Здравый смысл против закона Мура (энергопотребление и охлаждение современных компьютеров)

http://www.imach.uran.ru/rns

Введение

Многие хозяева компьютеров уже свыклись с их высокой шумностью. Нам объясняют, что шум является следствием закона Мура, открытого основателем фирмы Intel. По одной из формулировок этого эмпирического закона, вычислительная мощность компьютеров увеличивается в два раза каждые два года, соответственно растет энергопотребление и возникает необходимость в установке мощной и шумной системы охлаждения.

Если Вас не устраивает это объяснение и Вы все-таки хотите иметь тихий компьютер, то эта статья - для Вас. Она поможет Вам разобраться в проблеме "шум-производительность", а полученные знания пригодятся при подборе офисного или бытового компьютера.

Объясняя существо дела своим коллегам по академическому институту, я заметил, что это лучше делать без погружения в детали - иначе слушатель теряет нить из-за обилия неизвестных ему технических терминов. Поэтому здесь никаких лишних терминов не будет, а те предложения, где без них нельзя обойтись, помечаются курсивом - если они смущают Вас своей непонятностью, то пропустите их. Понятно, что при таком упрощенном походе нельзя изложить заявленный вопрос полностью и во всех деталях. По большому счету, это обычно и не требуется - потому что чем больше Вы знаете, тем труднее становится принимать решения. А если Вам потребуется более подробная информация по какому-либо вопросу - то за ней можно обратиться к справочнику "FAQ по бюджетной модернизации".

1. Кому нужны мощные компьютеры?

Еще в 2000 году производительность компьютеров достигла такого уровня, при которой они хорошо и быстро справляются практически с любыми офисными и бытовыми задачами - это компьютерная верстка, бухгалтерия, воспроизведение музыки, демонстрация и запись фильмов, статические компьютерные игры, Интернет-серфинг, коммуникации, шифрование и много другое. Тем не менее, развитие процессоров не остановилось на достигнутой тогда частоте в 1 гигагерц, которая примерно соответствует производительности в 1 миллиард арифметических операций в секунду. Сейчас в массовом выпуске находятся процессоры с частотой до 3 гигагерц, а частота самых быстрых процессоров приближается к отметке в 4 гигагерца. На очереди - внедрение так называемых многоядерных процессоров, которые будут содержать несколько независимо работающих вычислительных ядер. Стало быть, производительности все же не хватает, но для чего?

Существуют счетные задачи, для которых любой производительности будет мало - такие, как моделирование физических процессов, прогнозирование погоды, компьютерная анимация и проектирование. Под такие задачи надо создавать мощные компьютеры, но вряд ли стоит осуществлять их массовый выпуск, т.к. большинство компьютеров занято отнюдь не расчетной работой.

Индустрия компьютерных игр - вот основная движущая сила, которая побуждает нас покупать все более и более мощные компьютеры. Современные компьютерные игры с "виртуальной реальностью" требуют неимоверной вычислительной мощи - она применяется для реалистичного изображения виртуальных ландшафтов, помещений и разнообразных противников, за которыми идет охота на экранах игровых компьютеров по всему миру. Именно для этой цели выпускаются современные мощные компьютеры, потребляющие сотни ватт и потому нуждающиеся в мощном и шумном охлаждении.

Если же компьютер не занят прорисовкой трехмерных сцен в компьютерной игре, то мощность процессора оказывается избыточной. Если принять за базу процессор с частотой в 1 гигагерц, то процессор с частотой 2 гигагерца (или с рейтингом 2000+, если частота не указывается) будет обладать двухкратной избыточной мощностью, процессор с частотой 3 гигагерца (или с рейтингом 3000+) - трехкратной и т.п. Избыточная мощность - это само по себе хорошо. Возможно, что она в будущем для чего-нибудь пригодится. Но за 5 лет, прошедших с 2000 года для нее на нашлось массовых применений, за исключением тех самых агрессивных компьютерных игр. А пока что мы расплачиваемся за избыточную мощность, оплачивая счета на электроэнергию и терпим неудобства от шума системы охлаждения, которая по понятным инженерным соображениям рассчитана на отвод тепла в режиме максимальной мощности.

