Автоматическое повышение частот у процессоров

Центральное процессорное устройство – сердце компьютера, и от его характеристик зависит быстродействие всей системы. Если пользователь хочет добиться качественного выполнения задач компьютером, то быстрый и мощный процессор – ключевой компонент. Именно его мощность раскрывает потенциал остальных комплектующих ПК.

Графический дизайн, требовательные игры, аудио-композинг, видеомонтаж и работа с 3D-графикой – все основывается в первую очередь на возможностях кристалла кремния. Многие совершают ошибку, пытаясь повысить быстродействие системы при помощи увеличения объема оперативной памяти. Но за скоростью всегда стоял вычислительный центр.

Важнейшие характеристики процессора – ядра, кэш и тактовая частота. Эти параметры отвечают за количество операций и быстроту, с которой ЦПУ их выполняет. В этой статье поговорим именно о тактовой частоте, ее автоматическом повышении и что все это такое.

Что такое тактовая частота процессора?

Понятие “тактовая частота” в основу берет термин “такт”, что означает определенное количество команд или операций, которое ЦП в состоянии выполнить за одну секунду. Основной единицей измерения является “герц”. CPU последних поколений, исходя из их герцовки, могут производить одновременно свыше пяти миллионов вычислений в секунду.

Одна операция может состоять из нескольких тактов, поэтому приложения никогда не запускаются мгновенно, а лишь спустя несколько секунд. Система посылает тактовый импульс, а камень, обращаясь к конкретной директории, уже запускает искомые команды.

Тактовая частота определяет производительность процессора. Чем она выше, тем выше его мощность. Решения с большим количеством ядер, но низкой частотой могут значительно проигрывать камням, у которых она выше. Многопоточные вычислительные ядра с высокой тактовой частотой – основа всех игровых и рабочих компьютеров, для которых мощность и скорость в приоритете.

Что такое регулируемая частота?

В ЦПУ всегда указываются предельно низкие и предельно высокие частоты, например: Intel Core i7-13700K (3,4 - 5,4 ГГц) или AMD Ryzen 7 7700X (4,5 - 5,4 ГГц). Этот диапазон дает понять, что во время простоя или активной работы быстродействие будет меняться, чтобы по возможности сэкономить энергопотребление.

В основе регулировки частоты лежит взаимодействие такта и множителя.

• Тактовый генератор отвечает за синхронизацию работы ЦП с другими комплектующими ПК. На одном такте сконцентрирована вся работа системы, при этом сам такт является неизменной единицей.
• Множитель в современных вычислителях – переменная величина, которая изменяется и умножается на единицу такта, чтобы добиться определенной частоты от ядра. Камни с разблокированным множителем являются лучшими моделями для разгона.

Изначально, при проектировании, в процессоры закладывается потенциал больше необходимого, чтобы облегчить разработку новых поколений в будущем. Узнав об этом, пользователи стали самостоятельно заниматься “разгоном” ЦП через специальную шину с целью получения дополнительных мощностей. Данный метод поднимал частоты не только ядер, но и оперативной памяти. Это приводило к перегрузке и нарушению стабильности всей системы.

Ручной разгон – дело рискованное, требующее предельной осторожности при работе с напряжением. Его необходимо правильно подавать на транзисторы вокруг кристалла кремния. При неверно заданном напряжении процессор можно сжечь. Чтобы избежать подобного, производители задумались о внедрении функции автоматического разгона. И сегодня на рынке практически любой камень имеет заводской оверклокинг, который гарантирует безопасное увеличение частот.

Во избежание вмешательства пользователей, которое, как правило, и приводит к плачевным последствиям, производители ввели понятие “автоматическая частота процессора”. Данный программный комплекс определяет, когда необходим буст, а когда компьютер отлично справляется без дополнительной “помощи”.

Как устроена автоматическая регулировка частоты?

При большой нагрузке камень будет повышать обороты. Это приводит к:

• росту энергопотребления;
• увеличению нагрева;
• более активной работе системы охлаждения.

Чем более ресурсоемкая задача, тем больше будет происходить увеличение частоты процессора. При пассивной нагрузке ЦПУ будет ее снижать, выигрывая своего рода время на “передышку” и уменьшая энергозатраты. Подобное колебание в процессе работы ПК называется динамическим регулированием тактовых частот.

Для обеспечения высокой производительности стоит позаботиться о хорошей системе охлаждения. Повышение частоты и уровень нагрева зависят друг от друга. Температуру камня можно держать на уровне, но он будет прогревать пространство вокруг себя, что может нанести вред другим комплектующим.

Двое ведущих производителей полупроводников Intel и AMD разработали свои технологии встроенного разгона: Intel Turbo Boost и AMD Precision Boost. Обе опираются на общие принципы, но работают с заметными отличиями. Разблокированный множитель позволяет поднять производительность устройства на 10-20%, но выше допустимого максимума подняться не получится. Да и не стоит, в целях безопасности. Лучше купить более мощный CPU старшего разряда.

