Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Содержание

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Привет Пикабу! Если в 90-ые рост частоты процессоров нередко обгонял инфляцию, а от пары десятков мегагерц мы быстро дошли до гигагерца, то вот в текущем тысячелетии рост фактически остановился. Как 15 лет назад всякие Pentium 4 и Core Duo работали на частоте около 3 ГГц, так и сейчас всякие Core i5 и Ryzen топчутся около этой отметки, а 5 ГГц считается отличным разгоном, доступным не всем.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Почему так? Почему мы не видим процессоров с частотами в десятки и сотни гигагерц?

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Что же остановило рост? Давайте разбираться. Как всегда, текстовая версия под видео.

Увеличению частоты в лоб мешает рост тепловыделения

Только не пугайтесь — мы на секундочку залезем в физику. Ничего жуткого, просто тепловыделение процессора, Q, пропорционально квадрату напряжения на нем V, умноженное на его частоту F (Q

V²F). При этом любой оверклокер скажет вам, что частота и напряжение процессора связаны — чтобы поднять первое, нужно поднимать и второе.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Еще чуть-чуть физики. Честно, в последний раз. Не секрет, что процессоры состоят из миллионов и миллиардов транзисторов — по сути переключателей. Чтобы эти переключатели переключали, на них нужно накопить определенный заряд. А заряд у нас пропорционален току, тот — напряжению. То есть получается, что скорость переключения транзисторов процессора — грубо говоря, его частота — прямо пропорциональна напряжению на нем (V

Объединим наши две формулы и получим, что тепловыделение процессора пропорционально аж кубу частоты (Q

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Что это значит? Допустим, у нас есть процессор с частотой в 2 ГГц и тепловыделением около 50 Вт. Если мы захотим поднять его частоту вдвое, до 4 ГГц, нам придется увеличить тепловыделение аж в 8 раз, до 400 Вт.

Очевидно, отвести такое количество тепла от процессора сможет только система водяного охлаждения, да и то далеко не каждая. Конечно, нужно понимать, что формулы выше лишь приблизительны, но суть они передают верно: даже небольшой рост частоты приводит к ощутимому росту тепловыделения. А если учесть, что наши системы охлаждения как умели 10 лет назад отводить около 100-200 Вт тепла, так и умеют, рост частоты просто-напросто уперся в TDP.

Уменьшение техпроцесса

Ладно, в лоб не получилось. А почему бы не заняться внутренней оптимизацией процессора? Ведь что такое по сути частота процессора — это то, сколько операций в секунду он может делать. Поэтому если снизить время на одну операцию — их в секунду процессор станет делать больше и его частота вырастет. Бинго? Да, но и тут все сложно.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Самый простой способ — опять же в лоб. Просто берем и уменьшаем составные части процессора. Так как скорость перемещения сигналов — константа и сравнима со скоростью света, то чем меньшее растояние сигналам нужно проходить, тем быстрее они будут это делать и тем быстрее будет работать процессор.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

То есть, иными словами, один из способов ускорить процессор — это перейти на более тонкий техпроцесс. Казалось бы, это происходит постоянно: если 10 лет назад Intel удивляла нас 22 нм чипами, то теперь TSMC уже производит 5 нм камни и не за горами переход на 3 нм. То есть на бумаге техпроцесс за это время уменьшился аж в 4 раза. А вот роста частоты почти не видно: как топтались около 4 ГГц в случае с Intel Core 2-ого поколения, так и топчемся уже с Core 10-ого поколения или новыми AMD Ryzen 5000.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Все дело в том, что уменьшение техпроцесса — фейковое. Около десяти лет назад компании перешли на трехмерный способ расположения транзисторов, а считать их плотность продолжили по площади. Вот и получилось, что на бумаге техпроцесс уменьшился сильно, а вот на деле ключевые размеры транзисторов уменьшились слабо.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Ну и добавим сюда то, что сами размеры кристаллов выросли вслед за ростом числа ядер, то есть сигналам приходится проходить большее расстояние.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Вот и получается, что на деле никакого роста частоты мы и не видим.

Оптимизация конвейера

Окей, в лоб частоту поднимать не получится из-за тепловыделение, а уменьшение техпроцесса у нас маркетинговое. А почему бы не заняться программными оптимизациями? Различные операции процессор считает по конвейерному принципу, разбивая их на более простые инструкции, которые считаются несколько тактов друг за дружкой. Причем время такта привязано к самой длинной части инструкции, то есть при выполнении более простых частей инструкции некоторое время процессор простаивает.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Простой — непорядок, скажете вы и будете правы. Как от него избавиться? Ну, можно снизить время на выполнение самой длинной части инструкции — в таком случае тактов в секунде станет больше, а значит процессор будет работать быстрее и его частота поднимется.

Проблема в том, что тут уже заоптимизировано все дальше некуда. Так, например, операция деления стоит современным процессорам пару десятков тактов. Сможете уменьшить это число хотя бы на один такт, и Intel с AMD вас озолотят.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Процессор, Частота, Технологии, Видео, Длиннопост

Вторая проблема в том, что нередко самая длинная часть инструкции цепляется за предыдущие, и разбить ее нельзя. Банальный пример из жизни — это постройка дома: пока вы не возвели стены текущего этажа, вы не можете начать заниматься полом следующего. Даже если у вас уже готовы и кран, и плиты, и есть рабочие. Вот и получается, что есть казалось бы несвязанные операции «постройка стен» и «укладка пола», но разделить их нельзя, и они тянутся как одна длинная инструкция, вызывая простой процессора на более мелких.

И… все. Больше способов поднять частоту нет

В итоге к чему мы пришли? Раз охлаждать жидким азотом процессоры мы не хотим, тепловыделение ограничивает рост частоты. Техпроцесс уменьшается фейково, к тому же сами кристаллы нередко растут. В программном плане все заоптимизировано по максимуму.

Вот и получается, что просто нет больше способов частоте расти. Это в 90-ые годы был простор, когда можно было без проблем повышать тепловыделение процессоров вдвое, с 5 аж до целых 10 Вт, тем самым обеспечивая рост частоты. Тогда можно было легко снижать техпроцессы с микрометров до сотен нанометров. Ну и конвейер оптимизировать было куда. А сейчас, увы, почти всего этого нет, так что скорее всего даже 10 ГГц мы не увидим в процессорах вообще никогда.

Надеюсь это было доступно. Возможно в будущем случится какое нибудь открытие в области передачи и отвода тепла или появятся процессоры на одноатомных транзисторах, разработки в этом направлении уже ведутся или будущее за ARM?

Закон Мура больше не работает. Удваивать количество транзисторов на кристалле, каждые 2 года не получается. Нам нужно искать другой проводник или технологию, чтобы двигаться дальше.

Современные транзисторы измеряются тысячами атомов, поэтому их размеры ещё можно уменьшить в сотню раз, как минимум. Мастодонт процессоростроения Джим Келлер считает, что масштабировать полупроводниковые транзисторы можно будет ещё лет двадцать. А вы в это верите? Конечно да! этот мужик создал архитектуру AMD Zen, спроектировал процессоры для Apple и Intel.

Следим за событиями. Есть идея! Коли пошла такая пьянка, вы хотите услышать честное мнение редакции на тему домашнего майнинга? Если да! Напишите об это в комментах!

Еще влияет подвижность электронов в материале. Если взять материал с большей подвижностью — можно поднимать частоту выше при сравнимом тепловыделении. Например, A3B5-полупроводники (из комбинации элементов III и V группы таблицы Менделеева) спокойно держат десятки и сотни гигагерц. Те же арсенид галлия, фосфид галлия, алингап. Но есть нюанс — они не очень подходят для изготовления микросхем. Единичные элементы (транзистор, светодиод, диод) — можно сделать на одном кристалле. А вот энное количество переходов — уже проблематично.

Материаловеды уже полста лет бьются над этими проблемами, т.к. интегральная фотоника — кардинальный путь ускорить вычисления. Но пока болт.

