Що найбільше впливає на продуктивність комп'ютера. Що впливає швидкість роботи комп'ютера. Унікальні програмні реалізації

* завжди актуальні питання, що варто звертати увагу під час виборів процесора, ніж помилитися.

Наша мета в цій статті – описати всі фактори, що впливають на продуктивність процесора та інші експлуатаційні характеристики.

Напевно ні для кого не секрет, що процесор є головною обчислювальною одиницею комп'ютера. Можна навіть сказати – найголовніша частина комп'ютера.

Саме він займається обробкою практично всіх процесів та завдань, які відбуваються в комп'ютері.

Будь то перегляд відео, музика, інтернет серфінг, запис і читання в пам'яті, обробка 3D і відео, ігор. І багато чого іншого.

Тому до вибору Центрального Процессора, варто поставитися дуже ретельно. Може вийти ситуація, що ви вирішили поставити потужну відеокарту і процесор, що не відповідає її рівню. У цьому випадку процесор не розкриватиме потенціал відеокарти, що гальмуватиме її роботу. Процесор буде повністю завантажений і буквально кипіти, а відеокарта чекатиме на свою чергу, працюючи на 60-70% від своїх можливостей.

Саме тому, при виборі збалансованого комп'ютера, нестоїть нехтувати процесоромна користь потужної відеокарти. Потужності процесора має бути достатньо для розкриття потенціалу відеокарти, інакше це просто викинуті гроші.

Intel vs. AMD

*наздоганялки назавжди

Корпорація Intel, має в своєму розпорядженні величезні людські ресурси, і майже невичерпні фінанси. Багато інновацій у напівпровідниковій індустрії та нові технології йдуть саме з цієї компанії. Процесори та розробки Intel, в середньому на 1-1,5 роки випереджають напрацювання інженерів AMD. Але як відомо, за можливість мати найсучасніші технології – доводиться платити.

Цінова політика процесорів Intel, ґрунтується як на кількості ядер, кількості кешу, але і на «свіжості» архітектури, продуктивності на тактват,техпроцесу чіпа. Значення кеш-пам'яті, тонкощі техпроцесу та інші важливі характеристики процесора розглянемо нижче. За володіння такими технологіями як і вільного множника частоти, теж доведеться викласти додаткову суму.

Компанія AMD, на відміну від компанії Intel, Прагне до доступності своїх процесорів для кінцевого споживача і до грамотної цінової політики.

Можна навіть сказати, що AMD– « Народна марка». У її цінниках ви знайдете те, що вам потрібно за привабливою ціною. Зазвичай через рік після появи нової технологіїу компанії Intel, з'являється аналог технології від AMD. Якщо ви не женетеся за найвищою продуктивністю і більше звертаєте увагу на цінник, ніж на наявність передових технологій, то продукція компанії AMD- Саме для вас.

Цінова політика AMD, Більше ґрунтується на кількості ядер і зовсім небагато - на кількості кеш пам'яті, наявності архітектурних поліпшень. У деяких випадках, за можливість мати кеш пам'яттю третього рівня, доведеться трохи доплатити ( Phenomмає кеш пам'ять 3 рівня, Athlonзадовольняється лише обмеженою, 2 рівня). Але інколи AMD«балує» своїх фанатів можливість розблокуватиДешевші процесори, до дорожчих. Можна розблокувати ядра або кеш-пам'ять. Поліпшити Athlonдо Phenom. Таке можливе завдяки модульній архітектурі та при нестачі деяких дешевших моделей, AMDпросто відключає деякі блоки на кристалі дорожчих (програмно).

Ядра- Залишаються практично незмінними, відрізняється тільки їх кількість (справедливо для процесорів 2006-2011 років). За рахунок модульності своїх процесорів компанія відмінно справляється зі збутом відбракованих чіпів, які при відключенні деяких блоків, стають процесором з менш продуктивної лінійки.

Компанія багато років працювала над повністю новою архітектуроюпід кодовим ім'ям Bulldozer, але на момент виходу в 2011 році, нові процесори показали не саму кращу продуктивність. AMDгрішила на операційні системи, що вони не розуміють архітектурних особливостей здвоєних ядер та «іншої багатопоточності».

За словами представників компанії, слід чекати особливих виправлень та латок, щоб відчути всю продуктивність даних процесорів. Однак на початку 2012 року, представники компанії відклали вихід оновлення для підтримки архітектури Bulldozerна другу половину року.

Частота процесора, кількість ядер, багатопоточність.

В часи Pentium 4і до нього – частота процесорабула головним фактором продуктивності процесора при виборі процесора.

Це не дивно, адже архітектури процесорів спеціально розроблялися для досягнення високої частоти, особливо сильно це відбилося саме в процесорі. Pentium 4на архітектурі NetBurst. Висока частота була неефективна при тому довгому конвеєрі, що був використаний в архітектурі. Навіть Athlon XPчастотою 2Ггц, за рівнем продуктивності був вище Pentium 4 c 2,4Ггц. Так що це був чистий маркетинг води. Після цієї помилки, компанія Intelусвідомила свої помилки та повернулася на бік добрапочала працювати не над частотною складовою, а над продуктивністю на такт. Від архітектури NetBurstдовелося відмовитись.

Щож нам дає багатоядерність?

Чотирьох- ядерний процесоріз частотою 2,4 Ггц, у багато-потокових додатках, теоретично буде зразковим еквівалентом, одноядерного процесора з частотою 9,6Ггцабо 2-х ядерному процесору з частотою 4,8 Ггц. Але це тільки теоретично. Практичнож, два двоядерного процесорау двох сокетних материнської плати, Будуть швидше одного 4-ядерного, на тій же частоті функціонування. Обмеження швидкості шини і затримки пам'яті даються взнаки.

* за умови однакових архітектур та кількості кеш пам'яті

Багатоядерність, дає можливість виконувати інструкції та обчислення частинами. Наприклад необхідно виконати три арифметичні події. Перші два виконуються на кожному з ядер процесора і результати складаються в кеш-пам'ять, де з ними може бути виконана наступна дія будь-яких вільних ядер. Система дуже гнучка, але без належної оптимізації може не працювати. Тому дуже важлива оптимізація під багатоядерність для архітектури процесорів серед ОС.

Програми, які «люблять» і використовуютьбагатопоточність: архіватори, плеєри та кодувальники відео, антивіруси, програми дефрагментатори, графічні редактори, браузери, Flash.

Також, до «аматорів» багатопоточності, можна віднести такі операційні системи як Windows 7і Windows Vista, а також багато ОС, засновані на ядрі Linux, які працюють помітно швидше за наявності багатоядерного процесора

Більшості ігорбуває цілком достатньо 2-х ядерного процесора на високій частоті. Зараз однак виходить все більше ігор"заточених" під багатопоточність. Взяти хоча б такі SandBoxігри, як GTA 4або Prototype, у яких на 2-х ядерному процесорі з частотою нижче 2,6 Ггц- Комфортно себе не відчуваєш, фреймрейт провалюється нижче 30 кадрів в секунду. Хоча в даному випадку, швидше за все, причиною таких казусів є «слабка» оптимізація ігор, нестача часу або «не прямі» руки тих, хто переносив ігри з консолей на PC.

Купуючи новий процесор для ігор, зараз варто звертати увагу на процесори з чотирма і більше ядрами. Але все ж таки, не варто нехтувати 2-х ядерними процесорами з «верхньої категорії». У деяких іграх, ці процесори почуваються часом краще, ніж деякі багатоядерні.

Кеш пам'ять процесора.

– це виділена область кристала процесора, в якій обробляються та зберігаються проміжні дані між процесорними ядрами, оперативною пам'яттю та іншими шинами.

Вона працює на дуже високій тактовій частоті (зазвичай на частоті самого процесора), має дуже високу пропускну здатність і процесорні ядра працюють з нею безпосередньо ( L1).

Через неї нестачі, процесор може простоювати в трудомістких завданнях, очікуючи доки в кеш надійдуть нові дані для обробки. Також кеш-пам'ять служить длязаписи часто повторюваних даних, які за потреби можуть бути швидко відновлені без зайвих обчислень, не змушуючи процесор витрачати час ними знову.

Продуктивності також додає факт, якщо кеш пам'ять об'єднана, і всі ядра рівноправно можуть використовувати дані з неї. Це дає додаткові можливостідля багатопотокової оптимізації.