Таким образом, мощный компьютер - это хорошо, но еще лучше компьютер экономичный и тихий. И пусть реклама убеждает нас в обратном, но собственное здравое соображение всегда лучше, чем доводы сотен маркетологов.

2. Современные процессоры и их энергопотребление

В современные персональные компьютеры устанавливаются процессоры производства Intel, AMD, VIA, Transmeta и IBM. Чаще всего применяются процессоры Intel и AMD, потому что они являются наиболее производительными. Но, как мы знаем, производительность имеет значение главным образом в агрессивных компьютерных играх. Если же компьютер применяется исключительно в "мирных" целях, подобных описанным в начале раздела 1 - то подойдет любой из упомянутых выше процессоров, благо даже самые слабые из них имеют частоту в районе 1 гигагерца и выше.

Естественно, что чем меньше частота процессора (или его рейтинг, если речь идет о AMD), тем ниже будет его энергопотребление и уровень шума, создаваемый системой охлаждения. Последнее, впрочем, не является абсолютным правилом, т.к. здесь многое зависит от конструкции системы охлаждения. При желании, даже самый мощный компьютер можно оборудовать бесшумным охлаждением, равно как и маломощную машинку можно испортить дешевым дребезжащим вентилятором. Но если отбросить крайние случаи, то зависимость шумности от энергопотребления все-таки будет прослеживаться.

Вот как выглядит ситуация в деталях:

• Intel является лидером в гонке тактовых частот, но в последнее время это лидерство выходит ей боком. Из-за высокой частоты процессоры Intel Pentium 4 новых выпусков ставят сразу три анти-рекорда - по абсолютному энергопотреблению, по удельному тепловыделению на единицу площади и по соотношению энергопотребление/производительность. Конкуренция на рынке процессоров приводит к тому, что все производители увеличивают интеграцию элементов на микросхеме - это позволяет сократить ее размер и снизить себестоимость. В современных процессорах с топологией 90 нм размер элементов меньше, чем размер вируса гриппа. В таких маленьких элементах возникают квантовые токи утечки, которые особенно сильны при высокой тактовой частоте - как раз характерной для процессоров Pentium 4. Приемлемыми тепловыми характеристиками обладают только процессоры Pentium 4 старых выпусков с топологией 130 нм и частотой до 2.8 GHz. Отличительным признаком старых процессоров является вдвое меньший размер кэша L2 (т.е. 128K против 256K у процессора Celeron и 512K против 1M у процессора Pentium 4).

  Проигрывая в настольных компьютерах, Intel отыгрывается на ноутбуках - для них у нее есть действительно экономичные процессоры Pentium M и Celeron M, которые работают на небольшой тактовой частоте. Поэтому их максимальное энергопотребление держится в пределах 21-27 ватт - это втрое меньше, чем у сопоставимых по производительности процессоров линейки Pentium 4. Уже несколько лет процессоры Pentium M и Celeron M разных модификаций являются лучшим выбором для ноутбуков. Новые мобильные процессоры этой линейки выпускается под названием Core. Наряду с указанными процессорам, в ноутбуках на базе Intel могут стоять процессоры Pentium 4-M, Pentium 4, Pentium D, Celeron D и просто Celeron - от такой продукции лучше держаться подальше.

• AMD отстает от Intel в гонке тактовых частот, но нагоняет в производительности за счет оптимизации процессорного ядра. Поэтому процессоры AMD характеризуются не частотой, а рейтингом производительности. К примеру, процессор AMD Athlon 64 2800+ по производительности примерно соответствует процессору Pentium 4, работающему на частоте 2.8 GHz. При этом собственная частота процессора AMD составляет всего 1.8 GHz. Аналогично, бюджетные процессоры AMD Sempron сопоставляются по производительности с бюджетными же процессорами Intel Celeron, но при этом работают на гораздо меньшей частоте. Благодаря невысокой частоте все процессоры AMD (Duron, Sempron, Athlon и Athlon 64) обладают сравнительно низким энергопотреблением, обычно в пределах 50-70W под нагрузкой. Поэтому они могут применяться в малошумных настольных компьютерах. Важно отметить, что при увеличении рейтинга аппетит у процессоров AMD растет весьма умеренно, в отличии от процессоров Intel, у которых за границей 2.8 GHz наблюдается резкий скачок прожорливости. Поэтому процессоры AMD являются лучшим выбором для настольных компьютеров всех классов производительности, за исключением самого нижнего, о котором речь пойдет далее.