Ждем пост о том, почему для майнинга все покупают видеокарты, а не обычные процессоры.

«. 2 ГГц и тепловыделением около 50 Вт. Если мы захотим поднять его частоту вдвое, до 4 ГГц, нам придется увеличить тепловыделение аж в 8 раз, до 400 Вт.»

Для 400 Вт нужно поднять напряжение ядра до каких-то немыслимых величин. Только незачем.

Разгон на воздухе с 2,7 до 4,3 ГГц — тепловыделение увеличивается в 1,5. 2 раза — основано на личном опыте.

Нет кубической зависимости от частоты, даже квадратичной нет. Есть зависимость(квадратичная) от напряжения ядра.

Замедление и даже остановка роста частоты связана с отсутствием технологий производства высокочастотных транзисторов, применяемых в процессорах. А уменьшение техпроцесса затруднено утечками затворов тех самых транзисторов.

Как-то так, если не ошибаюсь. ))

Это ваша статья или копипаста? Если ваша, где тэг «мое»? Если копипаста — где ссыль на источник и автора?

Статья шикарна, автор — просто гений. Рассказать сложное человеческим языком и не скатиться в снобистские термины и не погрязнуть там — это талант.

Всегда с уважением относился к компьютерным специалистам. Придут, что-то подключат,постучат по клаве и хлоп — синий экран смерти. Но хотя бы исчез назойливый баннер с порносайта.)

Давай, давай дальше рассказывай, оч.интересно

отмазал мировое правительство и его заговоры.

Пожалуйста, убедите меня что я не прав.
Чем тоньше техпроцесс — тем меньше емкость на затворе полевого транзистора, тем меньше дури мы тратим на его перезаряд. Тем меньше греется проц.

А теперь вангование.

Пилить особо многоядерные системы смысла нет, потому что накладные по диспетчеризации доступа к общим ресурсам(кэш, память, интерфейсные шины) растут жестко. Но.

Очень много приложений которые почти не взаимодействуют данными друг с другом. и в смартфоне и на компе и на сервере. Т.о. можно ванговать рано или поздно лет через 10. будут пилить что-то типа полуизолированных 20 блоков по 8 1ГГц процессоров и 2Гб памяти в каждом.
Если какому-то приложению может требоваться больше памяти или выч-способностией программисты должны запиливать его как мультипроцессное.
ОС будет другая конечно.

А можно еще так: в одном компе например 10-100 изолированных АРМ-компов, связанных 10Гбсеткой между собою и хранилищем, Интерфейсный ввод-вывод диспечеризируется. Т.о. Мощные приложения не будут драться за ресурсы друг с другом.

Ишо интересен момент. Чисто теоретически, Можно ли запилить такой проц/систему, чтобы чтобы антивирусный монитор не особо мешал работе ресурсоемким программам.
Т.е. антивирус держит руку на пульсе не через драйвер, который все перхватывает, а прям железячно. Само-собой ос должна быть «инновационной» и они должны быть заточен друг для друга как шерочка с машерочкой.

Эт все очень сложно и долго делать. Но мы уже вполне упираемся в предел, а тут вроде как из предела физического нм мы упираемся лишь в предел человеческий: сколько нам надо времени чтобы запилить вот такого «Франкинштейна».

В каком-то виде это уже есть сейчас. Например суперкомпьютер это фактически «многокомпьютер» + ПО. Но там гоняются узкоспециализированные одинаковые задачи на тысячах ядер. А вот типа для дома для семьи.

Кстати, а бонусом будет, что если один из «блоков» сдохнет, система может просто его отключить и работать дальше.(если предусмотреть такой финт).

Уменьшение тех. процессов не фейковые, просто из-за разности способов измерения и отсутствия строгой стандартизации этого измерения как раз и существуют отличия.
Если сравнивать разницу при уменьшении техпроцесса надо сравнивать в одной технологии и разница будет очевидна

вот где ты был добрый человек 2 месяца назад- я так бы и сидел на разогнанном до 4.6 2500k))

Что-то случай вспомнился. У жены ноутбук есть на процессоре intel core t5550 1.8ghz техпроцесс 65nm. Решил я его чуть ускорить, купил у Алика t9300 2.5ghz 45nm техпроцесс, в 3 раза больше кэш при том же тепловом пакете. Поставил ничего больше не меняя, а ноутбук вентиляторами крутит как будто на взлет собирается и температура градусов на 10 выше чем у старого процессора при тех же задачах. Пересобрал, ничего не изменилось. Поставил старый процессор обратно. Но через пару месяцев на каком-то железячном форуме зацепился за фразу, что при смене процессора на более новый, с меньшей площадью поверхности теплопроводности пасты не хватило для рассеивания тепла.

Открываю сравнение моих процессоров, площадь в полтора раза меньше у нового. Смотрю свою термопасту, смотрю лучшие современные, моя в 4 раза хуже проводит, чем мх4. Покупаю новую термопасту, ставлю новый процессор с термопастой и все замечательно работает.

инфляция в 94-99гг 191%?

вы, видимо нежили в то время, только официальная инфляция 500%. и то мне кажется криво считали и должно быть больше. а если ещё захватить 93й -840% или 92й — 2500%

Иллюстрация к комментарию

На самом деле материал (текстовый смотрел) подан довольно грубо. Есть ошибки если копнуть глубже, но в целом по верхах верно.

Нет, нельзя. PN переход должен оставаться переходом. Если его уменьшать, то он перестанет работать. попробуйте ширину дороги уменьшить, нужно место как минимум под два колеса. Вот и с транзисторами также, если уменьшать зоны транзистора, особенно базу и затвор, то слой будет недостаточен, чтобы ограничить ток. Короче, уменьшите зоны — получите всегда открытый транзистор.

А про майнинг расскажите пожалуйста вот что: все эти видеокарты занимаются какими то вычислениями. А что они собственно вычисляют? бесполезную фигню типа насколько длинное число Пи? Или всё же кто-то подсуетился и вычисляют что-то реально полезное в народном хозяйстве?

И слава богу. Я десятый год сижу на и7 2600 и играюсь в игрушки на высоком/ультра высоком. Раз в 3 года видюху меняю и нормально.

Статья интересная, подписался) разве что про частоты современные слегка загнули, ща тот же 5900х по всем 12 ядрам под хорошим воздухом имеет 4,6 GHz, в малопоточной нагрузке — 4,8-4,9. Ну с интелов сок выжимают уже какое поколение))

Так что, имхо, все же процы современные топчутся около 4,5-5GHz.

С картинки "из будущего" поржал)

Иллюстрация к комментарию

На самом деле этот ступор в росте частот не так уж и вреден. Рано или поздно ОС и ПО вынужденно начнут оптимизировать и ужимать в потребляемых вычислительных ресурсах. Ну и пока позволяет для повседневных задач использовать даже весьма пожилые компьютеры.

Вот буквально пару дней назад читал про майнинг на серверных процах. Так что да, хочу услышать мнение!

Автор, тут бы упомянуть заодно Мура с его правилом, по нему, вроде, вопросов нет, так как там про количество кристаллов говорится.

Да, в начале нулевых покупая тот же П2 или П3 через несколько лет приходилось обновлять (обновлял до core2duo), так как начинал тормозить. А сейчас есть ноут (core5 первого или второго покаления), ему больше 10 лет, поставив ссд работать можно без особых проблем. А комп с видяхой 1080, которому уже 5-ый год тянет всё без проблем и не думает торомозить (ттт чтоб не сглазить). И естественно все современные игры идут в максималках.

К слову, а почему не сделать охлаждение как в холодильнике ? При достижении температуры в 80°С включается компрессор и всё отлично охлаждается.

Для ЛЛ: почем не растет частота? — там и так все максимально заебок

Спасибо за статью!

Давно читал про троичные компьютеры, выполняющие вычисления в два раза быстрее компьютеров на двоичной логике. Как думаете, может это следующий шаг к повышению производительности?

Недавно только задавался этим вопросом, но не мог найти толковую информацию в гугле. Спасибо автору!