Такий прийом, зараз використовується для кеш пам'яті 3-го рівня. У процесорів Intelіснували процесори з об'єднаною кеш пам'яттю 2-го рівня ( C2D E 7***,E 8***), завдяки яким і з'явився даний спосібзбільшити багатопоточну продуктивність.

При розгоні процесора, кеш пам'ять може стати слабким місцем, не даючи розігнати процесор більше, ніж гранична частота функціонування без помилок. Однак плюсом є те, що вона працюватиме на тій самій частоті, що й розігнаний процесор.

Загалом, що більше кеш пам'яті, то швидшепроцесор. У яких додатках?

У всіх додатках, де використовується безліч числових даних з плаваючою комою, інструкцій та потоків, кеш пам'ять активно використовується. Кеш пам'ять дуже люблять архіватори, кодувальники відео, антивірусиі графічні редакториі т.д.

Сприятливо до великої кількості кеш-пам'яті ставляться ігри. Особливо стратегії, авто-симулятори, RPG, SandBox та всі ігри, де є багато дрібних деталей, частинок, елементів геометрії, потоків інформації та фізичних ефектів.

Кеш пам'ять грає дуже велику роль у розкритті потенціалу систем з двома і більше відеокартами. Адже якась частка навантаження, лягає на взаємодію ядер процесора як між собою, так і для роботи з потоками кількох відео-чіпів. Саме в цьому випадку важлива організація кеш-пам'яті, і дуже корисна кеш-пам'ять 3-го рівня великого об'єму.

Кеш пам'ять, завжди оснащується захистом від можливих помилок (ECC), при виявленні яких, ведеться їхнє виправлення. Це дуже важливо, адже маленька помилка в кеш пам'яті при обробці може перетворитися на гігантську, суцільну помилку, від якої «ляже» вся система.

Фірмові технології.

(Гіпер-поточність, HT)–

вперше технологія була застосована у процесорах Pentium 4Але працювала не завжди коректно і часто більше гальмувала процесор, ніж прискорювала. Причиною був занадто довгий конвеєр і не доведена до ладу система передбачення розгалужень. Застосовується компанією Intel, аналогів технології поки немає, якщо не вважати аналогом? що реалізували інженери компанії AMDв архітектурі Bulldozer.

Принцип системи такий, що у кожне фізичне ядро, створюється по два обчислювальні потокизамість одного. Тобто, якщо у вас 4-х ядерний процесор з HT (Core i 7), то віртуальних потоків у вас 8 .

Приріст продуктивності досягається рахунок того, що в конвеєр можуть надходити дані вже в його середині, а не обов'язково спочатку. Якщо якісь блоки процесора, здатні виконати цю дію, простоюють, вони отримують завдання до виконання. Приріст продуктивності не такий як у реальних фізичних ядер, але можна порівняти (~50-75%, залежно від роду докладання). Досить рідко буває, що в деяких додатках, HT негативно впливаєна продуктивність. Пов'язано це з поганою оптимізацією додатків під цю технологію, Неможливість зрозуміти, що присутні потоки «віртуальні» і відсутність обмежувачів для навантаження потоків рівномірно.

TurboBoost - дуже корисна технологія, яка збільшує частоту функціонування ядер процесора, що найбільш використовуються, залежно від рівня їх завантаженості. Дуже корисна тоді, коли програма не вміє використовувати всі 4 ядра, і завантажує лише одне або два, при цьому їх частота роботи підвищується, що частково компенсує продуктивність. Аналогом даної технології у компанії AMD, є технологія Turbo Core.

, 3 dnow!інструкції. Призначені для прискорення роботи процесора в мультимедіаобчислення (відео, музика, 2D/3D графіка і т.д.), а також прискорюють роботу таких програм як архіватори, програми для роботи із зображеннями та відео (за підтримки інструкцій даними програмами).

3dnow! - Досить стара технологія AMD, яка містить додаткові інструкції з обробки мультимедіа контенту, крім SSEпершої версії.

*А саме можливість потокової обробки дійсних чиселодинарної точності.

Наявність самої нової версії– є великим плюсом, процесор починає ефективніше виконувати певні завдання за належної оптимізації ПЗ. Процесори AMDносять схожі назви, але трохи інші.

* Приклад - SSE 4.1 (Intel) - SSE 4A (AMD).

До того ж дані набори інструкцій не ідентичні. Це аналоги, які мають невеликі відмінності.

Cool’n’Quiet, SpeedStep, CoolCore, Enchanced Half State(C1E) іт. д.

Дані технології, при низькому навантаженні зменшують частоту процесора, зменшенням множника і напруги на ядрі, відключення частини КЕШу і т.д. Це дозволяє процесору набагато менше грітися та споживати менше енергії, менше шуміти. Якщо знадобиться потужність, то процесор повернеться у нормальний стан за частки секунди. на стандартних налаштуваннях Biosпрактично завжди включені, за бажання їх можна відключити, зменшення можливих «фризів» при перемиканні в 3D іграх.

Деякі з цих технологій керують швидкістю обертання вентиляторів у системі. Наприклад, якщо процесор не потребує посиленого відведення тепла і не навантажений, швидкість вентилятора процесора зменшується ( AMD Cool'n'Quiet, Intel Speed ​​Step).

Intel Virtualization Technologyі AMD Virtualization.

Ці апаратні технології дозволяють за допомогою спеціальних програмзапускати кілька операційних систем відразу, без будь-якої сильної втрати у продуктивності. Також її використовують для правильної роботи серверів, адже найчастіше, на них встановлена ​​далеко не одна ОС.

Execute Disable BitіNo eXecute Bit – технологія, покликана захистити комп'ютер від вірусних атак та програмних помилок, які можуть спричинити крах системи за допомогою переповнення буфера.

Intel 64 , AMD 64 , EM 64 T - дана технологія дозволяє процесору працювати як в ОС з 32-бітною архітектурою, так і в ОС з 64-бітною. Система 64 bit– з погляду вигоди, для пересічного користувача відрізняється тим, що у цій системі можна використовувати більше 3.25Гб оперативної пам'яті. У 32-х бітних системах, використовувати б пробільший обсяг оперативної пам'яті неможливо, через обмеженого обсягу адресируемой пам'яті* .

Більшість додатків із 32-х bit архітектурою, можна запустити на системі з 64-х бітною ОС.

* Що ж вдієш, якщо в далекому 1985 році, ніхто і подумати не міг про такі гігантські, за мірками того часу, обсяги оперативної пам'яті.

Додатково.

Пари слів про.

На цей пункт варто звернути пильну увагу. Чим тонше техпроцес, тим менше процесор споживає енергії і як наслідок менше гріється. І крім усього іншого, має більш високий запас міцності для розгону.

Чим тонший техпроцес, тим більше можна загорнути в чіп (і не тільки) і збільшити можливості процесора. Тепловиділення та енергоспоживання при цьому теж зменшується пропорційно, завдяки меншим втратам по струму та зменшенню площі ядра. Можна помітити тенденцію, що з кожним новим поколінням тієї ж архітектури на новому техпроцесі зростає й енергоспоживання, але це не так. Просто виробники йдуть у бік ще більшої продуктивності і переступають за межу тепловиділення минулого покоління процесорів через збільшення числа транзисторів, яке не пропорційне зменшенню техпроцесу.

Вбудоване в процесор.

Якщо вам не потрібне вбудоване відео ядро, то не варто купувати процесор із ним. Ви отримаєте тільки найгірше відведення тепла, зайве нагрівання (не завжди), найгірший розгінний потенціал (не завжди), і переплачені гроші.

До того ж ті ядра, що вбудовані в процесор, годяться тільки для завантаження ОС, інтернет серфінгу та перегляду відео (і то не будь-якої якості).

Тенденції на ринку все ж таки змінюються і можливість купити продуктивний процесор від Intelбез відео ядра випадає все рідше. Політика примусового нав'язування вбудованого відео ядра з'явилася з процесорів Intelпід кодовою назвою Sandy Bridge , Основне нововведення яких і було вбудоване ядро ​​на тому ж техпроцесі. Відео-ядро знаходиться спільноз процесором на одному кристалі, і не таке просте як у попередніх поколіннях процесорів Intel. Для тих, хто його не використовує, є мінуси у вигляді деякої переплати за процесор, зміщення джерела нагріву щодо центру тепло-розподільної кришки. Проте є плюси. Вимкнене відео ядро, можна використовувати для швидкого кодування відео за допомогою технології Quick Syncразом зі спеціальним, що підтримує цю технологію ПЗ. В майбутньому, Intelобіцяє розширити горизонти використання вбудованого відео ядра для паралельних обчислень.

