Способы увеличения быстродействия компьютера в различных OC

1.

по дисциплине:
«Информатика»
на тему:
Способы увеличения быстродействия компьютера в различных OC
Студент группы ИС-13: Стигал А.T
Руководитель: Гамбулатов И.P

2.

Актуальность темы:
В наше время тема является очень
актуальной,
так
как
компьютеры
используются повсеместно в различных
сферах жизни, начиная от работы и
закачивая развлечениями. При этом,
многие пользователи сталкиваются с
проблемой медленной работы ПК, что
может приводить к ухудшению качества
работы
Цель: изучить способы повышения
производительности компьютера

3.

Устройства ПК
Процессор (CPU)
Видеокарта (GPU)
ОЗУ(RAM)
ор (CPU)
Жёсткий диск (HDD)
Мат.плата

4.

1.1 Процессор
Процессор (центральные процессорное устройство, ЦП, ЦПУ) — это
электронная схема, которая обрабатывает и выполняет машинный код
программного обеспечения на определенном устройстве. Осуществляет выполнение
всех операций ввода и вывода, которые посылает ему программа.
Чаще всего центральный процессор вы можете увидеть в компьютерах, ноутбуках и
мобильных устройствах. Но, они есть и в другой технике, например, в телевизорах.
Центральный процессор выполняет команды, которые указывает ему программа,
находящаяся в оперативной памяти. Обработка данных происходит так:
1.
Оперативная память отправляет команды ЦП — в его КЭШ, откуда они уходят в блок
управления.
2.
2. Эти данные делятся на два вида и отправляются в регистры — значения в
регистры данных и инструкции в регистры команд.
3.
3. АЛУ обрабатывает данные из этих регистров и, затем также разделяет их на два
вида — законченные и незаконченные, они идут обратно в регистры.
4.
4. В кэше происходит их обработка, незаконченные и неиспользованные попадают в
нижний регистр, а после обработки в верхний. Оттуда все отправляется в ОЗУ
компьютера.

5.

1.2 Видеокарта
Видеокарта – компонент архитектуры современного ПК, отвечает за преобразование
графической информации в видеосигнал для монитора. Видеокарта представляет
собой плату расширения, которая устанавливается в специальный слот (PCI-Express)
материнской платы . Также видеокарта может быть встроенной, то есть, входить в
состав северного моста чипсета материнской платы или быть интегрированной в
центральный процессор.

6.

Графический процессор, GPU
Является основой видеокарты, отвечает за вычислительные функции, связанные с обработкой трёхмерной
графики, тем самым высвобождает ресурсы центрального процессора . Именно от графического
процессора зависит производительность видеокарты.
Видеоконтроллер
Отвечает за формирование изображения в видеопамяти, даёт команды RAMDAC на формирование сигналов
развёртки для монитора и осуществляет обработку запросов центрального процессора. Современные
видеокарты имеют не менее двух видеоконтроллеров, работающих независимо друг от друга и
управляющих одновременно одним или несколькими дисплеями каждый.
Служит кадровым буфером, в который помещаются изображения, генерируемые графическим процессором
перед последующим выводом на экран монитора, а также для хранения промежуточных данных связанных
с 3D-вычислениями. Видеокарты комплектуются памятью типа GDDR3, GDDR4 и GDDR5. Следует также
иметь в виду, что помимо видеопамяти, находящейся на видеокарте, современные графические
процессоры могут использовать в своей работе часть общей системной памяти компьютера.
Видеопамять
Цифро-аналоговый преобразователь, RAMDAC
RAMDAC необходим для преобразования изображения, формируемого видеоконтроллером, в уровни
интенсивности цвета, подаваемые на аналоговый монитор . Большинство цифро-аналоговых
преобразователей имеют разрядность 8 бит на канал, что даёт 256 уровней яркости на каждый основной
цвет — 16,7 млн. цветов.

7.