  Что касается ноутбуков, то у AMD нет специально ориентированного на ноутбуки процессора, поэтому в этом качестве применяются слегка модифицированные "настольные" процессоры. Энергопотребление у ноутбуков на основе мобильных процессоров AMD несколько выше, чем у ноутбуков на Pentium M.

• Производители процессоров нижнего эшелона - VIA и Transmeta не могут конкурировать с Intel и AMD по производительности. Их процессоры работают на частоте всего около 1 GHz, но зато обладают предельно низким энергопотреблением - всего несколько ватт. Как мы уже отмечали, частота 1 GHz достаточна для неигровых бытовых и офисных применений, а низкое энергопотребление открывает уникальные возможности по миниатюризации системы. Поэтому процессоры VIA C3 и Transmeta Crusoe применяются для производства малогабаритных компьютеров с бесшумным пассивным или малошумным активным охлаждением. Оба процессора можно встретить в ноутбуках класса Low-End стоимостью около 20000 рублей, процессоры VIA применяются также в миниатюрных настольных компьютерах EPIA а-ля "коробка из под пиццы".

• Процессоры IBM Power PC применяются в компьютерах Apple Macintosh. В отличие от всех вышеперечисленных процессоров, процессоры IBM не являются Intel-совместимыми. Это значит, что на компьютерах Apple с процессором Power PC не будет работать популярная операционная система Microsoft Windows - вместо нее устанавливается операционная система Mac OS, построенная на основе UNIX-а.

Сводная таблица тепловыделения процессоров Intel и AMD находится в справочнике "Процессоры с низким тепловыделением".

3. Комплектация малошумного компьютера

Если Вы не искушены в компьютерной технике, то наилучшей стратегией будет покупка готового компьютера при минимальной модернизации путем замены монитора, наращивания оперативной памяти, а также установки более вместительных винчестеров и DVD-накопителей. Во-первых, готовые компьютеры часто бывают дешевле, чем компьютеры "под заказ", поскольку на них распространяются промо-акции. Во-вторых, протестировав готовый компьютер, Вы запросто можете от него отказаться, в то время как за выбранную Вами комплектацию Вы отвечаете сами. Проcто удивительно, какое множество технических огрехов можно обнаружить при самом поверхностном тестировании, но об этом - в разделе 4, а здесь мы подробнее изучим устройство компьютера.

Персональный компьютер состоит из корпуса с блоком питания, в который устанавливается системная плата и различные накопители информации - в их числе винчестер, на котором находится операционная система и хранятся все вводимые в компьютер данные. Для обработки данных на системную плату устанавливается процессор, память и дополнительные функциональные платы - такие, как видеокарта для подключения монитора. Для отвода тепла процессор в обязательном порядке оборудуется системой охлаждения, в роли которой чаше всего выступает массивный радиатор с вентилятором (эта конструкция в сборе называется кулером). Собственными вентиляторами оборудуется блок питания и некоторые другие компоненты компьютера, нуждающиеся в активном охлаждении. Дополнительные вентиляторы устанавливаются на корпусе для прогона воздуха через компьютер.

На фотографии видна компоновка компьютера, собранного в корпусе 3R Neon Light. Вверху слева горизонтально расположенный блок питания, под ним системная плата, на ней - большой и красивый кулер Zalman CNPS-7000-AlCu (кулеры Zalman, а также соперничающие с ними Gigabyte G-Power ставят на самые мощные процессоры). Вентилятор кулера имеет регулятор оборотов, позволяющий настроить его вручную на оптимальную производительность. Благодаря своим размерам, он обдувает не только радиатор процессора, но и расположенные рядом с ним силовые элементы и золотистый радиатор микросхемы чипсета. Чипсет выполнят функции обмена данными. В нашем случае он охлаждается пассивным радиатором, но в других системных платах на нем может стоять собственный, иногда весьма шумный, вентилятор. Циркуляция воздуха в корпусе обеспечивается большим вытяжным 120-мм вентилятором на блоке питания, ему помогает 80-мм вытяжной вентилятор на задней стенке корпуса. Обратите внимание на то, что в корпусе предусмотрен еще один 80-мм вентилятор для обдува винчестера (внизу спереди) - это очень важное решение, позволяющее продлить срок службы этого капризного прибора.