Сокети для процесорів. Терміни життя платформ.

Intelведе грубу політику своїх платформ. Термін життя кожного (термін початку та кінця продажів процесорів для неї), зазвичай, не перевищує 1.5 — 2 роки. До того ж, у компанії є кілька платформ, що паралельно розвиваються.

Компанія AMDведе протилежну політику сумісності. На її платформу AM 3, будуть підходити всі процесори майбутніх поколінь, які підтримують DDR3. Навіть при виході платформи на AM 3+і пізніших, окремо будуть випускатися або нові процесори під AM 3, або нові процесори будуть сумісні зі старими материнськими платами, і можна буде зробити безболісний для гаманця апгрейд, помінявши лише процесор (без зміни мат.плати, ОЗУ і т.д.) і прошив материнської плати. Єдині нюанси несумісності можуть бути при зміні типу , так як буде потрібно інший контролер пам'яті, вбудований в процесор. Тож сумісність обмежена та підтримується далеко не всіма материнськими платами. Але загалом економному користувачеві або тим, хто не звик міняти платформу повністю кожні 2 роки — вибір виробника процесора зрозумілий — це AMD.

Охолодження процесора.

У стандартній комплектації з процесором йде BOX-овий кулер, який просто справлятиметься зі своїм завданням. Являє він шматок алюмінію з не дуже високою площею розсіювання. Ефективні кулери на теплових трубках і закріпленими на них пластинами мають конструкцію, призначену для високоефективного розсіювання тепла. Якщо ви не хочете чути зайвий шум від роботи вентилятора, то варто придбати альтернативний, більш ефективний кулер з тепловими трубками, або систему рідинного охолодженнязамкнутого чи замкненого типу. Такі системи охолодження додатково дадуть можливість розгону для процесора.

Висновок.

Усі важливі аспекти, що впливають на продуктивність та експлуатаційні характеристики процесора, були розглянуті. Повторимо, на що слід звертати увагу:

• Вибрати виробника
• Архітектура процесора
• Техпроцес
• Частота процесора
• Кількість ядер процесора
• Розмір та тип кеш-пам'яті процесора
• Підтримка технологій та інструкцій
• Якісне охолодження

Сподіваємося, цей матеріал допоможе вам розібратися та визначитися у виборі відповідного вашим очікуванням процесора.

Швидкість роботи стаціонарного комп'ютера чи ноутбука залежить багатьох чинників. Тому не можна очікувати значного збільшення продуктивності ПК, якщо ви покращите лише один компонент, наприклад, встановіть більше швидкий процесор. Щоб комп'ютер став відчутніше швидше працювати, слід покращити відразу декілька характеристик комплектуючих, а бажано навіть усі. Це цілком закономірно, адже ваш комп'ютер не буде працювати швидше, ніж дозволяє самий повільний пристрій в системі.

Тактова частота процесора

При визначенні продуктивності комп'ютера насамперед дивляться на тактову частоту процесора. Цей показник впливає швидкість проведення операцій ЦП. Частотою процесора називається тактова частота ядра, що його основним компонентом, у той час, коли система максимально завантажена.

Величина виміру даного параметра - мегагерці та гігагерці. Показник тактової частоти не відображає кількість виконаних операцій за секунду . Справа в тому, що на виконання певних операцій може витрачатися кілька тактів. Природно, що комп'ютер із процесором з більшою тактовою частотою, ніж у ідентичного за іншими параметрами комп'ютера, зможе виконувати більше завдань за одиницю часу.

Оперативна пам'ять

Другий за важливістю параметр комп'ютера, що впливає на продуктивність – це Об'єм оперативної пам'яті. Це другий за швидкістю компонент у комп'ютері, що поступається лише процесору. Однак різниця в показниках швидкості цих пристроїв істотна. Слід враховувати, що чим більше у вас буде оперативної пам'яті, тим повніше зможе задіяти процесор.

Обмін інформації з оперативною пам'яттю відбувається набагато швидше, ніж з іншими пристроями, наприклад, з жорстким диском. Саме тому підвищення обсягу ОЗП призведе до суттєвого прискорення роботи комп'ютера.

Жорсткий диск

На продуктивність комп'ютера також істотно впливає обсяг жорсткого диска і швидкість його роботи. Об'єм вінчестера не такий важливий, головне, щоб на системному дискузалишалося до 10% вільного місця. А от швидкість зв'язку шини жорсткого диска – це значно значніший чинник.

Сьогодні на зміну звичайним жорстким дискам прийшли більше швидкісні SSD диски , у яких відсутні рухомі частини. Вони працюють за принципом флешки. Швидкість обміну інформацією них у рази перевищують аналогічний параметр для вінчестерів. Відбувається це через те, що великі файлизчитуються одночасно з кількох мікросхем, за рахунок цього збільшується продуктивність комп'ютера. Крім того, тут немає головок, які переміщаються диском і гальмують весь процес зчитування/запису інформації. Однак головний недолік SSD дисків залишається актуальним - висока ціна.

Дефрагментація файлів

Внаслідок того, що файли з жорсткого диска періодично видаляються, на їхньому місці залишаються порожні місця, і потім нові файли завантажуються саме в ці осередки пам'яті, а не в одному місці – відбувається так звана фрагментація диска. Внаслідок цього системі доводиться звертатися до різних ділянок накопичувача, тим самим уповільнюючи роботу.

Щоб уникнути цього процесу, слід періодично проводити дефрагментацію диска- Компонування аналогічних файлів по сусідніх секторах з метою їхнього швидкого зчитування.

Щоб виконати дефрагментацію диска в ОС Windows 7, необхідно зайти в меню Пуск , вибрати Усі програми – Стандартні – Службові – Дефрагментація диска.

Одночасно виконувані завдання в ОС

Чим більше ваш комп'ютер буде одночасно виконувати задач, тим сильніше він гальмуватиме. Тому, якщо у вас виникають проблеми зі швидкістю ПК, слід закрити всі програми та програми, якими ви не користуєтеся Наразі. Також допоможе закриття деяких процесів у диспетчері завдань. Роботу яких можна припинити, читайте в .

Знижувати продуктивність комп'ютера можуть і віруси, тому встановіть надійне антивірусне програмне забезпечення, і скануйте систему на наявність шкідливих програм. Також ви можете скористатися рекомендаціями зі статті.

анонс нової утиліти вимірювання продуктивності з погляду додатків, залежних від швидкості роботи пам'яті

Як правило, при тестуванні продуктивності платформ акцент робиться на процесорозалежні програми. Але швидкість системи залежить тільки від центрального процесора. І зараз ми навіть не згадуємо про графічно насичені додатки та використання GPU для обчислень загального призначення, в яких важливу роль відіграє вибір відеокарти. Мова, як неважко здогадатися, піде про вплив продуктивності пам'яті і нашу спробу кількісно оцінити цей вплив.

p align="justify"> Залежність загальної продуктивності системи від пам'яті має складний характер, що ускладнює пряму оцінку швидкості пам'яті, тобто порівняння різних модулів. Наприклад, пам'ять із частотою 1600 МГц має вдвічі більшу пропускну здатність, ніж 800-мегагерцова. І синтетичні тести пам'яті старанно виведуть стовпчик удвічі вищим. Але якщо ви протестуєте цілу систему із цими двома видами пам'яті за допомогою популярних тестових додатків, на яких зазвичай тестують процесори, то й близько не отримаєте дворазової різниці у продуктивності. Інтегральний індекс швидкодії може відрізнятися максимум кілька десятків відсотків.

Це робить синтетичні тести пам'яті малоінформативними з практичного погляду. Не можна, однак, поручитися і за те, що підхід із застосуванням реальних додатків дає нам стовідсотково достовірну картину, оскільки велика ймовірність, що якісь режими, де продуктивність пам'яті справді критична, залишилися поза увагою та не були враховані.