1.3 Оперативная память
Тип
оперативная память - Энергозависимая часть системы компьютерной
памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый
машинный код (программы), а также входные, выходные и
промежуточные данные, обрабатываемые процессором.
серверная оперативная память - Оперативная память, которая
используется в серверах, а также в рабочих станциях. Основные ее отличия –
поддержка специфических технологий, таких как контроль четности и ECC.
Серверная оперативная память не обладает выдающимися скоростными
характеристиками. Для нее намного важнее стабильность и безотказность в
работе.
Для игрового компьютера - Правильно подобранная игровая
оперативная память исключит зависания и торможения игр, вызванные
постоянными обращениями системы к "винчестеру". Основными
критериями, предъявляемыми к игровым модулям ОЗУ, можно назвать
объем (оптимально от 8 до 16 ГБ, но чем больше, тем лучше), частоту (не
менее 1600 МГц) и поддержку XMP, обеспечивающую возможность
разгона. Немаловажным станет и количество модулей, которое вы
планируете установить в ваш геймерский компьютер.

8.

Поддерживаемые режимы работы - Этот показатель отображает частотный
диапазон, в котором может работать оперативная память. Он напрямую
зависит от тактовой частоты модели.
Тактовая частота - Тактовая частота выражается в циклах. Каждая запись и
каждое считывание данных – это один цикл. К примеру, RAM с частотой 3200
МГц выполняет 3200 млн циклов в секунду. Чем больше циклов, тем больше
информации за единицу времени может «принять» и «отдать» память.
Профили Intel XMP - Технология Intel XMP (ExtremeMemoryProfile) позволяет
пользователям легко разогнать память XPG путем изменения настроек в BIOS,
что позволяет достичь даже более высокой производительности, чем при
заводских настройках, без сложных изменений напряжения и частоты работы
памяти. XMP-профили помогут вам простым переключением немного повысить
скорость работы ПК и в первую очередь это касается компьютеров с
процессорами Ryzen.
Пропускная способность - Пропускная способность (пиковый показатель
скорости передачи данных) – это комплексный показатель возможности
оперативной памяти, в нем учитываются частота передачи данных,
разрядность шины и количество каналов. Не стоит недооценивать данный
параметр, поскольку он напрямую влияет на быстродействие компьютерной
системы в целом. Оптимального взаимодействия можно добиться в том случае,
если пропускная способность шины памяти соответствует пропускной
способности шины процессора.

9.

RowPrechargeDelay (tRP) - Поскольку ОЗУ – динамическая память, ее ячейки
время от времени разряжаются и нуждаются в периодической перезарядке. По
этой причине данные, которые содержатся в ней, обновляются. Это называется
регенерацией ОЗУ. Таким образом, данный показатель в тактах отображает
временной отрезок, проходящий между сигналом на зарядку — регенерацию
ОЗУ — и разрешением на доступ к следующей строчке информации. Чем
меньше этот параметр, тем быстрее работает память.
RAS to CAS Delay (tRCD) - Показатель демонстрирует время полного доступа к
данным, то есть задержку, вызванную поиском нужного столбца и строки в
двухмерной таблице. Чем меньше значение, тем выше быстродействие ОЗУ.
CAS Latency (CL) - Один из самых значимых показателей: именно он говорит,
сколько времени в целом уходит на поиск необходимых данных после того,
как ЦП попросит доступ на считывание. Чем меньше показатель CAS Latency,
тем лучше.
ActivatetoPrechargeDelay (tRAS) - Минимальное время активности строки, то
есть минимальное время между активацией строки (ее открытием) и подачей
команды на предзаряд (начало закрытия строки). Строка не может быть
закрыта раньше этого времени. Высокий показатель данного параметра
заметно сокращает производительность памяти, из-за того, что закрытие
ячейки требует дополнительного времени, поэтому чем ниже значение tRAS,
тем лучше.

10.

