На что влияет частота шины процессора. Достаточная скорость шины материнской платы. Ускоренный графический порт

На протяжении развития всего рода человеческого, нашими неотъемлемыми спутниками были камни. Топоры, наконечники стрел… пирамиды в конце-концов! Один кремний чего стоит - ведь именно благодаря ему мы раздобыли огонь. Пускай не так давно, но уже во имя развития компьютерной индустрии в "бронзовом" веке люди решили терзать свои "камни" опять. С чего все началось, мы даже думать боимся. То ли еще с древних Z80, то ли поздней, на серии 286/386 процессоров, в какой то момент некая группа народа открыла для себя новое увлекательное занятие, вернее, стала основателем нового направления - оверклокинг . Слово, собственно говоря, не наше, с английского переводится как "раскрутка". У нас определение приняло немного иной вид - разгон , то есть повышение производительности. О том, что это такое и как оно происходит, мы поведаем в данной статье.

С чего началось

В те славные годы, когда цены на компьютерные комплектующие буквально зашкаливали, процессоры поддавались разгону не так-то просто. Если сейчас разогнать компьютер не составляет практически никакого труда - наличие клавиатуры и соответствующего программного обеспечения позволяют сделать это буквально за несколько минут, - то тогда повышение тактовой частоты происходило с применением паяльника, перестановки джамперов и замыканием ножек у процессоров. То есть в то время разгон был доступен только избранным - смелым, самоотверженным и опытным технарям.

Но разгону поддавались не только процессоры. Следующими стали видеокарты и оперативная память, а совсем недавно энтузиасты добились повышения производительности оптической мыши.

Зачем это надо?

А, собственно, ради чего мы собрались что-то делать? Давайте сложим все плюсы и минусы, дабы понять, а так ли оно нам надо? К плюсам можно отнести следующие пункты:

• Повышенная производительность еще никогда и ни кому не мешала. Её возрастающее количество точно предсказать нельзя, все зависит от используемых комплектующих. Например, прирост от разгона процессора при мощной видеокарте почти всегда повышает скорость в 3D-приложениях. Хотя, даже не ставя целью повышение производительности в играх, продуктивность компьютера в целом будет распространяться на архивирование, перекодировку, редактирование видео/звука, арифметические вычисления и другие полезные операции. А вот от "тюнинга" памяти выигрыш, скорее всего, будет не такой большой, как от разгона процессора или видеокарты.
• Многие понятия, с которыми вы познакомитесь в процессе оверклокинга, дадут бесценный опыт.

А вот и другая сторона медали:

• Есть риск погубить аппаратуру. Хотя это зависит от ваших рук, качества используемых комплектующих и, наконец, умения во время остановиться.
• Сокращение срока работы разгоняемых комплектующих. Тут, увы, ничего не поделаешь: при повышенном напряжении и весьма неслабой частоте вкупе с плохим охлаждением можно сократить срок службы "железа" раза в два. Многим это может показаться неприемлемым, но есть одна деталь: в среднем, срок работы современного процессора составляет от десяти лет. Много это или мало, каждый решает для себя сам. Мы лишь напоминаем о том, что по состоянию на сегодняшний день прогресс достиг такой скорости развития, что процессор, выпущенный два-три года назад, считается уже непозволительно устаревшим. Чего уж говорить про пять…

Основные понятия

Спроектировав процессор, производитель создаёт целую серию (линейку) с различными его характеристиками, причём зачастую на основе одного единственного процессора. Почему, вы мне скажите, на двух одинаковых процессорах различаются частоты? Неужели вы думаете, что компания, их выпускающая, умудряется программировать каждый процессор на определенную частоту? Разумеется, есть иной способ. Частота младших процессоров линейки без проблем может достигать даже старших, более того, иногда превышая его. Но со всех сторон подстерегают скрытые проблемы, одна из которых - вопрос удачного подбора "камня"... однако это уже другая история, о которой мы расскажем в следующий раз. Потому как для дальнейшего изучения материала необходимо ознакомиться со всем терминами, которые так или иначе будут фигурировать в тексте.

BIOS (Basic Input-Output System) - Элементарная система ввода/вывода. По сути, является посредником между аппаратной и программной средами компьютера. А конкретней, она представляет собой небольшую конфигурационную программу, содержащую настройки для всего "железного" содержимого вашего компьютера. В настройки можно вносить свои изменения: например, изменять частоту процессора. Сам BIOS располагается на отдельном чипе с флэш-памятью непосредственно в материнской плате.