Intel Turbo Boost

Свою функцию авторазгона "синие" впервые применили на CPU семейства Bloomfield. Самые первые версии позволяли добиться прироста до 300 МГц и по большей части упирались в ограничения кристалла кремния. С постепенным уменьшением техпроцесса планка авто буста начала расти, и добиться повышения частоты процессора на 1 ГГц – далеко не предел.

Версия ПО от Интел также развивалась, обзаводилась дополнительными алгоритмами и становилась проще в использовании. Вторая версия актуальна и по сей день даже для семейства Rocket Lake.

Turbo Boost очень аккуратно регулирует тактовые частоты ЦП, повышая производительность на ядро, но при этом не давая вычислителю уйти в перегрев. При разгоне камень будет увеличивать энергопотребление, но до того предела, который не позволит процессору выйти за указанный разработчиками теплопакет. Все основывается на двух заводских настройках Р1 и Р2:

• Р1 – базовый лимит энергопотребления, установленный разработчиком;
• Р2 – максимально допустимый буст, который может быть выше на 25 процентов от номинального.

AMD Precision Boost

Не желая уступать конкурентам, АМД работали над собственным программным комплексом по автоматическому разгону. Первым обеспечением стало Turbo Core, а с появлением архитектуры Zen ему на смену пришел Precision Boost.

Буст своих продуктов “красные” не привязывают к конкретным параметрам шины, и частота их устройств регулируется более тонко, вплоть до 20-25 ГГц. Интел же выбрали более крупный шаг в 100 ГГц. В остальном принцип остался неизменным, и за основу регулировки тактовых частот берутся температура и энергопотребление.

Технология AMD Precision Boost 2.0 отслеживает три параметра, а именно:

• температуру;
• максимальную частоту;
• энергопотребление.

В свои устройства компания закладывает определенные лимиты этих параметров. Intel не ограничивает увеличение частот, а указывает возможный предел при авто бусте, однако при помощи аппаратного разгона можно получить большие частоты.

Разгонять свои процессоры AMD позволяют до тех пор, пока камень не упрется в потолок одного из параметров. Достигнув температурного максимума, процессор может не добраться до допустимой планки частоты и энергопотребления. Поэтому лимит мощности может быть несколько ограничен при отсутствии хорошей системы охлаждения.

Во второй версии были исправлены проблемы с плавным повышением и понижением частот при нагрузке на два и более потоков одновременно. Более того, вторая версия опирается не только на заводские лимиты. Она анализирует задачи, выполняемые компьютером на данный момент, и распределяет нагрузку между ядрами.

При малой ресурсоемкости задач Precision Boost 2.0 нагружает не один-два потока, а все одновременно, что даёт значительный прирост. Но при этом быстродействие в требовательных операциях может снижаться, если это не дает дополнительной производительности.

Программный комплекс AMD не предоставит пользователю столь широкий выбор надстроек для разгона, но позволит провести более точный и безопасный буст для процессора.

Ручной разгон или заводской Boost?

Современные ЦП имеют достаточный запас мощности для большинства задач, чтобы не прибегать к разгону. Если не хватает тех самых 5-10% мощности в играх или работе, то решения с разблокированным множителем от производителя – самый надежный и эффективный вариант.

Во-первых, они многократно упрощают функцию разгона и делают ее интуитивно понятнее. Во-вторых, они справляются со своей задачей лучше, чем это сделает рядовой пользователь и даже опытный анлокер.

Если раньше требовалось дополнительно модифицировать систему, чтобы повысить частоту ЦП и увеличить производительность, то теперь достаточно нескольких нажатий кнопок. Основной недостаток ручного оверклокинга в том, что он задействует все ядра одновременно и не оставляет пространства для маневра. Заводской буст предоставляет возможность работать с частотой каждого ядра по-отдельности.

Система фирменного разгона также более безопасна и для самого CPU, поскольку его состояние отслеживается на всех уровнях. В случае малейшей угрозы ускорение будет остановлено. При ручном бусте требуется постоянный мониторинг и очень тонкая работа с напряжением на ядрах.

Заводской разгон – лучшее решение для игр и программ, которые в первую очередь опираются на производительность центрального процессора. Он не требует особых знаний и навыков, как в случае с аппаратным разгоном. А также доступен более широкому кругу людей, которые хотят получить дополнительную мощность и производительность.

Компьютеры HYPERPC на базе процессоров
с разблокированным множителем

Системы HYPERPC оснащаются процессорами только с предусмотренным производителем разгоном. Это гарантирует надежный и безопасный прирост мощности без риска для вас и вашего компьютера.