Коротка теорія

Щоб зрозуміти специфіку проблеми, розглянемо принципову схемувзаємодії програми, ЦП та підсистеми пам'яті. Вже давно для опису роботи центрального процесу вважається вдалою аналогія із заводським конвеєром. І рухаються цим конвеєром інструкції з програмного коду, А функціональні модулі процесора обробляють їх немов верстати. Тоді сучасні багатоядерні ЦП будуть подібні до заводів з кількома цехами. Наприклад, роботу технології Hyper-Threading можна порівняти з конвеєром, яким їдуть впереміш деталі відразу декількох автомобілів, і розумні верстати обробляють їх одночасно, за міткою на деталях визначаючи, до якої моделі машини вони відносяться. Наприклад, збирається червона і синя машини, тоді верстат, що фарбує, використовує червону фарбу для деталей червоної машини і синю фарбу для синьої. І потік деталей одразу для двох моделей дозволяє краще завантажити верстати. А якщо апарат для фарбування матиме два розпилювачі, і зможе фарбувати одночасно дві деталі в різні кольори, конвеєр зможе працювати на повну потужністьнезалежно від того, в якому порядку надходитимуть деталі. Нарешті, останній писк моди, що реалізується у майбутніх процесорах AMD, у яких різні ядра ЦП матимуть деякі спільні функціональні блоки, можна порівняти з ідеєю зробити частину особливо громіздких і дорогих верстатів загальною для двох цехів, щоб заощадити заводську площу та скоротити капітальні витрати.

З погляду даної аналогії, системна пам'ять буде зовнішнім світом, який постачає на завод сировину і приймає готовий продукт, а кеш-пам'ять - це склад безпосередньо на заводській території. Чим більше у нас системної пам'яті, тим більший віртуальний світ ми можемо забезпечувати продукцією, що випускається, і чим більша частота ЦП і кількість ядер, тим потужніший і продуктивніший наш завод. А чим більший розмір кеш-пам'яті, тобто заводського складу, тим менше буде звернень у системну пам'ять- запитів на постачання сировини та комплектуючих.

Продуктивність пам'яті в цій аналогії відповідатиме швидкості транспортної системи з доставки сировини та відправки деталей у зовнішній світ. Допустимо, доставка на завод здійснюється за допомогою вантажівок. Тоді параметрами транспортної системи будуть місткість вантажівки та швидкість руху, тобто час доставки. Це хороша аналогія, тому що робота ЦП з пам'яттю здійснюється за допомогою окремих транзакцій з блоками пам'яті фіксованого розміру, причому дані блоки розташовані поруч, в одній ділянці пам'яті, а не довільно. І для загальної продуктивності заводу важлива як швидкість роботи конвеєра, а й оперативність підвезення компонентів і вивезення готових виробів.

Добуток обсягу кузова на швидкість руху, тобто кількість вантажів, які можна перевезти в одиницю часу, буде відповідати пропускну здатністьпам'яті (ПСП). Але очевидно, що системи з однаковим ПСП не обов'язково рівноцінні. Важливо значення кожного компонента. Швидкісний маневрений вантажівка може виявитися краще, ніж великий, але повільний транспорт, так як необхідні дані можуть лежати в різних ділянках пам'яті, розташованих далеко один від одного, а місткість вантажівки (або обсяг транзакції) набагато менше загального обсягу (пам'яті), і тоді навіть великій вантажівці доведеться здійснити два рейси, і його місткість не буде затребувана.

Інші ж програми мають так званий локальний доступдо пам'яті, тобто вони читають або пишуть у близько розташовані осередки пам'яті - їм відносно байдужа швидкість випадкового доступу. Ця властивість програм пояснює ефект від нарощування обсягів кеш-пам'яті в процесорах, яка завдяки близькому прихильності до ядра в десятки разів швидше. Навіть якщо програма вимагає, наприклад, 512 МБ загальної пам'яті, кожен окремий невеликий проміжок часу (наприклад, мільйон тактів, тобто одна мілісекунда), програма може працювати лише з кількома мегабайтами даних, які успішно поміщаються в кеші. І потрібно лише оновлювати іноді вміст кешу, що, загалом, відбувається швидко. Але може бути і зворотна ситуація: програма займає всього 50 МБ пам'яті, але працює з усім цим обсягом. А 50 МБ значно перевищують типовий розмір кешу існуючих настільних процесорів, і, умовно кажучи, 90% звернень до пам'яті (при розмірі кешу в 5 МБ) не кешуються, тобто 9 з 10 звернень йдуть безпосередньо на згадку, оскільки необхідних даних немає в кеші. І загальна продуктивність буде майже повністю лімітована швидкістю пам'яті, оскільки процесор практично завжди перебуватиме в очікуванні даних.

Час доступу до пам'яті, якщо даних немає в кеші, становить сотні тактів. І одна інструкція звернення до пам'яті за часом рівноцінна десяткам арифметичних.

«Пам'ятнонезалежні» програми

Дозволимо собі один раз використовувати такий кострубатий термін для додатків, продуктивність яких на практиці не залежить від зміни модулів на більш високочастотні та низьколатентні. Звідки взагалі такі програми беруться? Як ми вже зазначили, всі програми мають різні вимоги до пам'яті, залежно від обсягу та характеру доступу, що використовується. Якимось програмам важлива лише загальна ПСП, інші, навпаки, критичні до швидкості доступу до випадкових ділянок пам'яті, яка називається латентністю пам'яті. Але дуже важливо також, що ступінь залежності програми від параметрів пам'яті багато в чому визначається характеристиками центрального процесора - перш за все, розміром його кеша, так як при збільшенні обсягу кеш-пам'яті робоча область програми (найчастіше використовувані дані) може поміститися повністю в кеш процесора, що якісно прискорить програму та зробить її малочутливою до характеристик пам'яті.

Крім того, важливо, як часто в коді програми зустрічаються інструкції звернення до пам'яті. Якщо значна частина обчислень відбувається з регістрами, великий відсоток арифметичних операцій, вплив швидкості пам'яті знижується. Тим більше, що сучасні ЦП вміють змінювати порядок виконання інструкцій і починають завантажувати дані з пам'яті задовго до того, як реально знадобляться для обчислень. Така технологія називається передвиборкою даних (prefetch). Якість реалізації цієї технології також впливає на пам'яті залежність програми. Теоретично, ЦП з ідеальним prefetch не знадобиться швидка пам'ять, так як він не буде простоювати в очікуванні даних.

Активно розвиваються технології спекулятивної передвиборки, коли процесор, навіть не маючи точного значення адреси пам'яті, посилає запит на читання. Наприклад, процесор для номера деякої інструкції звернення до пам'яті запам'ятовує останню адресу комірки пам'яті, яка читалася. І коли ЦП бачить, що незабаром потрібно виконати цю інструкцію, він надсилає запит на читання даних за останньою запам'ятованою адресою. Якщо пощастить, то адреса читання пам'яті не зміниться, чи зміниться у межах читаного за одне звернення до пам'яті блока. Тоді латентність доступу до пам'яті частково приховується, оскільки паралельно з доставкою даних процесор виконує інструкції, що передують читання пам'яті. Але, зрозуміло, такий підхід не є універсальним і ефективність передвиборки залежить від особливостей алгоритму програми.

Однак розробники програм також в курсі характеристик сучасного покоління процесорів, і найчастіше в їх силах (за бажання) оптимізувати обсяг даних таким чином, щоб він містився в кеш-пам'яті навіть бюджетних процесорів. Якщо ми працюємо з добре оптимізованим додатком - для прикладу можна згадати деякі програми кодування відео, графічні або тривимірні редактори, - пам'ять, з практичної точки зору, не матиме такого параметра, як продуктивність, буде тільки обсяг.

Ще одна причина, через яку користувач може не виявити різниці при зміні пам'яті, полягає в тому, що вона і так занадто швидка для процесора, що використовується. Якби зараз всі процесори раптом уповільнилися в 10 разів, то для продуктивності системи в більшості програм стало б абсолютно байдуже, який тип пам'яті в ній встановлений - хоч DDR-400, хоч DDR3-1600. А якби ЦП радикально прискорилися, то продуктивність значної частини програм навпаки стала значно суттєвіше залежати від характеристик пам'яті.