FSB (Front Side Bus) - Системная или процессорная шина - это основной канал обеспечения связи процессора с остальными устройствами в системе. Системная шина также является основой для формирования частоты других шин передачи данных компьютера, вроде AGP, PCI, PCI-E, Serial-ATA, а также оперативной памяти. Именно она служит основным инструментом в повышении частоты CPU (процессора). Умножение частоты процессорной шины на процессорный множитель (CPU Multiplier) и обеспечивает частоту процессора.

Начиная с Pentium 4 , корпорация Intel стала применять технологию QPB (Quad Pumped Bus) - она же QDR (Quad Data Rate) - суть которой состоит в передаче четырех 64-разрядных блоков данных за такт работы процессора, т.е. с реальной частотой, например, в 200Mhz мы получаем 800Mhz эффективной.

В тоже время у некогда конкурирующих AMD Athlon передача идёт по обоим фронтам сигнала, в результате эффективная скорость передачи в два раза выше, чем реальная частота, 166Mhz у Athlon XP дает 333 эффективных мегагерц.

Приблизительно так же обстоят дела в линейке процессоров от AMD - K8, (Opteron, Athlon 64, Sempron(S754/939/AM2)): шина FSB получила продолжение, теперь она является лишь опорной частотой (тактовый генератор - HTT), умножив на которую специальный множитель мы получим эффективную частоту обмена данными между процессором и внешними устройствами. Технология получила название Hyper Transport - HT и представляет собой особые высокоскоростные последовательные каналы с частотой синхронизации 1 ГГц при "удвоенной" скорости передачи (DDR), состоящих из двух однонаправленных шин шириной 16 бит. Максимальная скорость передачи данных составляет 4 Гбит/с. Также от тактового генератора формируется частота процессора, AGP, PCI, PCI-E, Serial-ATA. Частота памяти получается от частоты процессора, благодаря понижающему коэффициенту.

Джампер представляет собой некий "замыкатель" контактов, собранный в миниатюрном корпусе. В зависимости от того, какие именно контакты на плате замкнуты (или какие не замкнуты), система определяет собственные параметры.

Процессор

Процессорный множитель (Frequency Ratio/Multiplier) позволяет добиться необходимой нам итоговой частоты процессора, оставляя при этом частоту системной шины неизменной. В настоящий момент во всех процессорах Intel и AMD (кроме Athlon 64 FX, Intel Pentium XE и Core 2 Xtreme) множитель является заблокированным, по крайне мере в сторону увеличения.

Процессорный кэш (cache) - небольшое количество очень быстрой памяти, встроенной непосредственно в процессор. Кэш оказывает значительное влияние на скорость обработки информации, так как хранит в себе данные, выполняющиеся в данный момент, и даже те, которые могут понадобиться в ближайшее время (руководит этим в процессоре блок предвыборки данных). Кэш бывает двух уровней и обозначается следующим образом:

L1 - кэш первого уровня, наиболее быстрый и менее емкий из всех уровней, непосредственно "общается" с процессорным ядром и чаще всего имеет разделенную структуру: одну половину под данные (L1D ), вторую - инструкции (L1I ). Типичный объем для AMD S462 (A) и S754/939/940 процессоров составляет 128Kb, Intel S478\LGA775 - 16Kb.

L2 - кэш второго уровня, в котором находятся данные, вытесненные из кэша первого уровня, является менее быстрым, но более емким. Типичные значения: 256, 512, 1024 и 2048Kb.

L3 - в настольных процессорах применялся впервые в процессоре Intel Pentium 4 Extreme Edition (Gallatin) и имел емкость в 2048Kb. Также уже довольно давно нашел себе место в серверных CPU, а вскоре должен появится в новом поколении процессоров AMD K10.

Ядро - кремниевый чип, кристалл, состоящий из нескольких десятков миллионов транзисторов. Он, собственно, и является процессором - занимается выполнением инструкций и обработкой поступающих к нему данных.

Процессорный степпинг - новая версия, поколение процессора с измененными характеристиками. Судя по статистике, чем больше степпинг, тем лучше разгоняется процессор, хотя и не всегда.

Наборы инструкций - MMX, 3DNow!, SSE, SSE2, SSE3 и т.д. Начиная с 1997 года, с внедрением кампанией Intel первой в истории процессоростроения инструкции MMX (MultiMedia eXtensions), оверклокеры получили еще один способ увеличения производительности. Эти инструкции являются ничем иным как концепцией SIMD (Single Instruction Many Data - "одна команда - много данных") и позволяют ни много ни мало обработку нескольких элементов данных посредством одной инструкции. Сами по себе они, разумеется, не повысят скорость обработки информации, но с поддержкой этих инструкций программами определённый прирост отмечается.

