Оптимизация параметров элементов компьютерной системы
Разгон компьютера - один из основных способов повышения его производительности. Методы повышения производительности центрального процессора при работе на повышенных параметрах энергопотребления при помощи базового интерфейса ввода-вывода информации.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.05.2017 |
| Размер файла | 914,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Разгон компьютера является одним из известных способов повышения его производительности.
В работе дан план эксперимента для определения оптимальных параметров разгона, при которых система на базе процессора Intel увеличивает производительность без потери работоспособности и стабильности функционирования.
Приведены технические характеристики модулей системы, вовлеченных в эксперимент, дополнительное программное обеспечение для считывания показаний датчиков и характеристик модулей и системы в целом.
Настоящая работа посвящена описанию эксперимента и анализу его результатов.
В начале эксперимента определены базовые характеристики модулей в штатном режиме (таблица 1).
Таблица 1 - Характеристики модулей
|
Наименование модуля |
Напряжение, В |
Частота, МГц |
|
|
Центральный процессор |
1.4 |
2930 |
|
|
Оперативная память |
1.8 |
267.6 |
|
|
Шина FSB |
1.2 |
133 |
|
|
Чипсет |
1.5 |
При нагрузке системы 100% температура материнской платы (motherboard) составляет 50°С, а температура центрального процессора (CPU) 60°С.
Изменение параметров модулей в эксперименте выполнено посредством базового интерфейса ввода - вывода информации (BIOS). На рисунке 1 показана основная вкладка управления используемыми модулями (Jumper free configuration).
Рисунок 1 - BIOS
Доступно управление (рисунок 2) частотой ЦП, ОЗУ, шины PCI, производительностью системы охлаждения, напряжением ОЗУ, чипсета, ЦП, шины FSB.
компьютер процессор энергопотребление интерфейс
Рисунок 2 - JumperFree Configuration
Изменение параметров начато с варьирования напряжения второстепенных модулей (шина FSB и чипсет), так как они не будут перегреваться, а для корректной работы при "разгоне" необходим запас питания модуля.
Повышенное энергопотребление для шины FSB установлено во вкладке - FSB Termination Voltage (рисунок 3).
Рисунок 3 - Напряжение шины FSB
Уставка напряжения для указанного модуля равна 1.40В (базовое значение 1.20 В). Изменение напряжение для чипсета проведено во вкладке - Chipset Core Voltage (рисунок 4).
Рисунок 4 - Напряжение чипсета
Значение напряжения для указанного модуля установлено на уровне 1.60В (базовое значение 1.50В)
Далее выполнена проверка работоспособности системы, измерены температуры ЦП и материнской платы в новых режимах программ CPU-Z и AIDA64 Extreme Edition (таблица 2).
Таблица 2 - Результаты испытаний
|
Модуль |
Нагрузка системы, % |
Время испытания, мин |
Температура, °С |
|
|
Материнская плата |
100 |
30-40 |
52 |
|
|
ЦП |
100 |
30-40 |
60 |
Зафиксировано повышение температуры материнской платы на 2°С. Следующий шаг заключался в повышении напряжения ОЗУ (рисунок 5).
Рисунок 5 - Напряжение ОЗУ
Установленное значение 2.0 В. Таким образом вся система кроме центрального процессора работает стабильно при повышенных параметрах энергопотребления. Далее была проведена работа с центральным процессором.
Изменять характеристики центрального процессора следовало так, чтобы не вывести систему из строя. Поэтому все измененные ранее параметры были приведены к первоначальным значениям. После чего последовательно, начиная со стандартной величины в 1.4 В, проведены испытания ЦП с шагом 0.05 В. Отметим, что диапазон напряжения ЦП достаточно широк . от 1.3 до 1.7 В (рисунок 6), причем, диапазон опытного ЦП от 1.25 до 1.4 В. Значит напряжение свыше 1.55 - 1.6 В фатальное и даже, если модуль будет работать, запас его прочности сильно снизится.
Рисунок 6 - Доступный диапазон напряжения ЦП
Результаты испытания даны в таблице 3.
Таблица 3 - Испытания ЦП
|
Напряжение, В |
Температура, °С |
Предупреждение BIOS |
||
|
Нагрузка 15% |
Нагрузка 100% |
|||
|
1.4 |
40 |
нет |
||
|
1.45 |
55 |
нет |
||
|
1.5 |
60 |
нет |
||
|
1.55 |
50 |
62 |
нет |
|
|
1.6 |
52 |
65 |
да |
|
|
1.65 |
54 |
69 |
да |
Как и предполагалось, после значения в 1.6 вольт, BIOS стал предупреждать об опасности повреждения модуля. При напряжении 1.55 В, когда нагрузка составляла 15%, температура 50°С достаточно высокая. Поэтому в дальнейшем было принято напряжение ЦП, равное 1.5 В.
Далее, не изменяя установленных ранее параметров модулей и продолжая эксперимент подобным образом, определили частоту центрального процессора (рисунок 7), при которой модуль работает стабильно.
