напряжения, заданных по умолчанию. В то же время существуют системные платы, к примеру упомянутая ранее Asus P3V4X, позволяющие увеличивать или уменьшать автоматически установленные параметры напряжения. Как обнаружили некоторые экспериментаторы, увеличение или уменьшение стандартного напряжения позволяет повысить тактовую частоту процессора, не оказывая какого-либо заметного влияния на устойчивость работы инфраструктуры в целом. Отнеситесь к приведенным рекомендациям достаточно серьезно, поскольку неосторожное изменение напряжения может привести к повреждению процессора. Существуют способы, позволяющие модифицировать параметры процессора, изменяя тактовую частоту шины системной платы, и не требующие изменения характеристик подаваемого напряжения. В первую очередь убедитесь, что в системе установлена высококачественная системная плата, хорошие модули памяти и особенно надежный системный блок, содержащий дополнительные вентиляторы и источник питания, предназначенный для работы в экстремальных условиях. Для получения дополнительной информации о модернизации существующих блоков питания и корпусов обратитесь к материалам главы 21, «Блоки питания и корпуса». Одним из условий безопасного разгона является правильное охлаждение системных компонентов, в частности центрального процессора. Увеличение габаритных размеров радиатора процессора и установка дополнительных вентиляторов охлаждения не только не помешает, но во многих случаях и поможет при подобном повышении производительности инфраструктуры. Замечание Один из надежных интерактивных источников, содержащий необходимую информацию относительно разгона процессоров, расположен по адресу: http://www.tomshardware.com. Материалы этого Web-узла включают в себя, помимо различных данных, полный перечень ответов на наиболее часто задаваемые вопросы, а также письма пользователей, рассказывающих об удачных (или неудачных) попытках разгона процессоров. Обратите внимание, что многие из современных процессоров Intel включают в себя фиксированные коэффициенты множителя шины, которые эффективно предотвращают или значительно ограничивают возможность разгона. К сожалению, подобные меры бессильны против непосредственного механического воздействия, что позволяет недобросовестным продавцам реализовать разогнанные и соответствующим образом перемаркированные процессоры. Кэш-Память Процессора рекомендуется заметить, что, несмотря на повышение скорости ядра процессора, быстродействие памяти остается на прежнем уровне. При этом возникает вопрос: как добиться повышения производительности процессора, если память, используемая для передачи данных, работает довольно медленно? Ответ прост: «кэш». Попросту говоря, кэш-память представляет собой быстродействующий буфер памяти, используемый для временного хранения данных, которые могут потребоваться процессору. Это позволяет получать важные данные быстрее, чем при извлечении из оперативной памяти. Одним из дополнительных свойств, отличающих кэш-память от обычного буфера, являются встроенные логические функции. Кэш-память можно по праву назвать разумным буфером. Буфер содержит случайные данные, которые обычно обрабатываются по принципу «первым получен, первым выдан» или «первым получен, последним выдан». Кэш-память, в свою очередь, содержит данные, которые могут потребоваться процессору с определенной степенью вероятности. Это позволяет процессору работать практически с полной скоростью без необходимости ожидания данных, извлекаемых из более медленной one— ративной памяти. Кэш-память реализована в виде микросхем статической оперативной памяти (SRAM), установленных на системной плате или встроенных в процессор. В современных ПК используются два уровня кэш-памяти, получившие название кэшпамяти первого (L1) и второго (L2) уровней. Организация и функционирование кэшпамяти разных уровней рассматривается в следующих разделах. Кэш-память первого уровня Во всех процессорах, начиная с 486-го, имеется встроенный (первого уровня) кэш-контроллер с кэш-памятью объемом 8 Кбайт в процессорах 486DX, а также 32, 64 Кбайт и более в современных моделях. Кэш — это быстродействующая память, предназначенная для временного хранения программного кода и данных. Обращения к встроенной кэш-памяти происходят без состояний ожидания, поскольку ее быстродействие соответствует возможностям процессора, т. е. кэш-память первого уровня (или встроенный кэш) работает на частоте процессора. Использование кэш-памяти сглаживает традиционный недостаток компьютера, состоящий в том, что оперативная память работает более медленно, чем центральный процессор (так называемый эффект «бутылочного горлышка»). Благодаря кэш-памяти процессору не приходится ждать, пока очередная порция программного кода или данных поступит из относительно медленной основной памяти, что приводит к ощутимому повышению производительности. В современных процессорах встроенный кэш играет еще более важную роль, потому что он часто является единственным типом памяти во всей системе, который может работать синхронно с процессором. В большинстве современных процессоров используется множитель тактовой частоты, следовательно, они работают на частоте, в несколько раз