2.1 Клокген(Clockgen)
Существует огромное количество программ для разгона «железа», но данные программы,
как правило, играют роль связующего звена с BIOS’OM материнской платы. Существует еще
один вид разгона— клокген. Не секрет, что частоты всех устройств компьютера задаются
кварцами — механизмами.генерирующими точный, дозированный сигнал. Именно они
создают частоту называемую опорной. Один кварц способен создавать только один
сигнал. Сегодня в основном применяют механизмы с частотой 14.318 МГц. Данная
характеристика применяется как для генерирования, например, частоты шины USB, так и
шины центрального процессора. Но за счет применения специальной микросхемы,
тактового генератора (ClockGenerator) удается наделить каждый компонент своими
частотами (за счет наборов множителей). Естественно, первым очевидным способом
разгона компьютера стала бы замена кварца на более быстрый аналог. Но в таком случае
пришлось бы смириться с ускорением часов и возможной нестабильностью остальных
компонентов. Поэтому энтузиасты пришли к выводу, что лучше управлять тактовым
генератором.
Первоначально тактовым генератором манипулировали за счет FS-ног микросхем. Высокий
сигнал на означал 1. низкий — 0. В итоге каждая нога была пронумерована, а комбинации
значений занесены в таблицу. Обычно они соединялись по три с джамперами: один
контакт отвечал за заземление, другой — за напряжение и третий — за FS-ногу. Уже потом
отошли от использования джамперов в пользу программного обеспечения. Тактовый
генератор соединили с последовательной шиной . С ее помощью менялись значения
регистров, отвечающие за работу частоты, делителей и рассеяние спектра. Причем для
каждого генератора показатель регистра разный. Следовательно, написать программу для
всех тактовых генераторов сразу невозможно.
Первопроходцем программного разгона стал товарищ H’Oda. разработавший в 1998 году
утилиту SoftFSB. Довольно простая и удобная оболочка позволяла управлять большинством
материнских плат того времени.

11.

2.2 Оверклок(Overclock)
Оверклокинг – повышение производительности персональных компьютеров путем
изменения частот и параметров работы отдельных компонентов.
Начало истории оверклокинга пришлось практически на тоже время, когда появились
первые процессоры x86, то есть построенные на той же архитектуре, что и все
современные CPU, используемые в компьютерах и ноутбуках. Если на первых шагах
развития процессорных гигантов Intel и AMD производство было ограничено всего одной
моделью, то третье-четвертое поколение процессоров уже получило целый модельный
ряд. Внутри данного ряда процессоры отличались друг от друга только тактовыми
частотами, которые задавались с помощью коэффициента умножения. Практически сразу
же производители материнских плат в BIOS позволили изменять процессорный множитель,
превращая младшую модель CPU в старшую. Среди пользователей такая возможность
сэкономить на процессоре получила широкое распространение, но в силу малого числа
продвинутых пользователей, оверклокинг так и не стал массовым. О возможностях
увеличения производительности прекрасно были осведомлены и продавцы процессоров.
Недобросовестные продавцы нашли отличный способ заработка, выдавая младшие модели
CPU за старшие и продавая по ценам старшей модели. Но производители процессоров
быстро поняли свои ошибки, ведь прибыль с продаж старших моделей стала ниже, и
предприняли меры, связанные с увеличением различий между CPU одного модельного
ряда. Выдавать один процессор за другой стало невозможно, зато возможности разгона
для обычных пользователей, позволяющие увеличить производительность компьютера,
остались. C развитием компьютерного образования у современных пользователей разгон
становится делом все более простым, а в большинстве случаев даже и обязательным.
Многие современные пользователи осознанно покупают младшие модели процессоров и с
помощью разгона наращивают производительность, сэкономив на более дорогой модели
CPU.

12.