Скажите — Ryzen 9 5900x в авторазгоне взял частоту 4650 ГГц.

Я сам не оверлокер — просто запустил dual intelligent processors 5 и она выдала +25% от стока.

Это как, норм? Стоит дальше копаться и тянуть?

Иллюстрация к комментарию

А про майнинг почитать интересно было бы.

Почему уменьшение техпроцесса фейковое? @myironcomp

Кто напишет статью про влияние архитектуры микропроцессора на его производительность? Насколько я знаю, раньше использовалась архитектура фон Неймана, которая подразумевала CISC набор команд (complex instruction set computing). Со временем дошли до понимания того, что RISС ядро более производительное, но нужно делать совместимость со старым кодом. В итоге в процессорах винегрет из RISC ядра в CISC обрамлении. А иначе нужно делать революцию в мире ПК. Может все, что я написал — это бред, но где-то подобное читал. Как сейчас обстоят дела с противоречием: обеспечить совместимость кода и сделать рывок в производительности с изменением архитектуры процессора?

Иллюстрация к комментарию

Чот нестыковка в голове.

Допустим, кастомной СВО или фреоном я могу отвести 600вт с крышки. Любой чип при этом выдержит 6+ GHz? Нет же.

Будущее за квантовыми компьютерами. «Производильность», которых будет настолько велико, это как калькулятор электроника и соверменным процессором. Представьте, что один такт это мгновенно

Допустим, у нас есть процессор с частотой в 2 ГГц и тепловыделением около 50 Вт. Если мы захотим поднять его частоту вдвое, до 4 ГГц, нам придется увеличить тепловыделение аж в 8 раз, до 400 Вт.

Pentium 1 — 100MHz — 10W
Значит 1000MHz — 10000W 👍

Вот на моменте когда начали задвигать про то что "чем меньше процессор, тем быстрее сигнал будет проходить через него" — читать бросил. Не. Я понимаю, что упрощение и все такое. Но мне как физику хочется плакать от фраз типа "скорость света постоянна". Может ещё это, вода только при 100 градусах кипит?

Вот про тепловыделение — это да. Отчасти. Стоит пояснить, что тепло выделяется ее просто так, а когда ток протекает через проводник, который имеет сопротивление. По большей части ток а цифровых схемах тратиться на перезарядку ёмкостей затворов транзисторов. Полевой транзистор по сути ёмкость. Есть конечно сквозные токи в момент переключения. Ещё токи утечки, имхо ничто не идеально под луною.

И по сути да. Разгон до 5ГГц сейчас придел потому как чем сложнее система — тем больше в ней дефектов. Не каждый проц можно разогнать до таких частот потому как за счёт тех самых дефектов при одной скорости он будет функционировать а при большей ему будет каюк.

В треде про процы со своим «геймерским» E2180. Вообще не понимаю ваших проблем.

Чет хрень какая-то. POWER6 работал на частоте аж 5 ггц. И нормально не 65 нм не мешали и для охлаждения жидкий азот не требовался. Как такто?

Ну AMD же вроде указали путь. От качественного перешли к количественному. Линейка процессоров EPYC тому пример и результат, как мне кажется, потрясающий. До 64 (. ) физических ядер. Да, это серверные процессоры. но честно, в моем ПК уже 8 лет пыхтит Xeon E3-1230 v3. в общем ПК прекрасно работают на серверном железе

Вот лайт обзор на один из таких монстров (англ язык):

Предпросмотр

а мне интересно как написать такую же программу как kryptex чтобы майнить на чужих компьютерах.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

От iMac до Марса. Марсоход Perseverance работает на том же процессоре, что и iMac 1998 года

Новенький марсоход NASA под названием Perseverance — самая современная машина, когда-либо совершавшая посадку на Марс. Но когда мы говорим о марсоходах, слово «современный» — субъективное определение. Perseverance работает на базе PowerPC 750, одноядерном процессоре с тактовой частотой 233 МГц и всего с 6 млн транзисторов. PowerPC 750 известен тем, что использовался в iMac «Bondi blue» 1998 года. Кстати, такой же процессор NASA уже использует в марсоходе Curiosity.

От iMac до Марса. Марсоход Perseverance работает на том же процессоре, что и iMac 1998 года Космос, Космонавтика, Технологии, NASA, Процессор, Марсоход, Длиннопост

На первый взгляд, не самый лучший выбор, верно? Даже несмотря на трудности с покупкой компьютерных комплектующих в наши дни, NASA наверняка могли бы выделить $500, например, для чего-то вроде процессора Intel Core i9-10900K (с 10 ядрами и максимальной тактовой частотой 5,3 ГГц). Учитывая, что Perseverance обошелся NASA в $2.7 млрд. Но, как объясняет издание New Scientist, такой прогрессивный чип, на самом деле, только навредит работе марсохода из-за особых условий на Марсе.

От iMac до Марса. Марсоход Perseverance работает на том же процессоре, что и iMac 1998 года Космос, Космонавтика, Технологии, NASA, Процессор, Марсоход, Длиннопост

Во многом это связано с тем, что атмосфера Марса намного меньше защищает от вредного излучения и заряженных частиц, чем атмосфера Земли. Сильный выброс радиации может нанести серьезный ущерб чувствительной электронике: чем сложнее микросхемы, тем больше шансов, что они выйдут из строя. На расстоянии 138 млн миль NASA не может просто взять и поменять процессор, если что-то пойдет не так. Именно поэтому марсоход Perseverance имеет два вычислительных модуля: один из них является резервным. Третья копия модуля также находится на борту для анализа изображений.

Чтобы сделать всю систему более надежной, чип PowerPC 750 в Perseverance немного отличается от чипа в старых добрых iMac. Технически это центральный процессор RAD750, особый вариант с защитой от радиации, стоящий более $200 тыс. Помимо Perseverance и Curiosity, он используется и в космическом гамма-телескопе Ферми, орбитальном аппарате Lunar Reconnaissance Orbiter, космическом аппарате для изучения комет Deep Impact, телескопе «Кеплер» и других.

Хотя процессор и кажется нам слабым и устаревшим по сравнению с современными смартфонами или игровыми ПК, в спецификации NASA для Perseverance отмечается, что он намного мощнее, чем процессоры более ранних марсоходов, например, Spirit или Opportunity: его тактовая частота 200 МГц, это в 10 раз выше, чем у указанных прошлых марсоходов; у Perseverance 2 ГБ флеш-памяти, это значит, что объем его хранилища в восемь раз больше, чем у более ранних аппаратов. В заключение отметим, что Perseverance имеет 256 МB ОЗУ на тот случай, если вы захотите построить свой собственный марсоход.

Автор: Chaim Gartenberg

Подпишись, чтобы не пропустить новые интересные посты!

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Как работают процессоры? (переведено на русский)

Суровый процессор 1900ВМ2Т

Знакомься, это микросхема со страшным названием 1900ВМ2Т-ЮКСУ.431281.105ТУ

Суровый процессор 1900ВМ2Т Процессор, Технологии, Отказоустойчивость, Длиннопост, Электроника, Радиация

Это очень крутой процессор! И стоит он немногим больше 70 тысяч российских рублей. Но не спеши доставать заначку и бежать в магазин, этот процессор слишком крут для тебя.

Он не для пикабу, он не для игрушек. Этот процессор — космонавт. Он может летать в космос и за это ему ничего не будет. Надежный как кувалда, быстрый как. ну да, не очень быстрый. Но это ему и не нужно, он космонавт. Для космонавта главное что. Правильно, надежность!

Суровый процессор 1900ВМ2Т Процессор, Технологии, Отказоустойчивость, Длиннопост, Электроника, Радиация

Надежность это просто! Берем корпус 4238.108-2, запихиваем туда, по хитрому, три процессора и получаем очень суровый 1900ВМ2Т.

Ты скажешь, — И что? У меня тут 16 ядер в проце! В чем фишка то, в чем суровость?