превышающей тактовую частоту системной платы, к той они подключены. к примеру, тактовая частота (1,4 ГГц), на той работает процессор Pentium III, в 10,5 раз превышает тактовую частоту системной платы, равную 133 МГц. Поскольку оперативная память подключена к системной плате, она также может работать только на тактовой частоте, не превышающей 133 МГц. В такой системе из всех видов памяти только встроенный кэш может работать на тактовой частоте 1,4 ГГц. Рассмотренный в этом примере процессор Pentium III на 1,4 ГГц имеет встроенный кэш первого уровня общим объемом 32 Кбайт (в двух отдельных блоках по 16 Кбайт) и кэш второго уровня объемом 512 Кбайт, работающий на полной частоте ядра процессора. Если данные, важные процессору, находятся уже во внутренней кэш-памяти, то задержек не возникает. В противном случае центральный процессор должен получать данные из кэш-памяти второго уровня или (в менее сложных системах) из системной шины, т. е. непосредственно из основной памяти. Чтобы понять значение кэш-памяти, необходимо сравнить относительные скорости процессоров и ОЗУ Основная проблема заключается в том, что быстродействие процессора выражается обычно в МГц (в миллионах тактов в секунду), в то время как скорость памяти выражается в наносекундах (т. е. в миллиардных долях секунды). Временные и частотные параметры компонентов сведены в табл. 6.3 главы 6, «Оперативная память». Как рекомендуется из этой таблицы, тактовой частоте процессора 233 МГц соответствует цикл длительностью 4,3 не. Это означает, что для процессора, работающего на частоте 200 МГц, потребуется 4 не памяти. Обратите внимание, что с процессором 233 МГц обычно используется системная плата с тактовой частотой 66 МГц, что соответ— ствует скорости 15 не на цикл. Основная память, скорость той равна 60 не (общий параметр практически для всех систем класса Pentium), приравнивается к тактовой частоте, примерно равной 16 МГц. Таким образом, в типичную систему Pentium 233 входит процессор, работающий на частоте 233 МГц (4,3 не на цикл), системная плата, тактовая частота той 66 МГц (15 не на цикл) и основная память, работающая на частоте 16 МГц (60 не на цикл). Как работает кэш-память первого уровня Для того чтобы разобраться с принципами работы кэш-памяти первого и второго уровней, рассмотрим следующую аналогию. Герой нашей истории (в данном случае — вы), вкушающий различные яства, выступает в роли процессора, который извлекает важные данные из памяти и проводит их обработку. Кухня, на той готовятся ваши любимые блюда, представляет собой основную оперативную память (SIMM/DIMM). Официант является кэш-контроллером, а стол, за которым вы сидите, выступает в качестве кэш-памяти первого уровня. Роль кэш-памяти второго уровня выполняет тележка с заказанными блюдами, неспешно путешествующая между кухней и вашим столом. Роли распределены, пора начинать нашу историю. Ежедневно примерно в одно и то же время вы обедаете в определенном ресторане. Входите в обеденный зал, садитесь за столик и заказываете, к примеру, хот-дог. Для того чтобы сохранить соответствие событий, предположим, что средняя скорость поглощения пищи равна одному биту в четыре секунды (цикл процессора 233 МГц составляет около 4 не). А также определим, что повару (т. е. кухне) для изготовления каждого заказанного блюда потребуется 60 с (значит, скорость основной памяти 60 не). Таким образом, при первом посещении ресторана вы садитесь за столик и заказываете хот-дог, после чего приходится ждать целых 60 секунд, пока приготовят заказанное блюдо. Когда официант наконец-то приносит заказ, вы не спеша, со средней скоростью, принимаетесь за еду. Быстренько доев хот-дог, подзываете к себе официанта и заказываете гамбургер. Пока его готовят, вы снова ждете те же 60 секунд. Принесенный гамбургер съедается с той же скоростью. Подобрав последние крошки, снова зовете официанта и заказываете уже котлеты «по-киевски». После 60-секундного ожидания принесенное блюдо съедается с аналогичной скоростью. После этого вы решаете заказать на десерт, скажем, яблочный пирог. Заказанный пирог вы получаете после ставшего привычным 60-секундного ожидания. Одним словом, обед состоит главным образом из длительных ожиданий, которые перемежаются энергичным поглощением заказываемых блюд. После того как два дня подряд ровно в 18.00 вы приходите в ресторан и заказываете одни и те же блюда в одной и той же последовательности, у официанта появляется дельная мысль: «Сегодня в 18.00 снова появится этот странный посетитель и сделает свой обычный заказ: хот-дог, гамбургер, котлеты «по-киевски» и яблочный пирог на десерт. Почему бы не приготовить эти блюда заранее? Я думаю, он должным образом оценит мои старания». Итак, вы приходите в ресторан, заказываете хот-дог и официант сразу же, без малейшей паузы, ставит перед вами заказанное блюдо. После того как вы разделались с хот-догом и собираетесь заказать очередное блюдо, на столе появляется тарелка с гамбургером. Оставшаяся часть обеда проходит примерно так же. Вы стремительно, со скоростью один бит в четыре секунды, поглощаете пищу, не ожидая, пока заказанное блюдо будет приготовлено на кухне. На сей раз время обеда заполнено