Underclocking , также известный как downclocking , — это изменение настроек синхронизации компьютера или электронной схемы для работы на более низкой тактовой частоте , чем указано. Underclocking используется для снижения энергопотребления компьютера, увеличения срока службы батареи, снижения тепловыделения, а также может повысить стабильность, срок службы/надежность и совместимость системы . Underclocking может быть реализован на заводе, но многие компьютеры и компоненты могут быть понижены конечным пользователем. Underclocking — это противоположность разгону .
Для микропроцессоров цель, как правило, состоит в том, чтобы уменьшить потребность в устройствах рассеивания тепла или уменьшить потребление электроэнергии . Это может обеспечить повышенную стабильность системы в условиях высокой температуры или может позволить системе работать с более слабым потоком воздуха (и, следовательно, более тихим ) охлаждающим вентилятором или вообще без него. Например, процессор Pentium 4, обычно работающий на частоте 3,4 ГГц, можно «разогнать» до 2 ГГц и затем безопасно запускать с пониженной скоростью вращения вентилятора. Это неизменно происходит за счет некоторой производительности системы. Однако пропорциональное снижение производительности обычно меньше пропорционального снижения тактовой частоты, поскольку производительность часто ограничивается другими узкими местами: жестким диском , графическим процессором , контроллером диска , Интернетом , сетью и т. д. Разгон относится к изменению синхронизации синхронной схемы с целью снижения энергетических потребностей устройства. Намеренное понижение тактовой частоты подразумевает ограничение скорости процессора, что может повлиять на скорость выполнения операций, но может или не может сделать устройство заметно менее производительным, в зависимости от другого оборудования и предполагаемого использования.
Многие компьютеры и другие устройства поддерживают понижение тактовой частоты. Производители добавляют опции понижения тактовой частоты по многим причинам. Понижение тактовой частоты может помочь с чрезмерным накоплением тепла, поскольку более низкая производительность не будет генерировать столько тепла внутри устройства. Это также может снизить количество энергии, необходимое для работы устройства. Ноутбуки и другие устройства, работающие от батареи, часто имеют настройки понижения тактовой частоты, так что батареи могут работать дольше без подзарядки.
Помимо предоставления функций понижения тактовой частоты, производители могут ограничить возможности машины, чтобы сделать ее более эффективной. Модели компьютеров с сокращенным набором команд (RISC) могут помочь производителям создавать устройства, работающие на меньшем энергопотреблении.
Разгон также может быть выполнен на графических процессорах графической карты , обычно с целью снижения тепловыделения. Например, можно настроить графический процессор на работу на более низких тактовых частотах при выполнении повседневных задач (например, просмотр интернета и обработка текста), что позволит карте работать при более низкой температуре и, следовательно, на более низких, более тихих скоростях вращения вентилятора. Затем графический процессор можно разогнать для более графически интенсивных приложений, таких как игры. Разгон графического процессора снизит производительность, но это снижение, вероятно, не будет заметно, за исключением графически интенсивных приложений.
Более новая и более быстрая оперативная память может быть разогнана для соответствия старым системам в качестве недорогого способа замены редкой или снятой с производства памяти. Это также может быть необходимо, если возникают проблемы со стабильностью при более высоких настройках, особенно в ПК с несколькими модулями памяти с разной тактовой частотой. Если процессор ПК разогнан, а тактовый фактор или множитель (соотношение между тактовой частотой процессора и памяти) не изменился, память также будет разогнана.
Динамическое масштабирование частоты (автоматическое понижение тактовой частоты) очень распространено на ноутбуках и стало обычным явлением и на настольных компьютерах. В ноутбуках процессор обычно автоматически понижает тактовую частоту, когда компьютер работает от батарей. Большинство современных процессоров для ноутбуков и настольных компьютеров (использующих схемы энергосбережения, такие как Cool'n'Quiet и PowerNow! от AMD [1] ) автоматически понижают тактовую частоту при небольшой нагрузке, когда BIOS машины и операционная система поддерживают это. Intel также использовала этот метод на многочисленных процессорах с помощью функции SpeedStep . SpeedStep впервые появился на таких чипах, как Core 2 Duo и некоторых моделях Pentium, а затем стал стандартом в моделях Core i3, i5 и i7 среднего и высокого класса.