— А фишка в том, что эти 3 процессора выполняют одну и ту же задачу. Сечешь? Они считают одно и то же! Это как на нескольких калькуляторах одновременно вычислять сколько будет 2+2

Суровый процессор 1900ВМ2Т Процессор, Технологии, Отказоустойчивость, Длиннопост, Электроника, Радиация

Да-да, мой юный друг, они считают одно и то же, одновременно. Это называется троирование или тройное модульное резервирование .

Трое считают одно и то же, а в конце сравнивают результат, если у одного результат отличается то он ошибся и верить двум, ну а если же у всех результат разный, то наступил глобальный пиздец и верить никому нельзя.

Зачем такое нужно? Всё очень просто. Это радиационно-устойчивая электроника!

Суровый процессор 1900ВМ2Т Процессор, Технологии, Отказоустойчивость, Длиннопост, Электроника, Радиация

У тебя есть брутальный мега-защищенный смартфон? Я тебя разочарую. Твой смартфоша не протянет и секунды в тех условиях, которые для этого сурового зверя являются штатными.

Можешь и дальше радоваться поливая свой смарт водичкой, бережно посыпая песочком и роняя на ковер со стола. Даже IP69 это всего лишь защита от воды и пыли, но не от радиации!

Суровый процессор 1900ВМ2Т Процессор, Технологии, Отказоустойчивость, Длиннопост, Электроника, Радиация

Радиация проникает в любое устройство и нарушает работу любой электроники. Любой, но только не 1900ВМ2Т.

Этот микросхема продолжит работать, исправно считая траекторию полета космического аппарата, и тройное резервирование всего лишь одна из мер примененных для обеспечения живучести и работоспособности этого сурового зверя.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Процессоры Intel научились автоматически оптимизировать графику в видеоиграх

Процессоры Intel научились автоматически оптимизировать графику в видеоиграх Intel, Игры, Процессор, Оптимизация, Технологии

Корпорация Intel выпустила обновление драйверов для своих процессоров с интегрированными графическими системами, благодаря которому они смогут автоматически оптимизировать качество графики в видеоиграх под возможности конкретно взятого компьютера. Эта новая функция во многом схожа с приложением NVIDIA GeForce Experience, которое было разработано для того, чтобы максимизировать производительность игр в зависимости от железа, на котором они запущены.

Встроенные в современные процессоры графические системы далеки от той вычислительной мощности, что обеспечивают дискретные GPU. Именно поэтому пользователям приходится выбирать оптимальные настройки, идти на множество компромиссов, чтобы хотя бы суметь запустить некоторые видеоигры. Подобные драйверы уже есть у AMD и NVIDIA, поэтому Intel решила не оставаться в стороне и тоже порадовать поклонников видеоигр, предпочитающих процессоры кремниевого гиганта. Новая функция содержится в версии драйверов под номером 15.65 и доступна прямо сейчас.

Обновлённые драйвера будут особенно полезны пользователям, предпочитающим играть в игры на своих лэптопах, которые (если только речь не идёт о мощных геймерских устройствах), как правило, не предназначены для этого. Разумеется, поддерживать данную функцию будут далеко не все процессоры, а лишь CPU, начиная с семейства Skylake и новее. Обновлённые драйверы затрагивают не только интегрированные графические системы самой Intel, но и, например, новый процессор Kaby Lake G, в который встроена графическая система AMD.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

ASUS выпустила конкурента Raspberry Pi с более высокой производительностью

ASUS выпустила конкурента Raspberry Pi с более высокой производительностью Asus, Технологии, 4 ядерный, Процессор, Длиннопост

Компактная компьютерная система Raspberry Pi является отличным решением для создания различных самодельных устройств. Однако недостатком Raspberry Pi является сравнительно невысокая производительность. Компания ASUS решила устранить эту проблему, выпустив собственный микрокомпьютер Tinker Board. Он сопоставим по размерам с Raspberry Pi, но обладает повышенной производительностью.

Так, в ASUS Tinker Board используется 4-ядерный процессор Rockchip (ARM Cortex-A17, 1,8 ГГц), который способен воспроизводить видео в разрешении 4K и поддерживает 24-битный звук. Благодаря этому система может использоваться в качестве основы для медиа центра. Кроме того, устройство несёт на борту 2 ГБ оперативной памяти LPDDR3 (в 2 раза больше, чем у Raspberry Pi), порт Micro SD с поддержкой UHS-I, 40-контактный разъём для подключения внешних устройств. Также в наличии имеются встроенные модули беспроводной связи Bluetooth 4.0 и Wi-Fi 802.11 b/g/n, гигабитный сетевой порт Ethernet, 4 порта USB 2.0, 3,5-миллиметровый звуковой разъём, видеовыход HDMI 2.0, порты CSI и DSI, контакты для PWM и S/PDIF сигналов. Tinker Board работает на версии Debian Linux и поддерживает Kodi.

Сам мини-компьютер оценивается в $68.

ASUS выпустила конкурента Raspberry Pi с более высокой производительностью Asus, Технологии, 4 ядерный, Процессор, Длиннопост

ASUS выпустила конкурента Raspberry Pi с более высокой производительностью Asus, Технологии, 4 ядерный, Процессор, Длиннопост

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Релиз процессоров AMD Zen запланирован на 17 января

По мере приближения даты релиза процессоров AMD Zen в сети появляется всё больше сведений об этих чипах. По данным MAXSUN, начало продаж новых процессоров запланировано на 17 января 2017 года, а их анонс ожидается во время проведения выставки CES в начале января.

Первоначально будут выпущены топовые процессоры AMD Zen линейки SR7 (хотя схема наименований ещё может быть неокончательной). Цена таких чипов ожидается на уровне $250-$300. За эту стоимость пользователи получат высокопроизводительное решение, включающее 8 вычислительных ядер и поддерживающее выполнение 16 потоков инструкций. Производительность такого процессора будет сопоставима с производительностью эквивалентного в плане характеристик чипа Intel i7-6900K (8 вычислительных ядер, 16 потоков). Но цена решения Intel находится на уровне $1089. Правда, сравнение производительности проводилось компанией AMD в тесте Blender при установлении такой же частоты, как и у инженерного образца Zen – 3 ГГц.

Что касается коммерческих экземпляров AMD Zen, то их рабочая частота будет немного повышена по сравнению с инженерным образцом. Базовая частота составит 3,15-3,30 ГГц, повышенная частота – 3,5 ГГц. При этом отмечается, что новые процессоры неплохо поддаются разгону – до 4,2 ГГц при использовании обычных систем охлаждения и до 5 ГГц под жидким азотом.

Релиз процессоров AMD Zen запланирован на 17 января AMD, Процессор, Технологии, 8 ядер, Релиз

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

ARM создала GPU Mali-G51 для проектов виртуальной реальности

ARM создала GPU Mali-G51 для проектов виртуальной реальности Виртуальная реальность, Чип, Процессор, Технологии, Длиннопост

Различные компании проявляют интерес к устройствам виртуальной реальности и сталкиваются с проблемой недостаточной производительности ряда имеющихся графических чипов. Так, для шлемов виртуальной реальности требуется использовать дорогие компьютеры или флагманские смартфоны. Но компания ARM обещает решить эту проблему в мобильном сегменте.

Инженеры ARM разработали новый графический процессор Mali-G51, созданный специально для проектов виртуальной реальности. Данный GPU основан на архитектуре Bifrost и поддерживает API Vulkan. Особенностью новинки является использование двухшейдерной архитектуры, что позволяет обрабатывать два пикселя за один такт. Благодаря этому можно выполнять тот же объём работы, используя меньше ресурсов (как в плане энергии, так и размера чипа).

Фактически, Mali-G51 обеспечит прирост энергоэффективности на 60% по сравнению с GPU Mali-T830, выполняя такой же объём работы. Также новинка потребует для этого меньше транзисторов, благодаря чему будет иметь более компактные размеры (на 30%) и меньшую стоимость. Как ожидается, готовые коммерческие продукты с новым GPU Mali-G51. На его основе удастся создавать доступные устройства с поддержкой виртуальной реальности.