Техпроцесс (технология изготовления) - наряду с различными оптимизациями, проводимыми с каждым новым степпингом, уменьшение техпроцесса является наиболее действенным способом по преодолению границы разгона процессора. Обозначается странным буквосочетанием "мкм", "нм". Пример: 0.13\0.09\0.065мкм или 130\90\65нм.

Socket (Сокет) - Тип разъема процессора для установки процессора в материнскую плату. Например, S462\478\479\604\754\775\939\940\AM2 и т.п.

Иногда кампании-производители наряду с числовым наименованием используют буквенные, так например S775 - он же Socket T, S462 - Socket A. Такая видимая путаница может немного дезориентировать начинающего пользователя. Будьте внимательны.

Память

SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) - система синхронизации динамической памяти с произвольным доступом. К данному типу относится вся оперативная память, применяемая в современных настольных компьютерах.

DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) - Усовершенствованный тип SDR SDRAM с удвоенным количеством данных передаваемых за такт.

DDR2 SDRAM - дальнейшее развитие DDR, позволяющее достичь вдвое большую частоту внешней шины данных по сравнению с частотой микросхем DDR при равной внутренней частоте функционирования оных. Вся управляющая логика ввода/вывода работает на частоте, в два раза меньшей скорости передачи, то есть эффективная частота в два раза выше реальной. Производится по более тонкому 90-нм техпроцессу и наряду со сниженным номинальным напряжением до 1.8V (с 2.5V у DDR) потребляет меньше энергии.

Реальная и эффективная частота памяти - с появлением DDR и DDR2 памяти в нашу жизнь вошло такое понятие как реальная частота - это частота, на которой работают данные модули. Эффективная же частота - это та, на которой память работает по спецификациям стандартов DDR, DDR2 и других. То есть с удвоенным количеством передаваемых данных за такт. Для примера: при реальной частоте DDR 200Mhz эффективная составляет 400Mhz. Поэтому в обозначениях она чаще всего значится как DDR400. Данный фокус можно рассматривать не более чем маркетинговый ход. Таким образом, нам дают понять, что, раз данных за такт передается в два раза больше, значит, и скорость в два раза выше… что далеко не так. Но для нас это не столь важно, не стоит углубляться в дебри маркетинга.

Обозначение памяти по теоретической пропускной способности - покупая память наряду с привычными обозначениями вроде DDR 400 или DDR2 800, в нашем случае можно увидеть такие наименования как PC-3200 и PC2-6400. Все это ничто иное, как обозначение одной и той же памяти (DDR 400 и DDR2 800 соответственно), но только в теоретической пропускной способности, указываемой в Mb\s. Очередной маркетинговый ход.

Обозначение памяти по времени доступа - время, в течение которого происходит считывание информации из ячейки памяти. Обозначается в "ns" (наносекунды). Для того чтобы перевести эти значения в частоту, следует разделить 1000 на количество этих самых наносекунд. Таким образом, можно получить реальную частоту работы ОЗУ.

Тайминги - задержки, возникающие при операциях с содержимым ячеек памяти, приведенные далее. Это отнюдь не все их количество, а только самые основные:

• CAS# Latency (tCL) - период между командой чтения и началом передачи данных.
• tRAS (ACTIVE to PRECHARGE command) - минимальное время между командой активации и командой закрытия одного банка памяти.
• tRCD (ACTIVE to READ or WRITE delay) - минимальное время между командой активации и командой чтения/записи.
• tRP (PRECHARGE command period) - минимальное время между командой закрытия и повторной активации одного банка памяти.
• Command rate (Command Rate: 1T/2T) - задержки командного интерфейса, происходящие из-за большого количества физических банков памяти. Ручной настройке поддается пока только на не Intel чипсетах.
• SPD (Serial Presence Detect) - чип, находящийся на модуле оперативной памяти. Содержит в себе информацию о частоте, таймингах, а также производителе и дате изготовления данного модуля.

Теория

Каким именно образом мы будем превышать номинальную частоту процессора, вы уже догадались, верно? Все просто как бублик: у нас есть системная шина (aka FSB или тактовый генератор - для AMD K8) и процессорный множитель (он же коэффициент умножения). Элементарно меняем числовые значения одного из них и на выходе получаем требуемую частоту.

Для примера: мы имеем некий процессор со стандартной частотой в 2200MHz. Начинаем думать, а почему же это производитель так пожадничал, когда в этой же линейке с таким же ядром есть модели с 2600MHz и выше? Нужно это дело поправить! Существует два способа: изменить частоту процессорной шины или изменить процессорный множитель. Но для начала, если вы не имеете даже начальных знаний в компьютерной технике и не в состоянии по одному только названию процессора определить стандартную для него частоту FSB или его множитель, советую применить более надёжный метод. Специально для этого существуют программы, позволяющие получить исчерпываемую информацию по своему процессору. CPU-Z в своём сегменте является лидером, однако есть и другие. Можно с таким же успехом использовать SiSoftware.Sandra, RightMark CPU Clock Utility. Воспользовавшись полученными программами, мы можем легко вычислить частоту FSB и множитель процессора (а заодно еще кучу ранее неизвестной, но чертовски полезной информации).