Корпус 3R Neon Light изготовлен из железа толщиной 0.8 мм. Cо всем навесным оборудованием (300-ваттный блок питания RPS 300, 2 регулируемых корпусных вентилятора и термопара с датчиком для измерения температуры процессора) он стоит около 1900 рублей. Несмотря на применение в конструкции блока питания и корпуса трех вентиляторов, их шум еле слышен, т.к. все вентиляторы - малооборотные.

Кулер Zalman добавляет к стоимости компьютера еще около 1000 рублей. Среди более дешевых следует особо отметить кулеры GlacialTech Igloo - как показывают результаты тестирования, именно они обладают наиболее предсказуемыми и сбалансированными характеристиками, в то время как у других производителей встречаются как отличные, так и провальные модели. Каждая модель кулера Igloo выпускается в нескольких модификациях, предназначенных для процессоров с различной производительностью. Базовая модификация имеет шум около 26 dB, который почти не слышен за пределами закрытого корпуса, совершенно бесшумная модификация (Light) - около 20 dB, производительная (Pro) и с термоконтролем (TC) - около 35 dB. Две последние модификации рассчитаны на энтузиастов мощной компьютерной техники.

В компьютере классической компоновки системный блок и монитор разделены, что позволяет выбирать их независимо друг от друга. Модификация классической компоновки - "баребон" имеет системный блок меньшего размера (слева). Для дальнейшего уменьшения размеров создаются компьютеры-моноблоки со встроенным монитором (внизу). Самый малый размер и вес имеют ноутбуки (справа), у которых монитор встроен в крышку компьютера. Компьютеры-моноблоки и ноутбуки обычно оборудуются внешним блоком питания.

Подбор компонент для малошумного компьютера является непростой инженерной задачей, и далеко не всегда ее удается решить должным образом. Основную ошибку можно сформулировать в простой формуле: "Соберите мне мощный компьютер в маленьком изящном корпусе и сделайте это подешевле".

Вопрос о необходимости иметь мощный компьютер мы уже обсуждали. Если Вы решили его иметь, то имейте в виду, что для мощного компьютера лучше предусмотреть объемистый корпус. Классика жанра - это высокий и узкий Midi Tower с горизонтальным расположением блока питания, ничего лучшего для сборки компьютеров пока не придумали (на рисунке слева).

Если надо поменьше, то можно взять Mini Tower опять-таки с горизонтальным блоком питания для уменьшенной системной платы формата microATX - этот корпус будет ниже примерно на 5 сантиметров (на рисунке справа). Но не следует связываться с мощными мини-компьютерами всех разновидностей, будь то ноутбук, моноблок или "баребон" - снаружи они смотрятся умильно, но внутри обычно представляют собой адскую печку для комплектующих, а при работе под нагрузкой начинают шуметь. Мощный, холодный, тихий и миниатюрный компьютер - это настоящее инженерное чудо, такое же редкое, как и все другие чудеса. А вот компьютер относительно маломощный и тихий - это вещь вполне реальная. В предыдущем разделе мы перечислили процессоры, которые хорошо подходят для ноутбуков - на них же можно строить малогабаритные компьютеры в моноблочной и "баребонной" компоновке.

Теперь о "подешевле". Экономят обычно на корпусе, т.е. на толщине железа и качестве блока питания. Тонкое железо (до 0.5 мм) - это дело Ваше, но надо знать про то, что у него неважная шумоизоляция. А вот экономия на блоке питания - это уже форменная глупость. В дешевом блоке питания применяются маломощные электронные компоненты, которые работают под чрезмерной для них нагрузкой в условиях сильного перегрева. Чтобы они не вышли из строя раньше окончания гарантийного срока, на блок питания ставят мощный и шумный высокооборотный вентилятор. Качественный блок питания для настольного компьютера на процессоре Intel или AMD можно распознать по его весу - около 1.5 килограмм, а корпус с таким блоком питания стоит от 1500 рублей.