ARM также анонсировала новый видео процессор Mali-V61. Он предназначен для захвата и потоковой трансляции видео и может использоваться в составе различных устройств – от дронов до умных телевизоров. Устройство обеспечивает возможность масштабирования и может обеспечивать поддержку видео от 1080p с частотой 60 кадров в секунду на одном ядре до 4K с частотой 120 кадров в секунду на восьми ядрах. Заявлена поддержка кодеков HEVC и VP9.

ARM создала GPU Mali-G51 для проектов виртуальной реальности Виртуальная реальность, Чип, Процессор, Технологии, Длиннопост

ARM создала GPU Mali-G51 для проектов виртуальной реальности Виртуальная реальность, Чип, Процессор, Технологии, Длиннопост

ARM создала GPU Mali-G51 для проектов виртуальной реальности Виртуальная реальность, Чип, Процессор, Технологии, Длиннопост

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Вторая жизнь закона Мура: в ближайшие пять лет транзисторы перестанут уменьшаться в размерах

Отчет International Technology Roadmap for Semiconductors (ITRS) за прошлый год, опубликованный Ассоциацией полупроводниковой промышленности (Semiconductor Industry Association, SIA), куда в числе остальных входят IBM и Intel, дает представление о главных технологических трудностях и возможностях, которые ожидают индустрию в ближайшие 15 лет.

По прогнозу SIA, после 2021 года дальнейшее уменьшение размеров транзисторов станет принципиально недостижимой целью. Попросту говоря, дальнейшее уменьшение технологических норм будет экономически нецелесообразно – инвестиции компании попросту могут не окупиться. Как утверждается, выходом из ситуации может стать смещение акцента в направлении объемной компоновки и других технологий повышения плотности размещения транзисторов.

Составители отчета приводят несколько веских доводов в пользу этой гипотез. Количество желающих участвовать в производстве полупроводниковых устройств, становится все меньше: Intel, GlobalFoundries (бывшее производственное подразделение AMD), Samsung и TSMC – единственные оставшиеся крупные игроки. Разумеется, нет никаких гарантий того, что в один прекрасный момент этот узкий круг не сузится еще больше. Недавних отказ Intel от традиционной двухступенчатой схемы «тик-так» в пользу трехступенчатой как нельзя лучше отражают нынешнее положение дел – избегать проблем с огромными потерями энергии становится все труднее.

Само собой, все это вовсе не означает, что «закон» Мура, постулирующий регулярное удвоение плотности размещения элементов в интегральных схемах, утратит силу в ближайшие пять лет. Объемная компоновка и прочие ухищрение наверняка помогут ему продержаться еще какое-то время. Насколько долго – сказать сложно. Кроме того, тут важно подчеркнуть, что это всего лишь прогноз, а не «приговор». За последнее время подобных неутешительных прогнозов, предрекающих конец развития процессоров, было вагон и маленькая тележка. Порой даже возникает впечатления, что все они делаются, чтобы затем быть опровергнутыми очередной многообещающей разработкой исследователей вроде транзисторов на углеродных нанотрубках IBM. Пожалуй, сейчас главный вопрос в том, на какие именно шаги пойдут полупроводниковые гиганты, дабы перепрыгнуть через эту «кирпичную стену» и обеспечить возможность создания процессоров с более сложной структурой и высокой производительностью.

Процессор не работает на полной скорости в Windows 10

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Windows

Почти на любом ноутбуке или настольном компьютере с Windows скорость работы ЦП различна. Вы должны знать, что процессор не работает на полной скорости все время. Это зависит от того, как ОС распределяет нагрузку, и работает ли она соответственно. Однако, если процессор не работает на полной скорости в Windows 10 даже при большой рабочей нагрузке, то ситуация требует некоторого внимания. Если вы хотите проверить, вы можете запустить любой инструмент стресс-тестирования процессора, чтобы проверить, остается ли скорость низкой.

Процессор не работает на полной скорости

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Этот сценарий чаще встречается в ноутбуках, поскольку они работают от батареи. Процессор Intel использует технологию Speed ​​Stepping . Это означает, что при выполнении небольших задач скорость процессора снижается.

Однако, если это происходит при использовании тяжелого приложения, это может быть из-за низкого заряда батареи. Windows сделает все возможное, чтобы компьютер работал как можно дольше. Это происходит за счет снижения скорости процессора или процессора. Тем не менее, время от времени вы готовы пожертвовать батареей, чтобы обеспечить своевременное выполнение работы.

1] Установите максимальное состояние процессора в параметрах питания

Введите control в поле поиска. Он покажет классическую панель управления вместе с популярными опциями.

Нажмите Параметры электропитания> Изменить параметры плана> Изменить дополнительные параметры питания.

Перейдите в раздел Управление питанием процессора> Максимальное состояние процессора .
Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Выберите 100%, когда он на батарее и подключен.

Затем разверните параметр Политика охлаждения системы и убедитесь, что он установлен как активный. Это обеспечит отсутствие перегрева.

Примените это изменение ко всем профилям управления питанием.

Таким образом, ваш процессор будет работать на максимальной мощности все время.

2] Обновите или отключите драйвер управления питанием Intel

Компьютеры на базе Intel имеют специальное программное обеспечение, которое контролирует скорость процессора и скорость вентилятора, когда это необходимо для экономии заряда батареи. Вы можете временно отключить его и проверить, изменяется ли скорость вентилятора ЦП.

Перезагрузите компьютер, удерживая клавишу SHIFT, чтобы загрузить компьютер в режим устранения неполадок или расширенный режим.

Перейдите в раздел Устранение неполадок > Дополнительные параметры > Командная строка .

Перейдите в каталог C: Windows System32 driver.

Переименуйте файл Intelppm с помощью этой команды « ren intelppm.sys intelppm.sys.bak»

Если вы не можете найти драйверы в C: Windows System32 driver , проверьте, доступны ли они в каталоге C: Drivers IntelPPM .

Скорость процессора должна измениться, если в системе отсутствует драйвер Intel. Если вы хотите включить, выполните те же действия и переименуйте файл снова.

3] Отключить IPPM через реестр или командную строку

Введите regedit в поле Начать поиск и нажмите Enter.

HKEY_LOCAL_MACHINE SYSTEM CurrentControlSet Services intelppm

Дважды нажмите, а затем измените значение клавиши Пуск на 4 .

Закройте редактор реестра и перезагрузите компьютер.

В качестве альтернативы вы можете выполнить следующее в командной строке с повышенными правами:

Команда Sc config изменяет значение записей службы в реестре и базе данных Service Control Manager.

Эти советы должны обеспечить постоянную работу процессора на максимальной мощности.

Хотя на настольных компьютерах это нормально, обязательно используйте его с умом при работе с ноутбуками.

Разгон на «постоянку» в современных процессорах

В текущий момент процессоры поступают в продажу по сути уже практически с максимальным разгоном, если говорить про обычный подход к разгону, когда задача — выставить максимальную частоту и подобрать к ней рабочее напряжение.

На Intel так можно получить лишь сущие копейки производительности, а на AMD так и вовсе результат в разгоне в играх может быть ниже, чем в стоке.

Причина тут проста — для того чтобы зафиксировать максимальную частоту — нужно добиться стабильной работы на этой частоте, в том числе и в тяжёлых задачах. Которые по сути мало кому нужны и подобные нагрузки у обычных пользователей длятся считанные секунды, но этого хватает, чтобы система зависала при нестбильном разгоне.

В общем — самый обычный метод разгона работать уже практически перестал и по сути — устарел. Применим он только для оверклокинга не для повседневной работы, а для, так скажем, спортивного разгона.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Мой чиллер на модулях Пельтье

Когда есть желание получить какие-то высокие частоты с целью просто получить их ради любопытства или чувств соревновательности.

Но это не значит, что увеличить производительность купленного железа вовсе нельзя.