Рисунок 7 - Параметр частоты ЦП.
Результаты испытаний сведены в таблицу 4.
Таблица 4 - Результаты испытаний
|
Частота, Шины BS, МГц |
Величина множителя частоты ЦП |
Частота, процессора, ГГц |
Температура ЦП в режиме простоя, °С |
Температура ЦП в режиме 100% нагрузки, °С |
|
|
133 |
22 |
2.93 |
51 |
60 ° |
|
|
138 |
22 |
3.04 |
51 ° |
62 ° |
|
|
143 |
22 |
3.15 |
51 ° |
62 ° |
|
|
148 |
22 |
3.26 |
51 ° |
62 ° |
|
|
153 |
22 |
3.37 |
52 ° |
63 ° |
|
|
158 |
22 |
3.48 |
54 ° |
65 ° |
|
|
163 |
22 |
3.6 |
56 ° |
71 ° |
|
|
168 |
22 |
3.7 |
61 ° |
74 ° |
Оптимальное значение частоты BS равно148 МГц, потому что температура ЦП не выходит за рамки технических характеристик процессора. Однако, при этом прирост производительности невелик около 10% - 12%.
Все выполненные манипуляции имели место в пределах стандартных характеристик модулей, то есть в "рамках дозволенного", а значит, не использовали заложенный запас прочности и потенциал всей системы.
Поэтому дальнейшие испытания для установления соотношения частоты ОЗУ к шине BIOS были выполнены при экстремальный разгоне в условиях воздушного охлаждения при BS равном 163 МГц.
Результаты даны в таблице 5.
Таблица 5 - Испытания при разных режимах
|
Наименование модуля |
Напряжение, В |
Частота, МГц |
|
|
BS = 148 МГц |
|||
|
Центральный процессор |
1.5 |
3250 |
|
|
Оперативная память |
2 |
296.6 |
|
|
Шина FSB |
1.4 |
148 |
|
|
Чипсет |
1.6 |
||
|
BS = 163 МГц |
|||
|
Центральный процессор |
1.5 |
3600 |
|
|
Оперативная память |
2 |
326.6 |
|
|
Шина FSB |
1.4 |
163 |
|
|
Чипсет |
1.6 |
В эксперименте выполнен анализ стабильности работы модулей системы.
Данные для ОЗУ представлены в таблице 6.
Таблица 6 - Характеристики ОЗУ до и после эксперимента
|
BS, МГц |
Частота, МГц |
Тайминг, нс |
Напряжение, В |
|
|
133 |
267.6 |
12 |
1.8 |
|
|
148 |
296.6 |
15 |
2 |
|
|
163 |
326.6 |
15 |
2 |
Изменение характеристик оперативной памяти отражено на рисунке 8.
Рисунок 8 - Состояние шины ОЗУ
Характеристики ЦП даны в таблице 7.
Таблица 7 - Спецификации ЦП до и после эксперимента
|
BS, МГц |
Частота ГГц |
Напряжение, В |
Задержка чтения из кэша, нс |
температура ЦП- при нагрузке 100%,°С |
||
|
1 го уровня |
2 го уровня |
|||||
|
133 |
2.95 |
1.4 |
3.7 |
8.8 |
60 |
|
|
148 |
3.25 |
1.5 |
1.2 |
8.1 |
62 |
|
|
163 |
3.6 |
1.5 |
1.1 |
7.4 |
71 |
На рисунках 9 - 11 построены диаграммы частот и задержек ЦП.
Рисунок 9 - Диаграмма частоты ЦП
Рисунок 10 - Задержка чтения/записи данных из кэша первого уровня
Рисунок 11 - Задержка чтения/записи данных из кэша второго уровня
Следует отметить, что в результате изменения характеристик ЦП существенно повысилась температура как самого процессора, так и других модулей, а именно: при нагрузке системы 100% для базовой величины (BS = 133 МГц) температура ЦП составила 60°С, при BS = 148 163 МГц - соответственно 62°С и 71 °С. Однако, эти температуры приемлемы и при должном охлаждении система будет работать стабильно. Значительно сократилась задержка чтения/записи данных из кэша первого и второго уровней, что весьма существенно для процессора данной модели, в связи с тем, что кэш третьего уровня у него отсутствует, а кэш второго уровня составляет лишь 1 Мб.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение основных структурных элементов компьютера - электронного устройства, которое выполняет операции ввода информации, хранения и ее обработки по определенной программе. Функции центрального процессора, запоминающего устройства, носителей информации.
реферат [15,9 K], добавлен 18.01.2012Принципиальная схема устройства современного персонального компьютера. Краткая характеристика основных составляющих ПК: процессора, модулей оперативной (внутренней) и долговременной (внешней) памяти, устройств ввода и вывода информации для пользователя.