Заметный вклад в общий шум компьютера могут вносить видеокарта и винчестер. Видеокарта выполняет две функции. Во-первых, это адаптер для подключения монитора - в этом качестве она безусловно необходима, за исключением того случая, когда монитор можно подключить непосредственно к системной плате. Во вторых, это видео-ускоритель для "виртуальной реальности", оборудованный мощным специализированным процессором и соответствующей системой активного охлаждения. Если игровая функция Вам неинтересна, то выбирайте видеокарту с пассивным охлаждением, т.е. с радиатором без вентилятора - она абсолютно бесшумна. При этом не будет никакого торможения при работе с графикой, Интернетом и т.п. Существуют видеокарты с пассивным охлаждением, которые к тому же обладают и некоторой играбельностью - к примеру, это карты на чипе ATI Radeon 9550.

В отличие от видеокарты, винчестеры не бывают полностью бесшумными, т.к. у них есть движущиеся части, скрытые под герметичным корпусом. Среди тихих винчестеров наиболее известны винчестеры Seagate Barracuda для параллельного интерфейса ATA, у которых фоновый шум составляет не более 25 dB, а шум при работе - не более 30 dB. К сожалению, винчестеры Seagate для нового последовательного интерфейса (Serial ATA, или S-ATA), шумят значительно сильнее - до 37 dB, на слух этот шум воспринимается как довольно громкий треск при перемещении головок чтения-записи. С другими малошумными винчестерами можно познакомиться в обзоре "Винчестеры с пониженным шумом и тепловыделением". На слышимость винчестера большое влияние оказывают шумоизолирующие свойства корпуса компьютера, расположение винчестера и иногда даже способ его крепления. Одна из плохих идей - это запаковать винчестер в пластмассовую коробку типа "MobileRack", которая ставится рядом с накопителями CD-ROM и оборудуется вентиляторами как бы для лучшего охлаждения винчестера. Это все равно, что надеть на себя шубу, а для охлаждения обдуваться вентилятором. Чтобы винчестеру было хорошо, вполне достаточно поставить его внутри корпуса компьютера за малооборотным вентилятором, работающим на вдув. В этом случае винчестер не будет перегреваться, а его шум будет ослабляться корпусом компьютера. Если же Вам важно обеспечить "мобильность" винчестера, то для этой цели надо использовать алюминиевую, а не пластмассовую коробку.

4. Проверяем компьютер на шумность и "глючность"

При включении многие компьютеры бывают совершенно бесшумными, но после прогрева под нагрузкой начинают шуметь. Прогрев компьютера до установки стационарного теплового режима продолжается 10-20 минут, а в качестве нагрузки можно использовать программу Stress Prime 2004, которая загружает процессор интенсивными вычислениями и заодно тестирует правильность его работы.

Если в компьютере стоит процессор Pentium 4, то параллельно со StressPrime2004 надо запустить программу BurnP6, которая загрузит работой его второе логическое ядро. Программа BurnP6 работает в консольном окне. Для процессоров других разновидностей, как то Celeron, Sempron, Athlon и т.п. BurnP6 запускать не надо.

Обратите внимание на следующее: тестировать компьютер на прогрев надо в магазине, а не у себя дома - т.к. известны случаи, когда компьютеры во время этих тестов выходили из строя из-за некачественных комплектующих. Бывает и так, что компьютер выдерживает стресс-тест, но процессор или память в результате перегрева начинают сбиваться - в этом случае программа StressPrime выдаст сообщение об ошибке. Отметим также, что программа StressPrime не тестирует видеоподсистему - поэтому если Вы собираете игровой компьютер, то параллельно со Stress Prime надо провести какой-нибудь игровой тест.

Еще одна интересная программа - Throttle Watch позволяет отследить ситуацию, когда процессоры на ядре Pentium 4 из-за перегрева начинает пропускать такты и снижать частоту.

На рисунке показана работы процессора в штатном режиме без перегрева. При пропуске тактов ("троттлинге") на среднем графике появятся зубчики, если же процессор снизит частоту - то нижний график уйдет вниз. Надо отметить, что снижение частоты может происходить не только при тестировании, но и при простое, только в последнем случае причиной будет переход процессора в режим энергосбережения.

5. Наблюдение за состоянием компьютера и управление вентиляторами

Конструктивные дефекты не обязательно проявляют себя столь очевидным образом, как это рассматривалось в предыдущей главе. Некоторые скрытые дефекты можно обнаружить с помощью программ технического мониторинга, которые снимают показания с датчиков на системной плате компьютера и в процессоре. Вы сможете воспользоваться этими программами при условии, что Вы сильны в физике и знаете, чем отличается температура от напряжения.