И в этой статье я расскажу о том методе, который ещё хоть как-то работает для повседневной работы компьютера.

Что требуется для повседневного разгона?

Задачи, в общем-то максимально простая — сделать так, чтобы было тихо, процессор не жрал энергию как не в себя и при этом был быстрее, чем сток.

Настройка вентиляторов и выбор будущей максимальной температуры

И первый шаг на встречу к этому результату я предлагаю довольно неожиданный. Сразу изначально поставить для себя предельную цель по максимальному теплу и шуму от процессора, которые вы считаете приемлемыми.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Настройка скорости вентиляторов

В качестве примера посмотрим на то что можно получить с i9 9900k на тонкой башне на 4 тепловые трубки и 120 мм вентилятором.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

У меня на башне стоит очень тихий вентилятор от арктик, и даже без корпуса шум для меня приемлем при скорости его вращения примерно в полторы тысячи оборотов.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Теперь надо понять сколько тепла от процессора в таком режиме сможет отвести кулер. Для этого надо выбрать для себя какую-то грузилку процессора. Это может быть Prime95, LinX, Linpack, OCCT или тест стабильности в AIDA64. Главное — просто нагружать процессор.

Далее используя intel Extreme Tuning Utility или райзен мастер надо постепенно увеличивать поверлимит процессору, разрешая ему потреблять всё больше и больше энергии при сформированном управлении вентилятором и дойти до такого потребления, при котором вы считаете, что температура ещё приемлемая.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Мой выбор для i9 9900k — это температура по ядрам — 80 градусов.

Получил я эту температуру на TDP 145 Ватт.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

В общем — на этом были получены важные критерии будущего разгона. У меня будет процессор с TDP в 145 Ватт с уже известными мне температурами и шумом.

Оптимизация питания процессора

Осталось только сделать так чтобы процессор использовал эти дополнительные ватты не бездумно, переводя непойми что в тепло, а становился быстрее, чем он был.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Как я уже сказал вначале — установка наивысшей частоты и фиксация напряжения — тут не поможет. Я не смогу поставить даже 4,7 ГГц, так как с AVX с таким охлаждением процессор просто будут уходить в троттлинг из-за перегрева.

А в стоке в играх отдельные ядра хоть иногда, но прыгают до 4,9 ГГц, в таком случае я от разгона до 4,7 ГГц только потеряю производительность. Ну и по превью вы наверное уже видели, что в итоге после всех манипуляций будет получена частота 5,2 ГГц.

И получена она будет за счёт штатных возможностей авторазгона процессора. Кроме того в работе останутся все штатные функции энергосбережения. То есть процессор в простое будет потреблять 5-10 Ватт.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Для начала я расскажу и покажу как дела обстоят с Intel, а потом расскажу, чем отличается логика работы в AMD, к сожалению показать не смогу, так как у меня нет последних линеек райзенов.

Логика работы процессора при выборе частоты

Частоту процессор динамически выбирает исходя из текущей потребности в производительности, доступного лимита энергопотребления и ограничений по току.

То есть заявленные базовые частоты — это некие мифические частоты, которые вы никогда не увидите ни на intel ни на AMD.

С заявленными максимальными частота дела обстоят не лучше.

У меня было на YouTube канале видео про то как процессоры выбирают частоты и что такое турбо буст.

И тут надо вообще остановиться на том, что же производители указывают в частотах и TDP.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

На счёт этих параметров частенько разгораются жаркие споры. Некоторые утверждают, что TDP указывается для процессора, работающего на базовой заявленной частоте. Другие настаивают, что TDP — это то выделение, которые процессор производит на максимальных заявленных турбо частотах.

Естественно и те и другие не правы.

В текущий момент частоты зависят от конкретной задачи. Если задача простая, с промежутками, допустим для синхронизации результатов между потоками процессора или с простоями в ожидании данных. То есть в играх, например, то процессор часто простаивает. Соответственно и энергопотребление у него ниже, в таком случае в рамках ограниченного энергопотребления он может позволить себе работу на более высокой частоте, повышая частоты до тех пор пока не упрётся в лимит. Это позволяет в подобной нагрузке компенсировать простои. То есть плохая оптимизация софта становиться не столь критичной за счёт роста частоты процессора. Однако, если задача вдруг перестала быть такой простой с точки зрения энергопотребления. Ложиться на все потоки процессора ровно и постоянно — тут уже чтобы не выходить за пределы TDP процессору приходиться снижать частоты.

А бывают нагрузки задействующие предельно транзисторные возможности процессора. Допустим нагружалки процессора. В таких условиях процессору приходится снижать частоту ещё сильнее.

Тут то и кроется главная проблема классического разгона с локом частоты и напряжения. Надо подстраивать систему именно под самые высокие нагрузки, при том, что пользоваться вы будите потом этим всем в самых простых нагрузках, то есть в играх.

Разрешаем процессору, самому выбирать для себя частоты

В общем я веду к тому, что современные проблемы требуют современных решений. И если раньше для разгона надо было отключать все оптимизации, чтобы повысить стабильность работы только на самой высокой частоте, то теперь надо делать всё наоборот, то есть оставлять все оптимизации, просто расширяя компетенции этих оптимизаций на большие диапазоны частот.

И разгон сводиться именно к тому, чтобы дать процессору новый, бОльший лимит по потреблению, снять заводские лимиты по формуле турбобуста на intel и научить материнскую плату работе с вашим экземпляром процессора, чтобы плата подавала оптимальные напряжения на всех диапазонах частот работы процессора.

И напомню, что важную часть этой работы мы уже сделали. А именно определили, что хотим чтобы процессор потреблял не 95 Ватт, а до 145. На самом деле даже не трогая частотную формулу турбобуста — процессор уже в тяжёлой нагрузке будет производительнее. То есть если раньше ему в сложной задаче приходилось, скидывать частоты, условно, до 4 ГГц чтобы уместить в 95 Ватт, то теперь штатными алгоритмами процессор умещаясь в 145 Ватт будет, условно, сбрасывать частоты до 4,4 ГГц.

Ну и на самом деле и на intel и на AMD производители материнских плат и так выставляют лимиты по мощности выше заводских для процессоров.

То есть на самом деле — установка 145 Ватт тут скорее является альтернативе заводским 200 Ваттам для используемой материнской платы.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Но учитывая то, что плата всё равно не знает какие напряжение ей надо подавать — 200 Ватт эти не дают толком никакого прироста. А лишь греют комнату и процессор.

Далее переходим ко второй важной части при разгоне. Начинаем учить материнскую плату подавать правильный вольтаж. Это очень важно, так как вольтах очень сильно влияет на потребление. Зависимость эта примерно квадратичная.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

То есть условно при 1 Вольте у нас энергопотребление — 1 единица, а на 1,1 Вольта — уже потребление примерно 1,2 единицы, а на напряжении 1,4 Вольта потребление уже около 2-х единиц энергии. При этом частота влечёт примерно к линейному увеличению потребления. То есть разгон с 5 до 5,5 ГГц, если бы он был возможен без роста напряжения, приводил бы к росту потребления на 10%.

На деле рассказать плате о том, что она ставит неправильное напряжение довольно просто, и делается это в пару кликов, но я бы хотел чтобы вы не бездумно это делали, а с пониманием происходящего.

Поэтому для начала расскажу очень важную вещь.

VID и Vcore (напряжение на ядра) — это разные вещи!

Дело в том, что в классическом разгоне, с выставлением напряжения в ручном режиме — некоторые считают, что не отключая функцию SpeedStep и SpeedShift у процессора (это те технологии которые скрываются за автоматической подстройкой частот к нагрузке и переводу процессора и его обвязки в более энергоэффективные режимы в простое) — они остаются с процессором, который при снижении частот для оптимизации питания снижает и напряжение на ядра.

Думают так люди по очень простой причине — потому что в программах мониторинга зачастую вместо более важного параметра — напряжения на ядра (Vcore) — указывается такой параметр как VID. И этот параметр при снижении частоты в мануальном режиме задания напряжения на ядра — тоже снижается до тех значений, которые нужны были бы для питания процессора на сниженных частотах.