Таким чином, реальна продуктивністьпам'яті є величина відносна, і визначається у тому числі й процесором, що використовується, а також особливостями ПЗ.

«Пам'ятозалежні» програми

А в яких завданнях користувача продуктивність пам'яті має більше значення? За дивною, але насправді причиною, що має глибокі підстави, - у випадках, які складно тестувати.

Тут відразу згадуються іграшки-стратегії зі складним та «повільним» штучним інтелектом (ІІ). Ними ніхто не любить тестувати ЦП, оскільки інструменти для оцінки або відсутні або характеризуються великими похибками. На швидкість вироблення рішення алгоритмом ІІ впливають безліч факторів - наприклад, варіативність рішень, що інколи закладається в ІІ, щоб самі рішення виглядали більш «людськими». Відповідно, і реалізація різних варіантівповедінки займає різний час.

Але це отже, що з системи у цій задачі немає продуктивності, що вона визначена. Просто її складно точно вирахувати, для цього потрібно зібрати велику кількість статистичних даних, тобто провести безліч випробувань. Крім того, такі програми сильно залежать від швидкості пам'яті через використання складної структури даних, розподілених по оперативній пам'яті найчастіше непередбачуваним чином, тому згадані вище оптимізації можуть просто не працювати або діяти неефективно.

Досить сильно від продуктивності пам'яті можуть залежати й ігри інших жанрів, нехай не з таким розумним штучним інтелектом, натомість із власними алгоритмами імітації віртуального світу, включаючи фізичну модель. Втім, вони на практиці найчастіше впираються у продуктивність відеокарти, тому тестувати на них пам'ять також не дуже зручно. Крім того, важливим параметром комфортного ігрового процесу тривимірних іграхвід «першої особи» є мінімальне значення fps: його можливе просідання в запалі жорстокої битви може мати найгірші для віртуального героя наслідки. А мінімальний fps також, можна сказати, неможливо виміряти. Знову ж таки – через варіативну поведінку ІІ, особливості розрахунку «фізики» та випадкові системні події, які теж можуть призводити до просідання. Як накажете у такому разі аналізувати отримані дані?

Тестування швидкості ігор в демо-роликах має обмежене застосування ще й тому, що не всі частини ігрового двигуна бувають задіяні для відтворення демки, і в реальній грі на швидкість можуть впливати інші фактори. Причому навіть у таких наполовину штучних умовах мінімальний fps є непостійним, і його рідко наводять у звітах про тестування. Хоча, повторимося, це найбільш важливий параметр, і в тих випадках, коли йде звернення до даних, просідання fps ймовірне. Адже сучасні ігри, в силу своєї складності, різноманітності коду, що включає, крім підтримки фізичного двигуна та штучного інтелекту, також підготовку графічної моделі, обробку звуку, передачу даних через мережу тощо, дуже залежать як від обсягу, так і від продуктивності пам'яті. До речі, буде помилкою вважати, що графічний процесоробробляє сам усю графіку: він лише малює трикутники, текстури і тіні, а формуванням команд все одно займається ЦП, і для складної сцени це обчислювально ємне завдання. Наприклад, коли вийшов Athlon 64 з інтегрованим контролером пам'яті, найбільший приріст у швидкості в порівнянні зі старим Athlon був саме в іграх, хоча там не використовувалися 64-бітність, SSE2 та інші нові «фішки» Athlon 64. Саме суттєве підвищення ефективності роботи з пам'яттю завдяки інтегрованому контролеру зробило тодішній новий процесор AMD чемпіоном та лідером з продуктивності в першу чергу в іграх.

Багато інших складних програм, насамперед серверні, у яких має місце обробка випадкового потоку подій, також істотно залежить від продуктивності підсистеми пам'яті. Взагалі, що використовується в організаціях ПЗ, з погляду характеру коду програми, часто не має аналогів серед популярних додатків для домашніх персоналок, і тому дуже важливий пласт завдань залишається без адекватної оцінки.

Ще одним важливим випадком посиленої залежності від пам'яті є режим багатозадачності, тобто запуск кількох ресурсоємних програм одночасно. Згадаймо знову той самий AMD Athlon 64 з інтегрованим контролером пам'яті, який на момент анонсу Intel Coreвипускався вже у двоядерному варіанті. Коли вийшов Intel Core на новому ядрі, процесори AMDстали програвати скрізь, крім SPEC rate - багатопотоковому варіанті SPEC CPU, коли запускається стільки копій тестового завдання, скільки ядер у системі. Нове інтелівське ядро, маючи більшу обчислювальну потужність, тупо затикалося в цьому тесті в продуктивність пам'яті, і навіть великий кеш і широка шина пам'яті не допомагали.

Але чому це не виявлялося в окремих завданнях користувача, в тому числі багатопотокових? Головною причиною було те, що більшість додатків користувача, які в принципі добре підтримують багатоядерність, всіляко оптимізовані. Згадаймо в черговий раз пакети для роботи з відео та графікою, які найбільше отримують приріст від багатопоточності – все це оптимізовані програми. До того ж обсяг пам'яті, що використовується менше, коли код паралеліться всередині програми - в порівнянні з варіантом, коли запускаються кілька копій одного завдання, а тим більше - різні програми.

А от якщо запустити на ПК відразу кілька різних програм, навантаження на пам'ять зросте багаторазово. Це станеться з двох причин: по-перше, кеш-пам'ять буде поділена між кількома завданнями, тобто кожній дістанеться лише частина. У сучасних ЦП кеш L2 чи L3 - загальний всім ядер, і якщо одна програма використовує багато потоків, всі вони можуть виконуватися своєму ядрі і працювати із загальним масивом даних у L3-кеше, і якщо програма однопоточна, їй дістається весь обсяг L3 цілком. Але якщо потоки належать різним завданням, обсяг кешу вимушено буде ділитися між ними.

Друга причина полягає в тому, що більше потоків створить більше запитів на читання-запис пам'яті. Повертаючись до аналогії із заводом, зрозуміло, що якщо на заводі працюють усі цехи на повну потужність, то сировини буде потрібно більше. А якщо вони роблять різні машини, заводський склад буде переповнений різними деталями, і конвеєр кожного цеху не зможе скористатися деталями, призначеними для іншого цеху, так як вони від різних моделей.

Взагалі, проблеми з обмеженою продуктивністю пам'яті - головна причина низької масштабованості багатоядерних систем (після, власне, принципових обмежень можливості розпаралелювання алгоритмів).

Типовим прикладом такої ситуації на ПК буде одночасний запуск гри, скайпу, антивірусу та програми кодування відеофайлу. Нехай не типова, але зовсім не фантастична ситуація, в якій дуже складно коректно виміряти швидкість роботи, тому що на результат впливають дії планувальника у складі ОС, який при кожному вимірі може по-іншому розподіляти завдання та потоки по різних ядрах та давати їм різні пріоритети , часові інтервали і робити це в різній послідовності. І знову-таки, найважливішим параметром буде горезвісна плавність роботи - характеристика, за аналогією з мінімальним fps в іграх, яку в даному випадку виміряти ще складніше. Що користі від запуску гри або якоїсь іншої програми одночасно з кодуванням відеофайлу, якщо пограти нормально не вдасться через ривки зображення? Нехай навіть відеофайл швидко сконвертується, оскільки багатоядерний процесорв даному випадку може бути недовантажений. Тут навантаження на систему пам'яті буде набагато більше, ніж при виконанні кожного з перерахованих завдань окремо.

У разі використання ПК як робочої станції, Ситуація одночасного виконання кількох додатків навіть більш типова, ніж для домашнього ПК, і сама швидкість роботи ще більш важлива.

Проблеми тестування

Відразу ціла група факторів знижує чутливість ЦП-орієнтованих тестів до швидкості пам'яті. Дуже чутливі до пам'яті програми є погані тести ЦП - тому, що вони слабко реагують на модель ЦП. Такі програми можуть розрізняти процесори з контролером пам'яті, що знижує латентність доступу до пам'яті, і без неї, але при цьому в межах одного сімейства майже не реагувати на частоту процесора, показуючи подібні результати при роботі на частоті 2500 і 3000 МГц. Часто такі програми відбраковуються як тести ЦП, бо тестеру просто незрозуміло, щолімітує їхню продуктивність, і здається, що справа в «дивацтвах» самої програми. Буде дивно, якщо всі процесори (і AMD, і Intel) покажуть у тесті однаковий результат, але таке цілком можливе для застосування, дуже сильно залежного від пам'яті.