Истоки оверклокинга берут свое начало ещё в инженерных лабораториях компаний
производителей. Начиная с самых первых моделей CPU и заканчивая самыми топовыми
современными процессорами, каждый экземпляр проверяется на разгон в лабораторных
условиях. В первую очередь, для производителей процессоров оверклокинг является
хорошим методом проверки работоспособности и позволяет выделить брак. Именно из
лабораторий компаний производителей чаще всего утекает информация о возможностях
разгона. Так одним из самых распространенных методов разгона процессоров AMD в 90-е
годы стало замыкание определенных контактных ножек. Из-за сложности методов разгона
оверклокинг был уделом отважных единиц, которых приравнивали к гуру компьютерного
движения. Подобные утечки информации не редкость и сегодня, ведь для самих
производителей оверклокинг является грамотной и по большому счету дешевой
маркетинговой компанией. Зачастую за несколько недель, а то и месяцев до анонса
продукта в Сети появляются первые результаты производительности и разгона нового
поколения компонентов.
Производители материнских плат ежегодно устраивают мировые чемпионаты по разгону с
привлечением известных оверклокеров, денежным фондом и ценными призами. Среди
организаторов можно выделить трех крупных производителей – ASUS, Gigabyte и MSI. ASUS
организовала турнир для оверклокеров в 2008 году, но широкой популярности из-за
единичного проведения им не удалось получить. Большую известность приобрел
GigabyteOpenOverclockingChampionship (GOOC), который проводился вплоть до 2010 года
и имел широкую популярность среди оверклокеров всей планеты. Локальные соревнования
в каждых странах, затем региональные отборы в Америке, Европе, Азии, Африке и
Австралии венчались мировым финалом на Тайване. Но с 2010 года руководство компании
поменялось, и оверклокинг для Gigabyte отошел на второй план. Сейчас из ныне
действующих оверклокерских чемпионатов осталась только MSI MasterOverclockingArena,
мировой финал 2011 года состоялся в октбяре на Тайване. Там приняли участие и
оверклокеры из России – slamms и Smoke.

13.

3.1 Разгон ЦП
В зависимости от целей пользователя разгон процессора может оказаться
либо простым и дешевым, либо, наоборот, сложным и затратным действом.
Большинство операций по разгону процессора производят средствами BIOS.
Первым делом, как правило, увеличивают показатели частотного множителя
(CPU Ratio). Этот шаг имеет меньше всего последствий для системы в целом,
поскольку заставляет работать в форсированном режиме только сам
процессор. Нередко производители блокируют на процессоре возможность
подобного вмешательства, и тогда оверклокеру остается либо вручную снять
блокировку, либо довольствоваться возможностями второго способа разгона –
повышения частоты системной шины.
При повышении частоты системной шины (в зависимости от типа материнской
платы параметр может называться HostFrequency, FSB Frequency, HostSpeed )
разгоняются показатели всей системы, поэтому этот метод более эффективен,
хотя и предполагает большую ответственность.
Продвинутые пользователи, конечно же, постараются использовать оба этих
метода и эффектно дополнят их повышением подаваемого к ЦП напряжения.
Напряжение следует повышать крайне осторожно, малыми порциями по 0.1
вольт.
После каждого шага по смене параметров следует обязательный этап
тестирования стабильности работы системы.

14.

3.2 Разгон видеокарты
Увеличение технических характеристик видеокарты – один из самых
популярных способов увеличить производительность ПК в играх.
Для разгона видеокарты увеличивают частоты памяти и чипа при помощи
специальных программ. Существуют утилиты, позволяющие внести изменения
непосредственно в BIOS графического процессора. Так же, как и в случае с ЦП,
при разгоне видеокарт нередко прибегают к повышению напряжения.
Оверклокеры нередко пользуются и аппаратными средствами повышения
производительности. К ним относятся специальные кнопки, меняющие
стандартную прошивку на «разогнанный» BIOS, а также всевозможные
индикаторы, сигнализирующие о перегреве и параметрах питания.
3)Разгон ОЗУ
Разгон памяти, как правило, происходит синхронно с разгоном процессора.
Как уже было замечено, изменение частоты системной шины (FSB) влечет за
собой изменение всех показателей системы, в том числе и прирост
производительности оперативной памяти. Также для ускорения работы памяти
применяют понижение значений таймингов.
Ну и, разумеется, еще одним распространенным методом разгона служит
повышение напряжений, подаваемых на чипы памяти. Изменение напряжения
расширяет потенциал памяти как по предельной частотности, так и по
минимальным таймингам.

15.