Программа мониторинга обычно имеется на CD-диске, прилагаемом к системной плате (загляните в него - Вы можете найти там кое-что интересное и помимо программы мониторинга - например, бесплатный антивирус с годовой лицензией на обновления). В зависимости от модели системной платы, программа показывает частоту вращения вентиляторов, температуру процессора и системной платы, а также рабочие напряжения. Все показания надо снимать под стрессовой нагрузкой, т.е. при выполнении программ StressPrime2004 и BurnP6 после установки стационарного теплового режима. Нормальной считается температура процессора не более 70 градусов и температура системной платы не более 40 градусов. Если эти показания превышены, то это говорит о плохой вентиляции системного блока или установке кулера недостаточной мощности. Напряжения +12V, +5V и +3.3V, выдаваемые блоком питания, должны соблюдаться с погрешностью 5%, т.е. быть в пределах +11,4..12.6V, +4.75..5.25V, +3.135..3.465V. Если хотя бы одно напряжение выходит за указанные рамки, то надо заменить блок питания на более качественный. Наиболее часто встречается проседание напряжения по линии +12V, т.к. на ней выполнена схема питания процессора в большинстве системных плат. Исключением являются многие системные платы под процессоры AMD 7-го поколения (Athlon, Duron и Sempron для Socket 462), где для питания процессора нагружается линия +5V, поэтому напряжение на линии +12V зашкаливает верх. Хорошего в этом мало, потому что завышенное напряжение по линии +12V не остается без дела, а подается на винчестеры, которые в результате этого перегреваются.

Вместо штатной программы мониторинга можно попробовать универсальную программу Speed Fan. Поскольку эта программа не привязана к определенной системной плате, то она выводит показания всех датчиков - в том числе и тех, которые не задействованы и потому выдают неизвестно что. К примеру, заведомо не имеют смысла показания, которые ниже температуры окружающей среды или выше 100 градусов (потому что процессор при таком перегреве работать не будет). Зато программа SpeedFan показывает температуру винчестеров, выводит их диагностическую информацию на вкладке S.M.A.R.T, а также умеет делать много других интересных вещей.

Исходное назначение программы SpeedFan - это управление скоростью вращения вентиляторов. Оно может быть полезным в том случае, если вентиляторы досаждают Вам своим шумом (к сожалению, управление ими возможно не на всех компьютерах). Обороты кулера могут быть поставлены в зависимость от температуры процессора так, чтобы выводить их на максимум только при достижении заданной предельной температуры, которая обычно выбирается в диапазоне от 50 до 65 градусов.

Отметим, что на многих системных платах работой вентиляторов можно управлять из-под BIOS - для это служит раздел PC Health Status. Управление из-под BIOS удобно, но оно не всегда реализовано корректно и безопасно. При определенных настройках может возникнуть ситуация, когда компьютер отключается сразу же после его включения - в этом случае приходится проводить процедуру, известную как "Clear CMOS Status".

6. Режимы энергосбережения

Недавно мне на глаза попалась статья "Прожорливость процессоров в теории и на практике", где в числе прочего дается дается следующая любопытная оценка - постоянно включенный компьютер за год потребляет около 1000 квт/ч электроэнергии, что в наших локальных ценах означает такое же количество рублей. Такие расходы могут быть достаточным основанием для того, чтобы попробовать уменьшить энергопотребление.

Прежде всего, надо удостовериться в наличии режима энергосбережения при простое - который особенно полезен, когда оператор читает Интернет или с усердием трудится над клавиатурой, а процессор проводит время в ожидании. Режим энергосбережения при простое обеспечивается почти всеми современными процессорами и часто включается автоматически, например, для процессоров Pentium 4 и Athlon 64 при работе под Windows 2000/XP. Но в других ситуациях может потребоваться установка дополнительных программ - как это описано в пунктах 1 и 2 руководства "Программное охлаждение процессора".