Щоб уникнути закидів у необ'єктивності та питань, чому обрано ту чи іншу програму, до тестів намагаються включати лише найбільш популярні програми, якими всі користуються. Але така вибірка не зовсім репрезентативна: найбільш популярні програми через свою масовість часто дуже добре оптимізовані, а оптимізація програми починається з оптимізації її роботи з пам'яттю - вона важливіша, наприклад, ніж оптимізація під SSE1-2-3-4. Але зовсім не всі у світі програми так добре оптимізуються; на всі програми не вистачить програмістів, які вміють писати швидкий код. Знову повертаючись до популярним програмамкодування, багато з них були написані за безпосередньої участі інженерів фірм-виробників ЦП. Як і деякі інші популярні ресурсомісткі програми, зокрема повільні двовимірні фільтри графічних редакторівта двигуни рендерингу студій тривимірного моделювання.

Свого часу було популярно порівнювати комп'ютерні програми із дорогами. Ця аналогія була потрібна, щоб пояснити, чому на деяких програмах швидше працює Pentium 4, а на деяких Athlon. Інтелівський процесор не любив розгалуження і швидше «їхав» прямими дорогами. Це дуже спрощена аналогія, але вона напрочуд добре передає суть. Особливо цікаво, коли дві точки на карті з'єднують дві дороги – «оптимізована» пряма якісна дорога та «неоптимізована» крива вибоїста. Залежно від вибору однієї з доріг, що ведуть до мети, виграє той чи інший процесор, хоча в кожному випадку вони роблять те саме. Тобто на неоптимізованому коді виграє Athlon, а при простій оптимізації програми виграє Pentium 4 - і зараз ми навіть не говоримо про спеціальну оптимізацію під архітектуру Netburst: у такому разі Pentium 4 міг би позмагатися навіть із Сore. Інша річ, що хороші «оптимізовані» дороги будувати дорого і довго, і ця обставина багато в чому визначила сумну долю Netburst.

Але якщо ми відійдемо від популярних наїжджених трас, то опинимося в лісі – там взагалі немає жодних доріг. І чимало додатків написано без будь-якої оптимізації, що майже неминуче тягне за собою сильну залежність від швидкості пам'яті у разі, якщо обсяг робочих даних перевищує розмір кешу ЦП. До того ж, безліч програм пишуться мовами програмування, які в принципі не підтримують оптимізацію.

Спеціальний тест пам'яті

Для того щоб коректно оцінити вплив швидкості пам'яті на продуктивність системи у випадку, коли пам'ять має значення (для згаданих «пам'ятозалежних» додатків, мультизадачності тощо), виходячи з усіх перерахованих вище обставин і вирішено було створити спеціальний тест пам'яті, який за структурою коду є якесь узагальнене складне, залежне від пам'яті додаток і має режим запуску кількох програм.

Які плюси має такий підхід? Їх дуже багато. На відміну від «натуральних» програм, можливий контроль над обсягом пам'яті, контроль над її розподілом, контроль над кількістю потоків. Спеціальне контрольоване виділення пам'яті дозволяє нівелювати вплив особливостей менеджера пам'яті програми та операційної системина продуктивність, щоб результати були не зашумлені, і можна було коректно та швидко тестувати. Точність вимірювання дозволяє проводити тест за відносно невеликий час та оцінити більшу кількість конфігурацій.

Тест заснований на вимірі швидкості роботи алгоритмів із типових для складних програм програмних конструкцій, що працюють з нелокальними структурами даних. Тобто дані розподілені у пам'яті досить хаотично, а не становлять один невеликий блок, і доступ до пам'яті не є послідовним.

В якості модельної задачі було взято модифікацію тесту Astar з SPEC CPU 2006 Int (до речі, запропонований для включення в цей пакет автором статті; для тесту пам'яті використаний адаптований для графів алгоритм) та завдання сортування даних за допомогою різних алгоритмів. Програма Astar має складний алгоритмз комплексним доступом до пам'яті, а алгоритми сортування числового масиву - базове завданняпрограмування, що використовується в багатьох додатках; вона включена, у тому числі, для додаткового підтвердження результатів складного тесту даними продуктивності простої, але поширеної та класичної задачі.

Цікаво, що існує кілька алгоритмів сортування, але вони відрізняються типом шаблону доступу до пам'яті. У деяких доступ до пам'яті в цілому локальний, інші використовують складні структури даних (наприклад, бінарні дерева), і доступом до пам'яті хаотичен. Цікаво порівняти, наскільки параметри пам'яті впливають при різних типах доступу - при тому, що обробляється однаковий розмір даних і кількість операцій не сильно відрізняється.

Згідно з дослідженнями набору тестів SPEC CPU 2006, тест Astar - один з декількох, що найбільше корелює із загальним результатом пакета на x86-сумісних процесорах. Але в нашому тесті пам'яті обсяг використовуваних програмою даних був збільшений, оскільки з часу випуску тесту SPEC CPU 2006 типовий обсяг пам'яті збільшився. Також програма набула внутрішньої багатопоточності.

Програма Astar реалізує алгоритм знаходження шляху на карті за допомогою однойменного алгоритму. Саме собою завдання типова для комп'ютерних ігор, передусім стратегій. Але програмні конструкції, що використовуються, зокрема множинне застосування покажчиків, також типові для складних додатків - наприклад, серверного коду, баз даних або просто коду комп'ютерної гри, Не обов'язково штучного інтелекту.

Програма здійснює операції з графом, що з'єднує пункти картки. Тобто кожен елемент містить посилання на сусідні, вони ніби з'єднані дорогами. Є два підтести: в одному граф будується на основі двомірної матриці, тобто плоскої карти, а в другому - на основі тривимірної матриці, яка є складним масивом даних. Структура даних аналогічна про списків - популярному способу організації даних у програмах з динамічним створенням об'єктів. Такий тип адресації загалом характерний об'єктно-орієнтованого ПЗ. Зокрема, це практично всі фінансові, бухгалтерські, експертні програми. І характер їх звернень до пам'яті разюче контрастує з типом доступу оптимізованих на низькому рівні обчислювальних програм, на кшталт програм відеокодування.

Кожен із підтестів має два варіанти реалізації багатопоточності. У кожному з варіантів запускається N потоків, але в одному кожна з ниток здійснює пошук шляху на власній карті, а в іншому всі нитки шукають шляхи одночасно на одній карті. Так виходять кілька різних шаблонів доступу, що робить тест більш показовим. Об'єм пам'яті за замовчуванням в обох варіантах однаковий.

Таким чином, у першій версії тесту виходить 6 підтестів:

• Пошук шляху на 2D-матриці, загальна карта
• Пошук шляхів на 2D-матриці, окрема карта для кожного потоку
• Пошук шляху на 3D-матриці, загальна карта
• Пошук шляхів на 3D-матриці, окрема карта для кожного потоку
• Сортування масиву за допомогою алгоритму quicksort (локальний доступ до пам'яті)
• Сортування масиву з використанням алгоритму heapsort (складний доступ до пам'яті)

Результати тесту

Результати тесту відображають час знаходження заданої кількості колій та час сортування масиву, тобто менше значення відповідає кращому результату. Насамперед якісно оцінюється: чи реагує в принципі даний процесор на заданій частоті на зміну частоти пам'яті або її налаштування, частоту шини, таймінги і т. п. Тобто чи відрізняються результати тесту на даній системі при використанні різних типівпам'яті або процесору вистачає мінімальної швидкості.

Кількісні результати у відсотках щодо конфігурації за умовчанням дають оцінку приросту або падіння швидкості роботи пам'яті залежних додатків або мультизадачної конфігурації при використанні різних типів пам'яті.

Тест сам по собі не призначений для точного порівняння різних моделейЦП, оскільки через те, що організація кешів та алгоритми передвиборки даних можуть у них суттєво відрізнятися, тест може частково втілювати певним моделям. Але якісна оцінка сімейств ЦП між собою цілком можлива. А пам'ять виробництва різних компанійвлаштована однаково, тому тут суб'єктивну складову виключено.