3.3 Результаты экспериментов
Тестовый стенд:
Процессор: AMD Phenom II X6 1100T BE, 3.3 ГГц
Материнскаяплата: ASUS CROSSHAIR V FORMULA-Z
Оперативнаяпамять:DIMM DDR3 2048MBx2 PC17000
2133MHz Kingston HyperX Intel XMP CL9-9-9-27
[KHX2133C9AD3X2K2/4GX / KHX2133C9AD3T1K2/4GX]
Retail
Видеокарта: NVIDIA GeForce GTX 560 Ti
Жесткий диск:Toshiba [DT01ACA100]
Процессорный кулер: Система жидкостного охлаждения
Corsair H80
БП : GAMDIAS 550W RGB
ОС: Windows 10

16.

Характеристики процессора AMD Phenom II X6 1100T
Сокет: АМ3
Название ядра: Thuban
Техпроцесс: 45 нм
Количество ядер: 6
Номинальная частота: 3.3 ГГц
Кэш L1 данные: 6х 64 Кбайт
Кэш L1 инструкции: 6х 64 Кбайт
Кэш L2: 3 Мбайт (6х 512 Кбайт)
Кэш L3: 6 Мбайт
Контроллер памяти: встроенный DDR21066/DDR-1333
TDP: 125 Вт
Максимальная температура, градусы Цельсия: 62

17.

Для тестирования процессора и видеокарты применялись следующие
приложения:
FritzChessBenchmark
SuperPiMod 1.5
wPrime
3DMark11
Тестирование производительности
1)FritzChessBenchmark
Исследование производительности нового
процессора я начал с тестирования
в FritzChessBenchmark . Это один из
мощнейших пакетов для
тестирования различных параметров
процессора.

18.

CPU Score
Шахматный тест FritzChessBenchmark, который отлично
работает с большим количеством потоков.
КоторыхвPhenom II X6 1100T целых 6.

19.

2)SuperPi Mod 1.5
1M digits
sec
Учитывалось время, необходимое для вычисления 1 миллиона
знаков числа Пи после запятой (SuperPi 1M).

20.

3)wPrime
32M digits
seс
Учитывалось время, необходимое для вычисления 1 миллиона
знаков числа Пи после запятой .При этом были задействованы
все 6 ядер процессора.

21.

И так кому же может пригодиться оверклокинг и зачем? Представьте себе такую ситуацию. Вы решили
сделать апгрейд вашего компьютера, а точнее заменить процессор на более новый и производительный.
Но для его покупки не хватает денег, а приобрести его очень хочется. Что делать? Копить несколько
месяцев? Зачем, если можно «пойти по пути наименьшего сопротивления», т.е. купить менее
дорогостоящую модель той же линейки, и разогнать. Модели процессоров нижнего и среднего ценового
диапазона одной линейки гонятся довольно хорошо и в 90% случаев позволяют получить равную или
большую тактовую частоту, чем у топовых моделей процессоров той же линейки.
А теперь пару слов о том, кому может помочь разгон:
1. Людям, которые не имеют возможности произвести апгрейд своего компьютера, но желают
получить ту же производительность или почти туже.
2. Людям, решившим сэкономить на покупке нового компьютера.
3. Людям, которые имеют возможность сделать апгрейд, но им не хватает денег на процессор,
видеокарту и т.п. среднего или верхнего ценового диапазона
4. Бенчерам – людям, которые пытаются получить максимальное количество баллов в каких-либо
тестовых пакетах, добиться максимальных частот и т.п.
Всё выше сказанное относится не только к процессорам, но и к видеокартам. Разгоном видеокарты вы
имеете реальную возможность повысить работоспособность видеоподсистемы бесплатно.

22.

Подводя, итог проделанной работы, хочется ещё раз
заострить внимание на актуальности поднятой
проблемы и необходимости подобных и более
серьезных исследований в данной сфере, так как
технологии не стоят на месте, рынок комплектующих и
программного обеспечения постоянно развивается, что
не может не отражаться на жизни современного
человека и в то же время не может не требовать от него
минимальной осведомленности в подобных вопросах,
которые я затронул и относительно подробно раскрыл в
своем исследовании. В ходе своей работы я узнал
основные понятия и характеристики различных
устройств. В моей работе доказана актуальность данной
темы, так как рынок комплектующих постоянно
развивается. Моя подборка будет актуальной не один
год, я буду рад, если помогу с выбором конфигурации.

23.

Спасибо за внимание.