Возьмем, к примеру, процессор Intel Pentium 2.66GHz (20x133MHz) на ядре Northwood.

После нехитрых операций в виде поднятия частоты FSB, мы получаем 3420MHz.

Вот оно как! Мы уже видим, как в ваших умах закопошились извилины, умножающие немыслимые числа на чудовищные коэффициенты… не так быстро друзья! Да, вы все отлично поняли: для разгона нам понадобится либо увеличение множителя, либо частоты системной шины (а лучше всего сразу, и, главное, побольше - прим. скрытой внутренней жадности). Но не все так просто в нашей жизни, палок в колесах хватает, поэтому давайте прежде, чем приступать, ознакомимся с ними.

Вам уже известно, что большинство присутствующих на рынке процессоров имеют заблокированный множитель… ну, по крайней мере, в ту сторону, куда бы нам хотелось - в сторону увеличения. Такая возможность есть только у счастливых обладателей AMD Athlon 64 FX и некоторых моделей Pentium XE. (Варианты с раритетными Athlon XP, выпущенными до 2003 года, не рассматриваются). Данные модели практически без проблем (возней с памятью и недостаточным запасом частоты FSB у материнской платы) могут гнать свои и так уже "неслабочастотные" "камни". Разблокированный множитель в этой серии процессоров есть ничто иное, как подарок пользователям, отдавшим весьма немалые деньги. Всем остальным, кто не в состоянии тратить 1000$ на процессор, следует идти (нет, отнюдь не лесом) просто другим путем…

Повышение частоты FSB или тактового генератора. Да, это и есть наш спаситель, который практически в 90% случаев является основным инструментом для разгона. В зависимости от того, насколько давно вы приобрели свой процессор или материнскую плату, будет разниться ваша стандартная частота FSB.

Начиная с первых Athlon у AMD и Intel Pentium на S478, стандартом была 100MHz системная шина. Далее "Атлоны" перешли сначала на 133, затем 166 и в конце концов закончили свою жизнь на 200Mhz шине. Intel тоже не спала и постепенно увеличивала частоты: 133, затем сразу 200, теперь уже 266, и даже 333MHz (1333Mhz в пересчете QDR).

То есть, имея современную материнскую плату с хорошим потенциалом к увеличению частоты тактового генератора (собственно этот кварц, управляющий частотой FSB, также может обозначаться как PLL), все становится предельно просто - это увеличение самой частоты. До каких пределов и как собственно ее изменять, мы поговорим чуть позже.

Надеемся, вы не забыли что такое FSB? Нет, имеются ввиду не мегагерцы, на которых она работает, а непосредственное значение. FSB - это системная шина, связывающая процессор с другими устройствами в системе. Но в тоже время она является основой для формирования частоты других шин, таких как AGP, PCI, S-ATA ,а также оперативной памяти. И что же это значит? А значит это то, что при повышении оной мы будем автоматически повышать частоты AGP, PCI, S-ATA и "оперативки". И если повышение последней в разумных пределах только нам на руку (в настоящее время исключительно материнские платы на основе чипсета NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition умеют разгонять процессор независимо от памяти), то вот S-ATA, PCI и AGP с PCI-E нам разгонять совершенно не нужно. Дело в том, что они довольно-таки чутко воспринимают подобные эксперименты и отвечают нам весьма неприятными последствиями. Номиналы данных шин составляют: PCI - 33.3Mhz, AGP - 66.6Mhz, SATA и PCI-E - 100Mhz. И значительно превышать их крайне не рекомендуется. Нестабильная работа того же S-ATA может привести к потере данных с вашего S-ATA диска!

То есть, это очень значительное ограничение… было. А дело вот в чем: смекнув о пользе такого просчета, некоторые производители чипсетов решили данную проблемку устранить самостоятельно. Началось все с того, что начали применяться специальные делители, автоматически переключающие шины PCI и AGP на номинал при 100, 133, 166…MHz. (и возникали такие интересные ситуации, при которых процессор был стабилен при 166Mhz, изначально работавший на 133, а вот на 165 - ни в какую!), теперь вы понимаете, почему. Но не всех этот урок научил. Далеко за примерами идти не нужно: выпущенный вначале эры Athlon 64 чипсет VIA K8T800. Имея весьма неплохую функциональность и цену, он банально не умеет фиксировать частоты PCI\AGP\S-ATA при повышении HTT. То есть, больше чем 220-230Mhz прироста по тактовому генератору вы не получите. Вот так, грустно господа. Будьте бдительны, не попадитесь на подобный чипсет (хотя он и староват уже малость).