Також тест може бути використаний для оцінки масштабованості процесорів за частотою при розгоні або всередині модельного ряду. Він дозволяє зрозуміти, з якої частоти процесор починає «затикатися» на згадку. Часто процесор формально розганяється сильно, і синтетичні тести, засновані на виконанні простих арифметичних операцій, показують відповідний зміні частоти приріст, але в пам'яті залежному додатку приросту може і не бути взагалі через відсутність відповідного приросту в швидкості пам'яті. Інша причина полягає в тому, що ядро ​​ЦП теоретично може споживати більше енергії у разі складного застосування і почне або збоїти, або знижувати частоту, що не завжди можливо виявити в простих арифметичних тестах.

Висновок

Якби платформи та сокети не змінювалися настільки часто, то завжди можна було б рекомендувати купувати найшвидшу пам'ять, тому що після апгрейду на новий потужніший і швидший процесор зростуть і вимоги до пам'яті. Однак оптимальною стратегією все ж таки є купівля збалансованої конфігурації, оскільки сама пам'ять теж прогресує, нехай і не так швидко, але на час зміни процесора, цілком можливо, потрібно оновити і пам'ять. Тому тестування продуктивності підсистеми пам'яті у поєднанні з різними процесорами, у тому числі в режимі розгону, залишається актуальним і навіть нагальним завданням, яке дозволить вибрати оптимальну зв'язку, не переплачуючи за зайві мегагерці.

Насправді проблема прискорення доступу до даних - наріжний камінь сучасного процесоробудування. Вузьке місце тут буде завжди, якщо тільки, звичайно, сам процесор не складатиметься повністю з кеш-пам'яті, що, до речі, неподалік істини - левову частку площі кристалів сучасних ЦП займає якраз кеш-пам'ять різних рівнів. (Зокрема, Intel заробив свої рекордні мільярди, в тому числі завдяки тому, що свого часу розробив метод більш щільного розміщення кешів на кристалі, тобто на одиницю площі кристала вміщується більше осередків кешу і більше байт кеш-пам'яті.) Проте завжди існуватимуть програми, які або неможливо оптимізувати таким чином, щоб дані вміщувалися в кеш-пам'яті, або цим просто нема кому займатися.

Тому швидка пам'ять найчастіше є настільки ж практичним вибором, як покупка позашляховика для людини, яка хоче мати можливість з комфортом пересуватися як асфальтом, так і дорогами з «неоптимізованим» покриттям.

Найголовніші параметри, що впливають на швидкість роботи комп'ютера – апаратні. Саме від того, яке залізо встановлено на ПК, залежить, як він працюватиме.

Процесор

Його можна назвати серцем комп'ютера. Багато хто просто впевнений, що основний параметр, який впливає на швидкість роботи ПК – тактова частотаі це правильно, але не повністю.

Звичайно, кількість ГГц важлива, але і процесора, також відіграє важливу роль. Не варто сильно заглиблюватися в подробиці, спростимо: що вища частота і більше ядер – то швидше ваш комп'ютер.

Оперативна пам'ять

Знову ж таки, чим більше гігабайт цієї пам'яті тим краще. Оперативна пам'ять або скорочено ОЗП – тимчасова пам'ять, куди записуються дані програм для швидкого доступу. Однак, після виключенняПК усі вони стираються, тобто вона є непостійною – динамічної.

І тут є свої нюанси. Більшість у гонитві за кількістю пам'яті ставлять купу планок різних виробниківі з різними параметрами, тим не отримують потрібного ефекту. Щоб приріст продуктивності був максимальнийпотрібно ставити планки з однаковими характеристиками.

Дана пам'ять також має тактову частоту, і чим вона більша, тим краще.

Відеоадаптер

Він може бути дискретнийі вбудований. Вбудований знаходиться на материнській платі і його характеристики дуже мізерні. Їх вистачає лише для звичайної офісної роботи.

Якщо ви плануєте грати в сучасні ігри, користуватися програмами, що обробляють графіку, то вам потрібна дискретна відеокарта. Тим самим ви піднімете продуктивністьвашого ПК. Це окрема плата, яку потрібно вставляти у спеціальний роз'єм, який знаходиться на материнській платі.

Материнська плата

Вона є найбільшою платою у блоці. Від неї безпосередньо залежить продуктивністьвсього комп'ютера, оскільки всі його компоненти розташовуються на ній або підключаються саме до неї.

Жорсткий диск

Це запам'ятовуючий пристрій, де ми зберігаємо всі свої файли, встановлені ігрита програми. Вони бувають двох видів: HDD таSSD. Другі працюють набагато швидшеспоживають менше енергії і вони тихі. У перших, також, є параметри, що впливають на продуктивністьПК - швидкість обертання та обсяг. І знову, чим вони вищі, тим краще.

Блок живлення

Він повинен постачати енергією всі компоненти ПК у достатньому обсязі інакше продуктивність у рази знизиться.

Програмні параметри

Також, на швидкість роботи комп'ютера впливають:

• Стан встановленоюопераційна система.
• ВерсіяОС.

Встановлена ​​ОС та програмне забезпеченняповинні бути правильно налаштованимиі не містити вірусів, тоді продуктивність буде відмінною.

Звичайно, час від часу потрібно встановлювати зановосистему і все програмне забезпечення, щоб комп'ютер працював швидше. Також потрібно стежити за версіями ПЗ, адже старі можуть працювати повільночерез помилки, що містяться в них. Потрібно використовувати утиліти, що очищають систему від сміття та підвищують її продуктивність.

Не рідкість, що проблеми в іграх проявляються з часом і буквально виникають звідки. Буває й інакше - гальмування комп'ютера виявляє з себе ще на початку, відразу після встановлення будь-якої програми. На всі є свої причини, але обидва такі випадки поєднують одне - вони заважають отримувати задоволення користувачеві Windows 7. Для усунення цього можна спробувати збільшити продуктивність ПК.

Чому гальмують ігри на Windows 7

Спочатку користувачеві необхідно звернути увагу на налаштування самої гри, зокрема графічні. Вся справа в тому, що гравці намагаються встановити та грати в такі ігри, системні вимогияких не відповідають технічним характеристикампристрої. Це найпростіша і очевидніша проблема, з якою може зіткнутися кожен власник ПК чи ноутбука. Усунути таку проблему можна легко - змінити графічні настройки програми, поставити всі значення на мінімум.

Часто користувачі ПК та ноутбуків просто забувають стежити за оновленнями драйверів відеокарти та інших компонентів системи, що, природно, негативно позначається на оптимізації комп'ютера в цілому і призводить до появи проблем в іграх.

Користувачі ноутбуків, на відміну від тих людей, які сидять за персональними комп'ютерами, можуть мати проблеми, пов'язані з сильним нагріванням пристрою. Для ноутбуків - це дуже актуально, тому що найчастіше вони експлуатуються не так, як потрібно. Напевно навряд чи якщо у вас є такий пристрій, то ви поставите його на стіл і сидітимете за ним так само, як за стаціонарним ПК. Швидше за все, ви влаштуєтеся зручніше, наприклад, ляжете на диван чи ліжко і поставите ноутбук на себе. У більшості моделей таких аксесуарів система охолодження знаходиться в нижній частині або збоку. Це означає те, що при роботі на різних м'яких поверхнях пристрій може «поглинати» пил у великих кількостях, а це вкрай шкідливо для системи охолодження і, як результат - для всього пристрою.

Стаціонарні комп'ютери теж можуть перегріватись, але зазвичай у них це обумовлено іншими причинами – великими показниками продуктивності центрального процесора та інших компонентів та відсутність ефективної системи охолодження – кулера, який просто фізично не може виробити все тепло, що надходить від ЦП.

Оптимізація роботи комп'ютера: як збільшити продуктивність

Оптимізація операційної системи нині доступна як висококваліфікованим інженерам, а й абсолютно рядовим користувачам. Вона дозволить досягти найкращої працездатності всієї системи в цілому і покращить роботу ігор як на стаціонарному комп'ютері, так і на ноутбуці.