Собственно, что и логично, потому что значение VID — как раз и описывает то напряжение, которое было бы правильным с точки зрения процессора для его питания.

Но, когда вы задаёте напряжение в ручном режиме вы сами говорите плате, мол: «VID, конечно, штука классная, но ты не него не смотри. Подавай то напряжение, что я задал в мануальном режиме».

То есть вы оставляете оптимизации и процессор постоянно сообщает, что ему нужно одно напряжение, а вы даже для сниженных частот подаёте ему такое, которое нужно было бы для работы на высокой частоте. А как я ранее уже сказал — сама по себе частота не так сильно влияет на энергопотребление процессора. Иными словами — в рамках ограниченного TDP процессору с залоченным напряжением (выставленном в ручном режиме) нужно намного сильнее сбрасывать частоту работы в сложных задачах, чем если бы напряжение было дозволено снижать. Поэтому для повседневного разгона не в коем случае не надо переводить управление напряжение в ручной режим.

Корректировка напряжения Offset.

Благо есть ещё такой режим, который называется offset.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Суть этого режима в смещении вольт частотных таблиц питания.

Я задал процессору нагрузку и при помощи интеловской утилиты я изменял частоту ядер, замеряя VID и напряжения питания процессора для разных частот (вам это при разгоне делать не надо, я просто показываю что изменится).

На основе полученных данных я составил для вас график.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Нажмите для увеличения

По горизонтали тут множитель процессора, то есть частота, а по вертикали — напряжение. По этому графику видно, что VID и реальные напряжения на ядра отличаются. Сделано это не просто так. Дело в том, что материнская плата компенсирует потенциальные просадки по питанию во время серьёзной нагрузки на процессор.

И это один из методов коррекции напряжения для процессора. Классический offset предполагает, что вы указываете материнской плате, что ей надо либо сдвинуть эту характеристику выше,

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

либо то, что ей надо сдвинуть её ниже.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Но кроме того — вы можете за счёт LLC позволять при высокой нагрузке проседать напряжению по естественным причинам, ну то есть увеличивается нагрузка и напряжение естественно просаживается.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Либо вы можете задать настройки так, чтобы материнская плата держала напряжение на нужном уровне или даже задирала его в период высокой нагрузки. Собственно так вы можете обойтись без корректировки offset, допустим позволяя напряжению просаживаться в высокой нагрузке из-за чего естественным образом будет снижаться и энергопотребление, а значит в рамках ограниченного TDP процессор сможет выставлять более высокие частоты.

Но тут есть важный нюанс. В процессе изменения нагрузки очень резко скачет напряжение на ядра из-за чего возникает нестабильность работы.

В целом — в рамках стоковых частот — использовать LLC как аналог offset можно, но когда вы выходите на высокие частоты — броски дают нестабильность.

И для наглядности я сделал для вас сравнения напряжений в нагрузке для автоматической настройки в плате ASUS Maximus Gene XI, на значении LLC4 и на значении LLC8.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Нажмите для увеличения. График напряжения и VID процессора с LLC4 и LLC8

Тут кстати, так же можно увидеть, что плата способна сохранять устойчивую работу на частоте 5,1 ГГц без вмешательств в управление питанием, то есть я просто разрешил брать 5,1 ГГц, и процессор взял их. Но на 5,2 Плата уже ставить не рабочее напряжение для процессора.

Ну и для LLC8 видно, что результаты прерываются на частоте 4,9 ГГц потому что начался троттлинг из-за перегрева процессора выше 100 градусов.

Скорее всего значение авто у платы — это LLC3 или 2.

Но вернёмся к тому что нам надо подкрутить график зависимости напряжения от частоты так, чтобы он был оптимален для моего экземпляра процессора а не использовался некий общий, созданный с запасом.

Опять же — то что проделал я — делать вам при разгоне на надо, я просто показываю саму суть.

Для этого я провёл классический разгон, то есть лочил напряжения и частоту, выявляя наименьшие рабочие напряжения для своего процессора на разных частотах.

Начиная с напряжения на ядра 1,15 Вольта. Это напряжение позволяет процессору взять частоту 4,9 ГГц.

В штатных режимах работы напряжение на 4,9 Ггц было 1,26 Вольта.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

То есть по дефолту набрасывалось на целую десятую часть вольта больше, чем нужно.

5 ГГц мой процессор без нагрузки с AVX берет на напряжении 1,23 Вольта. 5,1 ГГц на 1,27 Вольта, а 5,2 ГГц на напряжении 1,38 Вольта. 5,3 ГГц мой процессор к сожалению не берёт даже на полутора вольтах. И это мы говорим не про перегрев или ещё что-то.

В общем — получается вот такой график.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Можно мысленно продлить практический график в сторону низких частот.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Если судить по 4,9 ГГц то может показаться, что к стоковым напряжениям можно снять офсетом целых 0,09 Вольта, то есть почти одну десятую вольта, но если это сделать, то на низких частотах процессор будет недостаточно стабилен, так что так много снизить не удалось.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Как на практике вводить offset корректировку?

Опять же — на практике не надо делать никаких замеров частоты и реальных напряжений, строить графики и т.д. Это я просто показал вам для наглядности предпосылки к офсету.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

На практике всё просто — вы вводите значение на понижение напряжение офсетом (это действие в простонародье называется андервольтингом процессора).

Благодаря этому процессор начинает меньше потреблять энергии, а значит может меньше сбрасывать частоты в нагрузке, опять же в купе с расширением TDP это помогает повысить реальные частоты. И к слову — всё проделанное сейчас работает и на процессорах intel без индекса k, так что немного вы можете разогнать и свой процессор без индекса k (кроме моих эксперимериментов для графиков).

И надо снижать напряжение до тех пор пока система стабильна. опять же используя различные грузилки производительности на свой вкус, а когда система начнёт зависать или уходить в синий экран — значит вы уже задали перебор снижения напряжения и стоит остановиться на значении, чуть ниже — самого устойчивого из полученных. То есть если на -0,08 Вольта система стабильна, а на -0,09 она не стабильна, то стоит для постоянной работы выставить -0,07 чтобы наверняка.

У меня же это получилось -0,05 для дальнейших тестов.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

И выходит не слишком много. На рабочих для процессора частотах — это ещё сколько-то даёт эффект, но в диапазоне частот, которые будут уже разгоном — это снижение напряжения — капля в море.

Повышение частоты выше заводских лимитов

И тут мы переходим к повышению частоты. Если не трогать никакие опции оптимизации питания, а просто задать высокую частоту для ядер в биосе или из под винды, то это работает как продление функции турбо буст на большую частоту. То есть я поставив 5,2 ГГц могу получить эти 5,2 ГГц, но когда процессор потребляет слишком много — частота снижается. так же и в простое частота падает для экономии энергии.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Ну и на 5,2 ГГц — плата сама не смогла выставить напряжение, то есть заложенные таблицы напряжений для этого процессора не позволили в моём экземпляре попасть в нужное напряжение. Да и если бы попали, то были бы не самыми оптимальными.

В добавок ещё и офсет вмешивается в работу, усложняя задачу для платы.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Adaptive mode

Тут в силу вступает вторая часть ручной корректировки напряжений, потому что intel об этой проблеме уже давно подумали. Называется это дело — управление напряжением в адаптивном режиме (Adaptive mode).

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Суть в том, что на штатном участке частот напряжения подаются штатные для процессора,

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

а на заштатном участке вы сами задаёте максимальное напряжение для выставленной частоты.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

То есть в моём случае это 5,2 ГГц.

Я с небольшим запасом для стабильности поставил 1,41 Вольта,

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

напомню это напряжение я определил уже чуть ранее, когда делал графики (вам же надо провести классический разгон, но нагружать систему не на все ядра, чтобы не уходить в лимит по температуре, многие утилиты для тестов стабильности позволяют выбрать число потоков для загрузки, а Windows желая оптимизировать задачу сама периодически разрасывает эту нагрузку на разные ядра). И того — у платы есть кусок графика штатных напряжений для штатных частот и одна точка для нештатного напряжения повышенной частоты.