Таким образом, мы ставим точку на этом разделе статьи и переходим к следующему. Немного рассмотрели теоретическую часть, плюс немного нюансов, которые могут попасться на вашем пути. Пора, что ли, приступать уже к делу. Заодно разбираясь по ходу, какие еще палки из колес предстоит вынимать.

Продолжение следует…

Скорость шины системной платы не влияет на скорость установленного процессора. В компьютере, материнская плата и процессор - это две отдельные составляющие. Тем не менее, пользовательский опыт измерений заключается в том, насколько хорошо они работают вместе.

Процессор

Основной процессор компьютера, имеет определенную скорость. На некоторых компьютерах скорость процессора может быть изменена через настройки BIOS материнской платы. Ошибки совместимости оборудования в сторону скорости процессора не меняются из-за любой другой части компьютера. Но процессор является самой быстрой частью компьютера и часто другое оборудование не может за ним угнаться. Процессор обрабатывает всю вычислительную работу компьютера за пределами крупной графической работы которая выполняется с помощью GPU.

Шина материнской платы

Шина материнской платы - это часть устройства, которая передает данные между деталями компьютера. Термин «скорость шины» относится к тому, как быстро системная шина может перемещать данные с одного компонента компьютера к другому. Чем быстрее шина, тем больше данных она может передвигать в течение определенного количества времени. К системной «шине» подключается процессор для компьютера через «северный мост», который организует обмен данными между оперативной памятью компьютера и процессором. Это самая быстрая часть шины материнской платы и обрабатывает наиболее жизненно важную нагрузку компьютера.

Михаил Тычков aka Hard

Доброго времени суток.

Если процессор – это сердце персонального компьютера, то шины – это артерии и вены по которым текут
электрические сигналы. Строго говоря, это каналы связи, применяемые для организации взаимодействия между устройствами
компьютера. Кстати, если Вы думаете, что те разъемы, куда вставляются платы расширения и есть шины, то Вы жестоко
ошибаетесь. Это интерфейсы (слоты, разъемы), с их помощью осуществляется подключение к шинам, которых, зачастую, вообще
не видно на материнских платах.

Существует три основных показателя работы шины. Это тактовая частота, разрядность и скорость передачи
данных. Начнем по порядку.

Тактовая частота

Работа любого цифрового компьютера зависит от тактовой частоты, которую определяет
кварцевый резонатор. Он представляет собой оловянный контейнер в который помещен кристалл кварца. Под воздействием
электрического напряжения в кристалле возникают колебания электрического тока. Вот эта самая частота колебания и
называется тактовой частотой. Все изменения логических сигналов в любой микросхеме компьютера происходят через
определенные интервалы, которые называются тактами. Отсюда сделаем вывод, что наименьшей единицей измерения времени для
большинства логических устройств компьютера есть такт или еще по другому – период тактовой частоты. Проще говоря – на
каждую операцию требуется минимум один такт (хотя некоторые современные устройства успевают выполнить несколько операций
за один такт). Тактовая частота, применительно к персональным компьютерам, измеряется в МГц, где Герц – это одно колебание
в секунду, соответственно 1 МГц – миллион колебаний в секунду. Теоретически, если системная шина Вашего компьютера
работает на частоте в 100 МГц, то значит она может выполнять до 100 000 000 операций в секунду. К слову сказать,
совсем не обязательно, что бы каждый компонент системы обязательно что-либо выполнял с каждым тактом. Существуют так
называемые пустые такты (циклы ожидания), когда устройство находится в процессе ожидания ответа от какого либо другого
устройства. Так, например, организована работа оперативной памяти и процессора (СPU), тактовая частота которого значительно
выше тактовой частоты ОЗУ.

Разрядность

Шина состоит из нескольких каналов для передачи электрических сигналов. Если говорят,
что шина тридцатидвухразрядная, то это означает, что она способна передавать электрические сигналы по тридцати двум каналам
одновременно. Здесь есть одна фишка. Дело в том, что шина любой заявленной разрядности (8, 16, 32, 64) имеет, на самом
деле, большее количество каналов. То есть, если взять ту же тридцатидвухразрядную шину, то для передачи собственно данных
выделено 32 канала, а дополнительные каналы предназначены для передачи специфической информации.