Некоторые процессоры автоматически понижают тактовую частоту в качестве защитной меры, чтобы предотвратить перегрев, который может привести к необратимому повреждению. Когда такой процессор достигает уровня температуры , который считается слишком высоким для безопасной работы, активируется схема терморегулирования , автоматически снижающая тактовую частоту и напряжение ядра ЦП до тех пор, пока температура не вернется к безопасному уровню. В правильно охлажденной среде этот механизм должен срабатывать редко (если вообще срабатывает).
Существует несколько различных соревнований по разгону, схожих по формату с соревнованиями по разгону , за исключением того, что их цель — получить компьютер с самой низкой тактовой частотой, а не с самой высокой. [ какие? ] [ необходима цитата ]
В общем случае мощность, потребляемая процессором с емкостью C , работающим на частоте f и напряжении V, составляет приблизительно [4]
Ядро Linux поддерживает модуляцию частоты ЦП. В поддерживаемых процессорах использование cpufreq для получения доступа к этой функции дает системному администратору переменный уровень контроля над тактовой частотой ЦП . По умолчанию ядро включает шесть регуляторов: Conservative, Ondemand, Performance, Powersave, Userspace и Schedutil. [5] Регуляторы Conservative и Ondemand регулируют тактовую частоту в зависимости от загрузки ЦП, но каждый с разными алгоритмами. Регулятор Ondemand переходит на максимальную частоту при загрузке ЦП и постепенно уменьшает частоту при простое ЦП, тогда как регулятор Conservative увеличивает частоту постепенно при загрузке ЦП и постепенно переходит на самую низкую частоту при простое ЦП. Регуляторы Performance, Powersave и Userspace устанавливают тактовую частоту статически: Performance на самую высокую доступную, Powersave на самую низкую доступную и Userspace на частоту, определенную и контролируемую пользователем. Регулятор Schedutil оценивает нагрузку с помощью механизма отслеживания нагрузки по объектам (PELT) планировщика .
Underclocking можно выполнить вручную в BIOS или с помощью приложений Windows , или динамически, используя такие функции, как Intel SpeedStep или AMD Cool'n'Quiet . В Windows 7 и 10 underclocking можно установить в «расширенных» настройках плана управления питанием. [6] [7]
Более ранние модели Asus Eee PC использовали процессор Intel Celeron M с тактовой частотой 900 МГц, разогнанный до 630 МГц.
В EFI можно выполнить понижение тактовой частоты.
Большинство смартфонов и КПК , таких как Motorola Droid , Palm Pre и Apple iPhone , используют понижение тактовой частоты более мощного процессора, а не полную тактовую частоту менее мощного процессора, чтобы максимизировать срок службы батареи. Разработчики таких мобильных устройств часто обнаруживают, что более медленный процессор обеспечивает худшее время работы батареи, чем более мощный процессор с более низкой тактовой частотой . Они выбирают процессор на основе производительности на ватт процессора. [8]
Производительность машины с пониженной частотой часто будет лучше, чем можно было бы ожидать. При обычном использовании настольного компьютера полная мощность ЦП требуется редко. Даже когда система занята, большое количество времени обычно тратится на ожидание данных из памяти, диска или других устройств. Такие устройства взаимодействуют с ЦП через шину , которая работает с гораздо более низкой пропускной способностью. Как правило, чем ниже множитель ЦП (и, следовательно, тактовая частота ЦП), тем ближе его производительность к производительности шины и тем меньше времени он будет тратить на ожидание.