презентация [100,7 K], добавлен 07.06.2015Определение архитектуры реляционных СУБД. Рассмотрение кластеризации как основного способа минимизации числа дисковых операций ввода-вывода данных. Применение индексов для повышения производительности SQL-запросов. Процесс кэширования в базах данных.
курсовая работа [61,1 K], добавлен 15.07.2012Модели производительности и эффективности затрат с учетом индивидуальных данных. Чувствительность системы обработки сообщений к изменению параметров М, Р, Т. Зависимость межпроцессорных накладных расходов и быстродействия процессора от параметров системы.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 08.07.2012Использование программой функции ввода-вывода данных для реализации дружественного интерфейса с пользователем. Функции консоли и особенности их применения для обеспечения аккуратного ввода информации и упорядоченного вывода. Обзор стандартных функций.
лабораторная работа [40,4 K], добавлен 06.07.2009Главная задача компьютерной системы. Виртуальные адресные пространства нескольких программ. Классификация методов распределения памяти. Зависимость загрузки процессора от числа задач и интенсивности ввода-вывода. Схема функционирования кэш-памяти.
презентация [2,2 M], добавлен 14.11.2012Базовая система ввода-вывода информации. Базовые функции интерфейса и настройки оборудования. Основные понятия и функционирование BIOS. Сведения о системной BIOS компьютера. Затенение ROM-памяти. Самотестирование процессора, модулей оперативной памяти.
реферат [21,7 K], добавлен 12.12.2011Сферы применения персонального компьютера (ПК). Основные блоки ПК, способы компьютерной обработки информации. Устройства ввода и вывода, хранения информации: системный блок, клавиатура, монитор, мышь, сканер, дигитайзер, принтер, дисковый накопитель.
презентация [278,6 K], добавлен 25.02.2011История создания компьютеров, их разновидности и применение в разных сферах деятельности человека. Назначение основных элементов компьютера: монитора, системного блока, клавиатуры, мыши, устройств ввода и вывода информации. Вред и польза компьютера.
реферат [21,5 K], добавлен 04.05.2013Разработка программы на языке Ассемблер для определения типа центрального процессора и его производительности. Основные этапы определения любого существующего Intel-совместимого процессора. Тактовая частота процессора, алгоритм и листинг программы.
курсовая работа [47,6 K], добавлен 26.07.2014Распараллеливание операций, кэширование памяти и расширение системы команд как способы совершенствования архитектуры и роста производительности компьютеров. Внутренняя структура конвейера центрального процессора Pentium i486. Корпус и колодки ЦП Intel.
презентация [281,2 K], добавлен 27.08.2013Блок-схема, отражающая основные функциональные компоненты компьютерной системы в их взаимосвязи. Устройства ввода-вывода информации. Определение объема оперативной памяти. Применение карт памяти и flash-дисков для долговременного хранения информации.
презентация [5,3 M], добавлен 28.01.2015Обработка информации компьютерами. Средства преобразования информации в цифровую форму и обратно. Основные устройства компьютера: системный блок, жесткий диск, материнская плата. Устройства ввода и вывода информации: клавиатура и манипулятор мышь.
курсовая работа [18,4 K], добавлен 25.11.2010Структурная схема компьютера. Основные характеристики процессора - устройства, предназначенного для обработки информации и управления процессом обработки. Способы хранения информации. Описание, назначение и принципы работы устройств ввода и вывода данных.
презентация [862,1 K], добавлен 20.07.2011Компоновку компьютерной системы целесообразно начинать с выбора чипсета. Выбор процессора производится исходя из максимальной производительности устройства за минимальные средства. Оперативная память выбирается согласно характеристикам материнской платы.
реферат [1,0 M], добавлен 08.01.2009Память персонального компьютера, основные понятия. Характеристика внутренней и внешней памяти компьютера. Логическое отображение и размещение. Классификация компьютерной памяти по назначению, по удаленности и доступности для центрального процессора.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 27.11.2010Программные модули основной BIOS (базовой системы ввода-вывода). Программа тестирования при включении питания компьютера. Реализация системы BIOS в виде одной микросхемы, установленной на материнской плате компьютера. Типы, версии и функции системы BIOS.
реферат [190,6 K], добавлен 19.08.2010Концептуальное проектирование информационной системы "Спортивные организации города". Анализ информационных потоков и определение требований к функциям проектируемой системы. Разработка основных элементов интерфейса, алгоритмов ввода и вывода информации.
курсовая работа [999,2 K], добавлен 06.01.2014Принцип работы процессора, способы его охлаждения, кодовые названия. Шины процессора, разрядность и кэш–память. Технологии расширения и поток команд процессора. Процессорные вентиляторы и их характеристика. Алгоритм и способы разгона процессора.
реферат [38,0 K], добавлен 21.02.2009Принципы программного управления компьютером. Модульная и функциональная организация, аппаратная реализация электронно-вычислительной машины. Назначение устройств ввода и вывода информации. Функции процессора; устройства внутренней и внешней памяти.
презентация [2,2 M], добавлен 27.11.2013