Скорость передачи данных

Название этого параметра говорит само за себя. Он высчитывается по формуле:

тактовая частота * разрядность = скорость передачи данных

Сделаем расчет скорости передачи данных для 64 разрядной системной шины, работающей на тактовой частоте
в 100 МГц.

100 * 64 = 6400 Мбит/сек

6400 / 8 = 800 Мбайт/сек

Но полученное число не является реальным. В жизни на шины влияет куча всевозможных факторов:
неэффективная проводимость материалов, помехи, недостатки конструкции и сборки а также многое другое. По некоторым
данным, разность между теоретической скоростью передачи данных и практической может составлять до 25%.

За работой каждой шины следят специально для этого предназначенные контроллеры. Они входят в состав
набора системной логики (чипсет).

Теперь поговорим конкретно о тех шинах, которые присутствуют на материнской плате. Основной
считается системная шина FSB (Front Side Bus). По этой шине передаются данные между процессором и оперативной памятью,
а также между процессором и остальными устройствами персонального компьютера. Вот тут вот есть один подводный камень.
Дело в том, что работая над материалом этой статьи, я столкнулся с одной неразберихой – существует такая фигня, как шина
процессора. По одним данным системная шина и шина процессора это есть одно и тоже, а по другим – нет. Я перерыл кучу книг
и пересмотрел кучу схем. Вывод: поначалу процессор подключался к основной системной шине через собственную, процессорную,
шину, в современных же системах эти шины стали одним целым. Мы говорим – системная шина, а подразумеваем процессорную, мы
говорим - процессорная шина, а подразумеваем системную. Двинемся дальше. Фраза: «Моя материнская плата работает на частоте
100 МГц» означает, что именно системная шина работает на тактовой частоте в 100 МГц. Разрядность FSB равна разрядности
CPU. Если Вы используете 64 разрядный процессор, а тактовая частота системной шины 100 МГц, то скорость передачи данных
будет равна 800 Мбайт/сек.

Кроме системной шины на материнской плате есть еще шины ввода/вывода, которые отличаются друг от друга
по архитектуре. Перечислю некоторые из них:

Процессоры архитектуры X86 (CPU) создаются для взаимодействия с материнским платами, которые имеют жестко заданную частоту системной шины (Front Side Bus или FSB), которая например, в большинстве компьютеров может составлять 133 МГц. Частота системной шины является одним из двух факторов, которые предопределяют рабочую частоту центрального процессора. Учитывая такую связь, технически возможно увеличение скорости системной шины для увеличения скорости работы центрального процессора, но это является рискованной затеей и может привести к негативным эффектам, например к неисправности материнской платы .

FSB и множитель

Центральный процессор обычно имеет встроенный умножитель частоты или множитель, который наряду с частотой системной шины, влияет на итоговую частоту работы. Например, современный процессор Intel Core i7-860 имеет множитель 21Х (multiplier) и рассчитан на работу в материнских платах с FSB 133 МГц, что при взаимном умножении дает результирующую частоту процессора 2.8 ГГц. Частота процессора, которая пишется обычно на защитной металлической крышке процессора или на упаковке к нему, на самом деле не является жесткой величиной и может быть изменена путем увеличения частоты системной шины или изменением коэффициента (множителя).

Разгон (оверклокинг)

Процесс увеличения тактовой частоты системной шины до более высоких значений, поддерживаемых процессором, получил название разгон или оверклокинг. Например, увеличение частоты системной шины с 133 МГц до 150 МГц приведет к росту таковой частоты процессора Intel Core i7-860 до значения 3.15 ГГц (умножьте 150 МГц на 21 и вы получите эту цифру, которую нужно перевести в гигагерцы). Разгон процессора позволяет увеличить производительность системы, которая нужна для выполнения приложений, требовательных к ресурсам процессора. Оверклокинг также помогает сэкономить ваши деньги – благодаря ему вы можете купить более низкочастотный процессор с хорошим разгонным потенциалом, нарастить частоту системной шины и добиться от этого процессора производительности, характерной для более дорогих и высокочастотных процессоров (из той же линейки).

Риск разгона

Большинство компонентов персонального компьютера используют частоту системной шины для синхронной работы друг с другом. Поэтому не стоит забывать, что выполняя разгон процессора и наращивая эту частоту, вы также увеличиваете ее для других компонентов системы, в том числе и кэш память процессора . Это может привести к выходу режимов их работы за пределы нормы и нарушению работы системы в целом. Эффект от разгона тяжело предвидеть – он может привести к избыточному выделению тепла и конфликтам в работе ЦПУ и прочих компонентов. Более того компьютер может полностью выйти из строя или наоборот, вы просто не сможете разогнать компьютер из-за установленных производителем ограничений.