И дальше — имея эти куски данных плата соединяет их до единого графика досчитывая для себя все промежуточные напряжения для всего диапазона нештатных частот.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Adaptiv mode + offset mode

Естественно не забыты остались и коррекции офсетом. Так что помимо максимального напряжения для максимальной частоты — можно указать ещё и смещение напряжения офсетом. Причём смещение частоты ещё распространяется и на заданное максимальное напряжение.

Тут материнская плата заботливо пересчитывает заданное напряжение с учётом офсета, чтобы пользователи сами не считали в уме циферки.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Итого мы получаем вместо некой штатной вольт частотной зависимости — зависимость конкретно для вашего экземпляра процессора.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Естественно на самом деле система охлаждения не справилась бы с этим процессором на 5,2 ГГц без лимита мощности в 145 Ватт. Более того я не делал даже снижение частот на AVX. не стал я делать его, потому что в высокой нагрузке 145 Ватт это даже с учётом снижения напряжений всё равно не больше 4,7 ГГц на все ядра, а там — полученного напряжения и так достаточно.

Не забывайте про разгон кеша L3 на Intel

Кроме того не надо ещё забывать про разгон кеша L3 и кольцевой шины процессора.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

На это есть отдельный множитель. Надо выставлять значения на 200-300 МГц ниже максимальной частоты. Я выставил 5 ГГц. Но выставил только максимальное значение, не трогая ограничения по минимальной частоте. Сделал я это потому что процессор частоты у нас будет сбрасывать, и в таком случае ему нужно сбрасывать и частоту кольца и кеша. делать процессор это всё будет автоматически, но если не разрешить ему увеличивать частоту, то он будет держать её на штатных частотах — 4,3 ГГц для i9 9900k.

Единственная ожидающая меня неприятность заключалась в том, что почему-то при активации адаптив мода перестала работать LLC. То есть в нагрузке напряжения начали дико просаживаться. Так что в итоге пришлось сильно задрать напряжения. В целом не до критических значений, учитывая, что на высоких токах напряжения будут ниже. Просто это усложняет контроль. И если бы у меня лимит был бы не 145, а, допустим, 200 Ватт, то падения напряжений были бы уже очень большими.

Тесты и прирост от разгона

Остаётся теперь замерить — что дали все эти изменения на практике в бенчмарках и играх.

Сенбенч R15. В разгоне естественно не хватает 145 Ватт TDP и процессор начинает сбрасывать частоты, но естественно, не так сильно как в стоке.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Прирост чуть более 8%.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Результат без разгона Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Результат после разгона

Сенбенч 20. Более тяжёлая нагрузка. Естественно и тут 145 Ватт не хватает чтобы не сбрасывать частоты.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Результат без разгона Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Результат после разгона

Но прирост уже составил примерно 12%.

В целом — прирост с одной стороны — для текущих реалиев процессоров разогнанных до предела с завода — не плохой, особенно помня, что осталась тишина и умеренные температуры процессора. Но для прибавки производительности на 12% пришлось прибавить почти 50% к энергопотреблению. В общем — неспроста заводские частоты у этого процессора такие, какие они есть, а не больше или меньше.

Win-rar. Этот тест ещё очень сильно любит разгон кеша.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Без разгона
Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?С разгоном

Собственно прирост в без малого в 6% — это вероятнее всего в большей степени заслуга именно разгона кеш памяти.

Тесты в играх

Начнём с CPU тестов 3D Mark TS.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Без разгона Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? С разгоном

В обычном CPU тесте прирост около 10% и тут уже процессор в разгоне может похвастаться высокими частотами.

В экстрим тесте прирост от разгона процессора составил уже 11%.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Без разгона Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? С разгоном

Если говорить про реальные игры, то надо понимать, что это i9 9900k, и в целом — сложно представить что владельцы этих систем сидят на FullHD и специально занижают настройки сглаживания что-бы на RTX 3090 увидеть разницу в производительности.

Мне же с RTX 2070 совсем сложно добиться упора системы в процессор, при котором и будет видна разница производительности. Естественно при упоре игры в видеокарту — разница будет 0%.

В играх я оставлял максимальные настройки, но без сглаживания и в пониженном разрешении до 720p и при наличие в играх опций по снижению разрешения рендеринга — я снижал разрешение рендеринга, чтобы увеличить нагрузку на процессор.

А так же старался использовать игры, которые хоть как-то умеют работать с большим количеством потоков процессора.

Но даже так — результаты разгона минимальны.

В Division 2 — примерно 2% прироста.

(сравнения частот для игр не показываю, есть в видео версии статьи, с разгоном 5,2 ГГц с периодическими сбросами до 4,9 ГГц, без разгона — 4,7 ГГц)

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Общее число кадров в бенчмарке

Shadow of the Tomb Raider — около 4% прироста.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Общее число кадров в бенчмарке

Far Cry 5 — так же около 4% прироста.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Общее число кадров в бенчмарке

WWZ прирост составил около 5%.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?Общее число кадров в бенчмарке

В общем — результат есть, но именно для этого процессора и в играх — этот результат никому не нужен.

Так же стоит отметить, что из-за неполной загрузки ядер, что для 16 поточного процессора в играх норма — процессор иногда стремился снижать частоты работы с 5200 до 4900 МГц. И это обратная сторона сохранения всех оптимизаций процессора.

Но в целом — никаких проблем со стабильность или температурами не было. В стоке с теми же настройками кулера процессор греется градусов до 70. В разгоне временами температуры прыгают до 80.

Выводы

Безусловно — в сравнении со стоком, если очень долго просидеть на стоке — разница видна. Не в играх, конечно, а скорее в скорости загрузки приложений типа браузера. Это некие эфемерные доли секунды, но на повседневных задачах они ощущаются.

И, безусловно — подобный разгон нужен скорее для решений под разгон в младших линейках, для i9 — дело это несколько бессмысленное по крайней мере в текущее время, может быть через лет 7, когда процессор уже будет устаревшим — тогда может быть будет смысл добывать эти крупицы.

Чем отличается написанное выше для Ryzen?

Теперь немного про различия работы с разгоном на AMD. В целом — различия заключаются в том, что у AMD нет режима адаптивного разгона просто в силу того, что заявленные заводские частоты — это и есть максимальные для разгона частоты, и то, если повезёт. То есть если сравнивать с intel, то этой части частот

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?«Этой» — это та, что выделена красным

в принципе не существует и в рамках разгона на райзенах вы останетесь в тех пределах, где хорошо работают штатные механизмы задания напряжений. И доступна только задание offset напряжения. Ну или иными словами нужно сделать андервольт процессора и расширить для него лимиты по току и мощности и он сам разгонится.

А как же память?

Но, что касается разгона — процессор это только пол дела. Я не слова не говорил про оперативную память в тесте. А память тут стоит примерно такая которая стоит как самый дешёвый вариант, но уже с каким-никаким XMP профилем на 3000 МГц.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

Следующей статье будет продолжением этой, где эти посредственные планки сменяться на нечто более интересное.

Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет? Почему частоты процессоров не растут уже больше 10 лет?

У меня есть новый комплект памяти, который тоже очень ждет чтобы его разогнали. И мы посмотрим что важнее, пыжиться с частотами и выжимать последние капли из процессора, или гнать память. Посмотрим память на родном XMP профиле на 4400 МГц, а также в лучшей конфигурации памяти, что мне удасться получить в ручном разгоне.

Видео на YouTube канале «Этот компьютер»

Источник https://pikabu.ru/story/pochemu_chastotyi_protsessorov_ne_rastut_uzhe_bolshe_10_let_8094547

Источник https://techarks.ru/windows/proczessor-ne-rabotaet-na-polnoj-skorosti-v-windows-10/

Источник https://pc-01.tech/overklock_postoyanka/

Источник

Leave a Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *