Автоматическая регулировка частоты процессоров

Еще 15 лет назад компьютерные энтузиасты увеличивали частоту центральных процессоров, внося конструктивные изменения на уровне микросхем в материнские платы и сами процессоры. Позже появились независимые разработки, позволяющие программно, но в ручном режиме увеличить рабочие частоты ядер процессоров. Сегодня контроль над частотами добровольно отдали в руки пользователей сами производители, реализовав его через специальные технологии.

Теперь частоты процессоров автоматически регулирует сама система и выбирает самые оптимальные режимы для эффективного выполнения поставленных пользователем задач. Как именно это происходит – читайте ниже.

Как осуществляется регулировка частоты процессора

Высокие тактовые частоты необходимы процессору, поскольку определяют вычислительную мощность. Но параллельно повышение производительности сказывается на характеристиках всей системы. Увеличивается энергопотребление, вследствие чего интенсифицируется нагрев. В таких условиях система может потерять стабильность и под угрозой окажется безопасность всего ПК.

Поэтому с появлением новейших многоядерных процессоров с высокой мощностью остро встала необходимость управления рабочими частотами. Это позволило компьютеру работать оптимально. То есть при увеличении количества и сложности задач, возложенных на процессор, повышается его частота. А при уменьшении нагрузок процессор сбавляет частоты, следовательно, понижается уровень энергопотребления и спадает степень нагрева как самого чипа, так и окружающего пространства внутри корпуса.

Изначально динамические частоты (изменяющиеся), предусматривались для регулировки рабочих параметров системы. Однако позже, под влиянием современных тенденций и заинтересованности пользователей в разгоне компьютерного оборудования, производители стали выпускать процессоры с разблокированным множителем. Выгода подобного решения стала очевидной: пользователям больше не требовалось прилагать дополнительных усилий для разгона частот процессора, процедура стала массовой и общедоступной.

Однако управление частотами процессора – дело тонкое и ответственное, поэтому для безопасного и эффективного регулирования частот производителями процессоров были созданы фирменные опции. С ними и познакомимся ближе.

Аппаратный алгоритм от Intel

Впервые аппаратный алгоритм с названием Turbo Boost появился в CPU с маркировкой Core i7-900 с 4 ядрами и частотой от 2,66 до 3,2 ГГц. Версия 1.0 способствовала разгону процессора максимум на 300 МГц. На то время и это было значимым шагом.

В 2010 г. была представлена версия Turbo Boost 2.0, которая сохраняет актуальность и сейчас, и эффективно работает даже в новейших процессорах 11 поколения.

Главные принципы регулировки частот CPU компании Intel – это недопущение потери стабильности и удержание показателей тепловых характеристик в рамках, предусмотренных производителем. Для этого технология опирается на два параметра:

• PL1 – заводской лимит энергопотребления, который стал базовым значением для реализации технологии.
• PL2 – абсолютный предел, который по настройкам производителя на 25 % выше заводского базового уровня, но не более.

Чтоб защитить микрочип от перегрузки, алгоритм работает в режиме PL2 небольшой период времени, после происходит плавный откат к базовому режиму. При этом на пике производительности выполняется постоянный контроль температур, поэтому для разгона очень важно наличие производительной системы процессорного охлаждения.

Помимо основной технологии, процессоры Intel новейшего поколения обладают несколькими дополнительными технологиями, которые оптимизирую работу процессора в режиме повышенных частот.

Так, например, алгоритм Turbo Boost Max 3.0 определяет наиболее производительные из ядер CPU и перераспределяет нагрузку с учетом их возможностей. Надстройка Velocity Boost отслеживает степень нагрева ядер и контролирует работу процессора на повышенных частотах, пока значение не достигнет установленных производителем лимитов. Так у семейства Comet Lake предел составляет 70 °C.

Алгоритм контроля частот от AMD

Технология называется Precision Boost. Она реализует разгон CPU с интервалом шага 25 МГц, благодаря чему и называется «Точным разгоном». У конкурентов количественные характеристики разгона как правило кратны 100 МГц, но есть варианты и большего шага – 133 МГц.

Алгоритм Precision Boost появился у компании AMD одновременно с архитектурой Zen, последней и актуальной сегодня версией является Precision Boost 2.0.

В отличие от алгоритмов компании Intel, технология точного разгона от AMD работает сразу с тремя лимитами:

• максимальной частотой;
• энергопотреблением;
• температурой ядер.

Пределом разгона является достижение критического значений по любому из этих показателей. Остальные лимиты остаются на уровнях ниже критических. Показатели лимитов с завода прописаны на подпрограммном уровне каждого процессора.

Таким образом современные технологии дают возможность пользователю наслаждаться высокой производительностью системы, оснащенной новейшими мощными процессорами и не заботиться о ручных настройках частот и связанных с этим рисков.

Однако, несмотря на наличие штатных и вполне эффективных систем поднятия частот, компании-производители все еще выпускают процессоры с разблокированным множителем. Эти модели предназначены для компьютерных энтузиастов, которые предпочитают самостоятельно оперировать частотами и добиваться от своих систем максимальной производительности в практических или чисто “спортивных” целях.