исключительно тщательным пережевыванием пищи, и все благодаря смекалке и практичному подходу официанта. Приведенный пример достаточно точно описывает работу кэш-памяти первого уровня в процессоре. Роль кэш-памяти первого уровня в данном случае выполняет поднос, на котором может находиться одно или несколько блюд. При отсутствии официанта пространство подноса представляет собой некий резервный запас (т. е. буфер) продуктов питания. Если буфер заполнен, значит, можно есть до тех пор, пока поднос не опустеет. Обдуманно пополнить его содержимое, к сожалению, некому. Официант представляет собой кэш-контроллер, предпринимающий определенные меры и пытающийся решить, какие же блюда рекомендуется заранее поставить на стол в соответствии с вашими возможными пожеланиями. Подобно настоящему кэш-контроллеру, официант воспользуется своим опытом для того, чтобы определить, какое блюдо будет заказано следующим. Если он определит правильно, значит, не придется долго ждать. Настал день четвертый. Вы появляетесь в ресторане, как обычно, ровно в 18.00 и начинаете с привычного хот-дога. Официант, изучивший к тому времени ваши вкусы, уже приготовил хот-дог, и вы сразу же, не ожидая, приступаете к трапезе. После хот-дога официант приносит вам гамбургер и вместо слов благодарности слышит: «Вообще-то я гамбургер не заказывал. Принесите мне, пожалуйста, отбивную». Официант ошибся в своих предположениях, и вам снова придется ждать целых 60 секунд, пока на кухне не приготовят заказанное блюдо. Подобное событие, т. е. попытка доступа к той части кэшированного файла, которая отсутствует в кэш-памяти, называется промахом кэша (cache miss). Как следствие, возникает пауза, или, если говорить о системе Pentium 233 МГц, при каждом промахе кэша быстродействие инфраструктуры снижается до 16 МГц (т. е. до скорости оперативной памяти). Кэш-память первого уровня большей части процессоров Intel имеет коэффициент совпадения, равный примерно 90%. Это означает, что кэш-память содержит корректные данные 90% времени, а следовательно, процессор работает на полной скорости (в данном случае с частотой 233 МГц) примерно 90%о всего времени. Оставшиеся 10% времени кэш-контроллер обращается к более медленной основной памяти, во время чего процессор находится в состоянии ожидания. Фактически происходит снижение быстродействия инфраструктуры до уровня оперативной памяти, скорость той равна 60 не, или 16 МГц. В нашем примере, быстродействие процессора примерно в 14 раз выше скорости оперативной памяти. С развитием научного прогресса скорость памяти увеличилась с 16 МГц (60 не) до 266 Мгц (3,8 не), в то время как тактовая частота процессоров выросла до 2 ГГц и более. Таким образом, даже в самых современных системах память все еще в 7,5 (или более) раз медленнее процессора. Кэш-память позволяет компенсировать эту разность. Основная особенность кэш-памяти первого уровня состоит в том, что она всегда интегрирована с ядром процессора и работает на той же частоте. Это свойство в сочетании с коэффициентом совпадений, равным 90%>, делает кэш-память важной составляющей эффективности инфраструктуры. Кэш-память второго уровня Для того чтобы уменьшить ощутимое замедление инфраструктуры, возникающее при каждом промахе кэша, задействуется кэш-память второго уровня. Развивая аналогию с рестораном, которая использовалась для объяснения кэш-памяти первого уровня, можно обозначить вторичный кэш как сервировочный столик с «дежур— ными» блюдами, расположение того позволяет официанту принести любое из имеющихся блюд через 15 секунд. В системе класса Pentium (Socket 7) кэш-память второго уровня установлена на системной плате, т. е. работает на тактовой частоте системной платы (66 МГц, или 15 не). Рассмотрим ситуацию, когда вы заказываете блюдо, того нет в числе ранее принесенных. В этом случае, вместо того чтобы отправиться на кухню и через 60 секунд принести приготовленное блюдо, официант в первую очередь проверяет столик с дежурными блюдами. При наличии там заказанного блюда он возвращается уже через 15 секунд. Результат в реальной системе выражается в следующем: вместо снижения быстродействия инфраструктуры с 233 до 16 Мгц и соответственно скорости основной памяти до 60 не происходит извлечение важных данных из кэш-памяти второго уровня, скорость той равна 15 не (66 МГц). Таким образом, быстродействие инфраструктуры изменяется с 233 до 66 Мгц. Более современные процессоры содержат встроенную кэш-память второго уровня, которая работает на той же скорости, что и ядро процессора, причем скорости кэш-памяти первого и второго уровней одинаковы. Если описывать новые микросхемы с помощью аналогий, то в этом случае официант размещает столик с дежурными блюдами рядом с тем столиком, за которым вы сидите. При этом, если заказанного блюда на вашем столе нет (промах кэш-памяти первого уровня), официанту всего лишь необходимо дотянуться к находящемуся рядом столику с дежурными блюдами (кэш-память второго уровня), что потребует гораздо меньше времени, чем 15-секундная прогулка на кухню, как это было в более ранних конструкциях. .
Вся информация собрана из открытых источников. При испльзовании материалов, размещайте ссылку на источник. |
