Увеличить производительность можно не только за счет модернизации системы, но и за счет использования форсированных режимов, характеризующихся повышенными частотами для компьютерных компонентов
Евгений Рудометов,
Виктор Рудометов
>> Часть 2
Оценивая проблемы, с которыми сталкиваются конструкторы материнских плат, необходимо еще раз отметить, что значения частот сигналов, передаваемых между электронными элементами, в ряде случаев достигают сегодня многих сотен мегагерц. Действительно, достаточно вспомнить о частотах шин процессора, оперативной памяти, видеоадаптера.
На высоких частотах каждая микросхема, каждая ее ножка, каждый миллиметр соединяющих эти микросхемы проводников излучают в окружающее пространство радиоволны. В результате образуются высокочастотные помехи и наводки, влияющие на работу близко расположенных элементов. А еще теряется мощность сигналов, их уровни уменьшаются, форма искажается.
Остается отметить, что материнская плата является многослойной, что означает, что проводники расположены в несколько слоев, расположенных в толще платы (рис. 3). И эти проводники влияют друг на друга, осложняя передачу высокочастотных сигналов.
Рис. 3. Взаимное влияние соединительных линий с учетом материала платы
На емкостные и индуктивные параметры влияет еще и состав стеклопластика, из которого состоит материнская плата. А этот состав может иметь некоторые флуктуации (случайные отклонения от среднего значения физических величин), что может оказать дополнительное влияние на прохождение сигналов и параметры цепей материнских плат.
В случае сильных искажений, усиливаемых внешними помехами, компьютерным подсистемам приходится повторять передачу информации,
Это приводит к тому, что посылки приходится повторять. Кроме того, есть еще и проблема синхронизации работы отдельных узлов и подсистем, что порождает задержки. Все это самым негативным образом влияет на общую производительность компьютера. Тем не менее, с умеренным ростом тактовых частот производительность, как правило, увеличивается. Этот рост наблюдается до тех пор, пока возрастающая доля искаженных посылок (и суммарный объем задержек) не остановят этот рост. Кстати, с дальнейшим ростом частот в ряде случаев наблюдается даже снижение производительности.
Однако необходимо отметить, что увеличить разгонный ресурс комплектующих можно за счет увеличения напряжения их питания. К сожалению, увеличение напряжения питания и тактовой частоты увеличивает тепловую мощность.
Для оценки тепловой мощности процессора целесообразно воспользоваться следующей формулой, часто приводимой в документах Intel и хорошо известной специалистам:
где
-
P — тепловая мощность процессора (фактически равна мощности энергопотребления),
-
С — коэффициент, учитывающий потери, в частности, взаимную емкость элементов ядра процессора, зависит от архитектуры ядра,
-
V — напряжение питания ядра,
-
F — тактовая частота.
К слову сказать, в соответствии с физическими законами предельные значения F зависят от напряжения питания: чем больше напряжение питание, тем выше предельная частота, на которой может работать микросхема. То есть предельная частота является функцией от напряжения питания. Именно поэтому в ряде документов той же компании Intel приводится кубическая зависимость теплообразования от напряжения питания.
В следующей части данной статьи — несколько простых, но крайне полезных формул для понимания и применения оверклокинга.
>> Часть 4