Если же вам повезет, компьютер может продолжить работу в нормальном режиме, но станет намного быстрее. Вам стоит учесть, что разгон компонентов системы автоматически аннулирует гарантийные обязательства производителя. Обычно разгону подвержены компьютеры ручной сборки, собранные энтузиастами или мелкими компаниями из специально подобранных компонентов. Крупные компании типа Dell и HP защищают свою продукцию от подобных рискованных операций.

Понижение частот

Отдельно стоит сказать о том, что возможен обратный процесс – снижение частоты системной шины. Это приводит к снижению производительности системы и снижению выделения тепла ее компонентами. Такая схема действий предпринимается, когда возникают проблемы с охлаждением системы. Например, если компьютер попадает в агрессивную среду или замкнутое непроветриваемое помещение. Кроме того, понижение частоты может применяться для снижения энергопотребления в тех случаях, когда высокая производительность от процессора не требуется.

Блокирование множителя

Как мы уже разобрались, изменение частоты системной шины FSB приводит к изменению рабочих частот всех компонентов системы, а вот изменение коэффициента умножения более безопасно, так как влияет только на сам процессор. Поэтому разгон путем увеличения множителя имеет гораздо больше шансов на успех. Но, к превеликому сожалению любителей разгона, большинство процессоров (особенно Intel), имеют заблокированный множитель, который не может быть изменен. Только некоторые модели процессоров премиум-класса имеют разблокированный множитель и рассчитаны они именно на любителей оверклокинга.

Многие пользователи задаются вопросом, что в наибольшей степени влияет на производительность компьютера?

Оказывается, однозначного ответа на этот вопрос дать нельзя. Компьютер – это набор подсистем (памяти, вычислительная, графическая, хранения), взаимодействующих друг с другом через материнскую плату и драйверы устройств. При неправильной настройке подсистем они не обеспечивают максимальную производительность, которую могли бы выдать.

Комплексная производительность складывается из программных и аппаратных настроек и особенностей.
Перечислим их.

Аппаратные факторы производительности:

1. Количество ядер процессора – 1, 2, 3 или 4
2. Частота процессора и частота системной шины (FSB) процессора – 533, 667, 800, 1066, 1333 или 1600 МГц
3. Объем и количество кэш-памяти процессора (CPU) – 256, 512 Кбайт; 1, 2, 3, 4, 6, 12 Мбайт.
4. Совпадение частоты системной шины CPU и материнской платы
5. Частота оперативной памяти (RAM) и частота шины памяти материнской платы – DDR2-667, 800, 1066
6. Объем оперативной памяти – 512 и более Мбайт
7. Используемый на материнской плате чипсет (Intel, VIA, SIS, nVidia, ATI/AMD)
8. Используемая графическая подсистема – встроенная в материнскую плату или дискретная (внешняя видеокарта со своей видеопамятью и графическим процессором)
9. Тип интерфейса винчестера (HDD) – параллельный IDE или последовательные SATA и SATA-2
10. Кэш винчестера – 8, 16 или 32 МБ.

Увеличение перечисленных технических характеристик всегда увеличивает производительность.

Ядра

На данный момент большинство выпускаемые процессоров имеют как минимум 2 ядра (кроме AMD Sempron, Athlon 64 и Intel Celeron D, Celeron 4xx). Количество ядер актуально в задачах 3D-рендеринга или кодирования видео, а также в программах, код которых оптимизирован под многопоточность нескольких ядер. В остальных случаях (например, в офисных и интернет-задачах) они бесполезны.

Четыре ядра имеют процессоры Intel Core 2 Extreme и Core 2 Quad со следующими маркировками: QX9xxx, Q9xxx, Q8xxx, QX6xxx;
AMD Phenom X3 – 3 ядра;
AMD Phenom X4 – 4 ядра.

Надо помнить, что количество ядер значительно увеличивает энергопотребление CPU и повышает требования по питанию к материнской плате и блоку питания!

А вот поколение и архитектура ядра сильно влияют на производительность любого процессора.
К примеру, если взять двухядерные Intel Pentium D и Core 2 Duo с одинаковой частой, системной шиной и кэш-памятью, то Core 2 Duo несомненно выиграет.

Частоты процессора, памяти и шин материнской платы

Также очень важно, чтобы совпадение частот различных комплектующих.
Скажем, если ваша материнская плата поддерживает частоту шины памяти 800 МГц, а установлен модуль памяти DDR2-677, то частота модуля памяти будет снижать производительность.

В то же время, если материнская плата не поддерживает частоту 800 МГц, а в то время как установлен модуль DDR2-800, то он работать будет, но на меньшей частоте.