Другая возможность энергосбережения связана с тем, что современные процессоры обладают значительным запасом мощности - поэтому даже при наличии работы они обычно трудятся вполсилы. В такой ситуации можно без потери производительности снизить частоту работы процессора и его питающее напряжение. Именно такая технология применяется в процессорах AMD 8-го поколения на основе ядра Athlon 64, где она называется Cool'n'Quiet. В современных модификациях этих процессоров Cool'n'Quiet автоматически снижает частоту вплоть до 1 GHz и напряжение питания ядра процессора вплоть до 1.1V от номинального в 1.35-1.5V, при этом потребление энергии процессором падает более чем в 3 раза до 20-22W, а общее потребление энергии компьютером снижается примерно на 30%.

Аналогичная технология от Intel называется Enhanced Speed Step. Она очень качественно реализована в процессорах Pentium M, имеется также в настольных процессорах Pentium 4 500-й (5xxJ, 5x1), 600-й и 800-й серии, но в последнем случае частота снижается всего до 2.8 GHz. Такое снижение недостаточно для эффективной экономии энергии - фактически, речь идет лишь о снижении нагрева топовых процессоров для уменьшения шума процессорного кулера. Процессоры Celeron и Celeron M пока лишены даже и такой усеченной технологии энергосбережения, в то время как процессоры AMD Sempron 8-го поколения обладают ею, начиная с рейтинга 3000+.

Для справки: процессоры AMD 8-го поколения для настольных компьютеров имеют теплораспределительную крышку и устанавливаются в разъем Socket 754, 939, 940 или AM2, в то время как процессоры 7-го поколения визуально отличаются тем, что они представляют собой голый кристалл на подложке и устанавливаются в разъем Socket 462, он же Socket A. По линейкам они делятся так: Athlon 64 - это 8-е поколение, просто Athlon и Duron - 7-e поколение, а Sempron может относиться как к 7-му, так и к 8-му поколению.

Динамическое управление частотой и напряжением задействуется по умолчанию только в ноутбуках, а в настольных компьютерах ее надо включать так, как это описано в пункте 3 руководства "Программное охлаждение процессора". Отследить изменения частоты и напряжения можно с помощью известной нам по разделу 4 программы Throttle Watch. К сожалению, здесь пока еще не все просто, т.к. нет гарантии того, что на любой системной плате энергосбережение включится и будет работать правильно.

Надо отметить, что если процессор не обеспечивает штатное понижение частоты и напряжения, то этот режим можно бывает осуществить с помощью системной платы - см. к примеру, обзор "Технология энергосбережения AOpen Powermaster: снижение частоты CPU и уровня шума на лету". Процессор работает в нештатном для него режиме, но на стабильности это обстоятельство не сказывается - поскольку разработчики системной платы провели все необходимые тесты с различными моделями процессоров. Если Вам досталась такая плата, то смело включайте ее штатный режим энергосбережения! А если у системной платы нет штатного режима энергосбережения - то вполне возможно, что энергосбережение удастся задействовать с помощью настроек BIOS и различных дополнительных программ - но эта процедура, к сожалению, достаточна сложна для того, чтобы ее можно было рекомендовать к широкому применению - см. введение в "Разгон и торможение процессора".

Заключение

Стоит ли участвовать в гонке, навязанной законом Мура, или можно остановиться на уровне в 1 GHz, достигнутом еще в 2000 году? Думается, что ответ на этот вопрос зависит от появления программ, которым действительно нужна повышенная вычислительная мощность. Возможно, что производительные компьютеры будут лучше справляться с задачами распознавания речи и зрительных образов, а также смогут вести интеллектуальный диалог с человеком (как будто нам не хватает иных собеседников). Но пока компьютеры остается бессловесными, незрячими и бездумными машинами, стоит подумать о таких прозаических вещах, как экономия электроэнергии и улучшение эргономики. К примеру, эта статья создавалась на машинке с приторможенным процессором Athlon XP, который работает при пониженном напряжении 1.2V на частоте 1.25 GHz.

Сведения об изменениях

14 апреля 2005 года - предварительная публикация.
2 мая 2005 года - публикация на "Причале".
28 февраля 2006 года - упоминания о новых процессорах в разделах 2 и 6.

Разрешено копирование в электронных изданиях при условии указания ссылки на оригинал статьи, опубликованный на портале "Причал": http://www.priestt.com/article/comp/comp_49.html
Перепечатка на бумажных изданиях может проводиться только по согласованию с автором статьи.