Кэши

Кэш памяти процессора в первую очередь сказывается при работе с CAD-системами, большими базами данных и графикой. Кэш - это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью доступа (далее «основная память»). Кэширование применяется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами и веб-серверами.

Когда CPU обращается к данным, прежде всего исследуется кэш. Если в кэше найдена запись с идентификатором, совпадающим с идентификатором затребованного элемента данных, то используются элементы данных в кэше. Такой случай называется попаданием кэша. Если в кэше не найдено записей, содержащих затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становятся доступным для последующих обращений. Такой случай называется промахом кэша. Процент обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называется уровнем попаданий или коэффициентом попаданий в кэш.
Процент попаданий в кэш у процессоров Intel выше.

Все CPU отличаются количеством кэшей (до 3) и их объемом. Самый быстрый кэш – первого уровня (L1), самый медленный – третьего (L3). Кэш L3 имеют только процессоры AMD Phenom Так что очень важно, чтобы именно кэш L1 имел большой объем.

Мы протестировали зависимость производительности от объема кэш-памяти. Если вы сравните результаты 3D-шутеров Prey и Quake 4, являющих типичными игровыми приложениями, разница в производительности между 1 и 4 Мбайт примерно такова, как между процессорами с разницей по частоте 200 МГц. То же самое касается тестов кодирования видео для кодеков DivX 6.6 и XviD 1.1.2, а также архиватора WinRAR 3.7. Однако, такие интенсивно нагружающие CPU приложения, как 3DStudio Max 8, Lame MP3 Encoder или H.264 Encoder V2 от MainConcept не слишком сильно выигрывают от увеличения размера кэша.
Напомним, что кэш L2 гораздо больше влияет на производительность CPU Intel Core 2, чем AMD Athlon 64 X2 или Phenom, так как у Intel кэш L2 общий для всех ядер, а у AMD отдельный для каждого ядра! В этом плане, Phenom оптимальнее работают с кэшем.

Оперативная память

Как уже было сказано, оперативная память характеризуется частотой и объемом. В то же время сейчас выпускается 2 типа памяти DDR2 и DDR3, которые различаются архитектурной, производительностью, частотой и напряжением питания – то есть всем!
Частота модуля памяти должна совпадать с частотой самого модуля.

Объем оперативной памяти также влияет на производительность операционной системы и на ресурсоемкие приложения.
Расчеты просты – ОС Windows XP занимает в оперативной памяти после загрузки 300-350 МБ. Если в автозагрузке находятся дополнительные программы, то они также загружают RAM. То есть свободных остается 150-200 МБ. Туда могут поместиться только легкие офисные приложения.
Для комфортной работы с AutoCAD, графическими приложениями, 3DMax, кодированием и графикой требуется не менее 1 ГБ оперативной памяти. Если же используется Windows Vista – то не менее 2 ГБ.

Графическая подсистема

Часто в офисных компьютерах используются матерински платы, имеющие встроенную графику. Материнские платы на таких чипсетах (G31, G45, AMD 770G и т.д.) имеют букву G в маркировке.
Такие встроенные видеокарты используются часть RAM для видеопамяти, тем самым уменьшая объем доступного для пользователя пространства RAM.

Соответственно, для увеличения производительности встроенную видеокарту надо отключать в BIOS материнской платы, а в слот PCI-Express устанавливать внешнюю (дискретную) видеокарту.
Все видеокарты различаются графическим чипсетом, частотой работы его конвейеров, количеством конвейеров, частотой видеопамяти, разрядностью шины видеопамяти.

Подсистема накопителей

Производительность накопителей очень сильно сказывается при обращении к большим объемам данных – видео, аудио, а также при открытии большого количества маленьких файлов.

Из технических характеристик, влияющих на скорость доступа к файлам надо отметить Тип интерфейса винчестера (HDD) – параллельный IDE или последовательные SATA и SATA-2 и кэш винчестера – 8, 16 или 32 МБ.
На данный момент рекомендуется устанавливать винчестеры только с интерфейсом SATA-2, имеющим наибольшую пропускную способность и с наибольшим кэшем.

Программные факторы производительности:

1. Количество установленных программ
2. Фрагментация файловой системы
3. Ошибки файловой системы, bad-секторы
4. Фрагментация реестра ОС
5. Ошибки реестра ОС
6. Размер файла подкачки (объем виртуальной памяти)
7. Включенные элементы визуализации графического интерфейса ОС
8. Программы и службы Windows, загружающие в автозагрузке

Это далеко не полный список, но именно эти особенности ОС Windows могут сильно тормозить её работу.
Но об этих характеристиках, настройках и параметрах мы поговорим в следующей статье.