Робота із системним реєстром

Реєстр є у кожному комп'ютері. Це своєрідна база даних, що містить у собі різноманітні відомості про конфігурацію персонального комп'ютераабо ноутбук, настроювання операційної системи, параметри програмного забезпечення. Цілком природно, що фрагментований та захаращений системний реєстр може стати причиною появи помилок у роботі комп'ютера, значного погіршення продуктивності ПК. Інформація заноситься до системного реєстру щоразу під час встановлення та видалення програмного забезпечення, тому тут може залишатися непотрібне сміття. Знайти проблеми в реєстрі можна за допомогою спеціальних програм, зокрема CCleaner:

Пам'ятайте, що реєстр цієї операційної системи схильний до фрагментації, чому і відбувається регулярне погіршення працездатності комп'ютерів на Windows 7. Системні утиліти, на жаль, не можуть ефективно працювати із системним реєстром, тому вам доведеться встановити додаткову програму, наприклад, Auslogics Registry Defrag.

Дефрагментація та чищення жорсткого диска

Для очищення жорсткого диската його дефрагментації вам не знадобиться ніякого додаткового ПЗ. Все можна зробити за допомогою традиційних системних засобів Windows 7. Для дефрагментації зробіть такі маніпуляції:

Ця процедура дозволяє не тільки провести дефрагментацію для покращення працездатності та оптимізації всієї системи, але також змінити файлову системудиска (зазвичай використовується NTFS).

Час виконання дефрагментації безпосередньо залежить від обсягу вибраного диска, кількості інформації на ній та ступеня фрагментації файлів. Таким чином, процес може займати від декількох хвилин до декількох годин. Бажано в цей час відмовитись від використання комп'ютера, оскільки це призведе до сильного уповільнення роботи ПК.

Чищення та звільнення оперативної пам'яті для прискорення процесів

Кількість працюючих програм та додатків суттєво впливають на продуктивність.Всі вони впливають на оперативну пам'ять комп'ютера, тому перед запуском вимогливого до системних ресурсів програмного забезпечення слід закривати все, що можна.

Спочатку потрібно закрити ті програми, які вам зараз не потрібні. Як правило, всі активні програми відображаються в диспетчері завдань. Відкрити його можна за допомогою простої комбінації клавіш Ctrl+Alt+Del або натиснути на панель завдань знизу та вибрати «Диспетчер завдань».

Запуск диспетчера завдань

Відразу з'явиться вікно зі списком всіх запущених додатків. Виділяєте те, що вам не потрібне в даний час і натискаєте на кнопку «Зняти завдання».

Чистимо ОЗУ, відключаючи непотрібні програми

Звичайно, крім активних та видимих ​​додатків, у роботі комп'ютера беруть участь й інші, які працюють у так званому фоновому режимі. Всі ці програми можна побачити в тому самому диспетчері завдань, якщо перейти до вкладки «Процеси».

Вимкнення процесів для звільнення пам'яті

Як правило, деякі з них можуть істотно впливати на продуктивність ПК, його оптимізацію, але пам'ятайте, що відключення невідомих вам процесів може призвести до втрати даних або погіршення роботи комп'ютера (особливо якщо завершити системний процес). Саме з цієї причини бажано відключати ті процеси, які ви знаєте.

Оптимізація візуальних ефектів

У Windows 7 передбачено оновлений графічний інтерфейс- Aero, який споживає значну кількість системних ресурсів. Відповідно, він може впливати на оптимізацію системи, а його відключення дозволить досягти найкращих показників продуктивності. Проблеми з цим інтерфейсом зазвичай виникають лише на слабких комп'ютерахі ноутбуках, що мають інтегровану або просто стару відеокарту. У всіх інших випадках зміна візуальних ефектів практично нічого не змінить.

Щоб скоротити споживання системних ресурсів, зовсім не обов'язково повністю відключати Aero. Ви можете змінити деякі налаштування у спеціальному меню:

Отже, тут буде представлено повний списокособливих візуальних ефектів. Якщо ви не хочете повністю відключати інтерфейс Aero, то можете прибрати галочку тільки з наступних пунктів: анімовані елементи керування, згасання, відкидання тіней, їхнє відображення, відображення прямокутного виділення.

Вимикаємо візуальні ефектиінтерфейсу

Відключення цих параметрів дозволить оптимізувати систему та залишить приємний зовнішній виглядінтерфейс операційної системи. Звичайно, можна вимкнути й інші налаштування, але пам'ятайте, що в такому випадку ефект буде помітний набагато сильніше.

Налаштування BIOS

BIOS – інтегроване середовище, призначене для зміни апаратних налаштувань комп'ютера. За допомогою налаштування BIOS'а ви можете досягти найкращих показників продуктивності ПК або ноутбука. Перепрошувати BIOS або змінювати такі параметри, як частота процесора, швидкість шини та інше - не рекомендується, тому що ви ризикуєте тим, що ваше ЦП просто згорить. Тому розглянемо найпростіші, найоптимальніші навіть для пересічних користувачів можливості.

По-перше, зверніть увагу на налаштування системи охолодження (залежно від версії БІОС найменування пунктів можуть змінюватися). Для цього:

По-друге, якщо на вашому пристрої встановлено дві відеокарти (інтегрована і дискретна), то в меню «БІОСа» Advanced ви можете змінити налаштування графіки, що перемикається. Для цього вибираєте пункт VGA Mode SELECT і у списку вказуєте те, що вам потрібно: dGPU Mode – активується вбудована відеокарта або Power Xpress Mode – активується дискретна відеокарта.

Параметри переключається графіки в БІОС

Налаштування файлу підкачки

Файл підкачки – своєрідне доповнення до оперативної пам'яті. Можна сказати, що це віртуальна пам'ять, яку користувач може настроювати самостійно. Файл підкачки береться з жорсткого диска, вказаного об'ємом. Як відомо, швидкість передачі роботи вінчестера набагато нижча, ніж ОЗУ, тому сказати про те, що файл підкачки може повністю замінити собою оперативну пам'ять – не можна, але він сприятливо впливає на загальну оптимізацію. Для зміни та налаштування файлу підкачки слід:

З'явиться вікно налаштувань, де ви вибираєте розділ диска, файл підкачки якого потрібно змінити, натискаєте на кнопку "Вказати розмір" і задає його. Пам'ятайте, що файл підкачки за своєю суттю представляє певну область, зайняту на жорсткому диску. Не рекомендується встановлювати велике значення, адже система автоматично розміщуватиме дані про програми в цьому файлі, а доступ до нього набагато повільніший, ніж до ОЗУ, відповідно, продуктивність може впасти. Оптимальний розмір становить приблизно 30% кількості оперативної пам'яті. Останній крок – натискаєте кнопку «Задати» і перезавантажуєте комп'ютер для того, щоб зміни набули чинності.

Налаштування відеокарти

Зниження продуктивності на Windows 7 може сприяти неправильне налаштуванняграфічний адаптер. Така проблема найбільш актуальна для ноутбуків, оскільки вони мають інтегровану і дискретну відеокарти. Сучасні виробники регулярно випускають не тільки драйвера, а й системні налаштуваннядля власних продуктів. Наприклад, для Nvidia - Geforce Experienceдля відеокарт ATI Radeon - Catalyst Control Center. За допомогою цього програмного забезпечення можна змінювати безліч налаштувань, у тому числі добитися оптимізації пристрою в цілому.

Отже, якщо у вас дискретна та вбудована відеокарта, то необхідно змінити опції у програмному забезпеченні. Для відеокарт від Nvidia:

Таким чином, можна налаштувати будь-який додаток, і тепер після його запуску вся робота буде перенаправлятися на ту відеокарту, яку ви вказали.

Для відеокарт від ATI Radeon все трохи інакше:

Таким чином система автоматично запускатиме найпотужніший графічний адаптер після активації певної програми.

Функція ReadyBoost

Мало хто знає, але в операційній системі Windows 7 передбачена можливість використання флеш-накопичувачів як додатковий пристрій кешування даних. Так користувачі можуть значно збільшити швидкість виконання функцій читання-запису даних, відповідно оптимізувати свій комп'ютер або ноутбук, поліпшити продуктивність. Активувати ReadyBoost можна в такий спосіб:

Все готове до використання, на флешці буде створено спеціальний файл, в якому і буде розміщуватись інформація програм та додатків. Пам'ятайте, що флеш-накопичувач у жодному разі не можна витягувати принаймні до завершення роботи з комп'ютером.

Використання додаткового ПЗ

Більшість зазначених вище маніпуляцій можна виконувати за допомогою спеціального програмного забезпечення.До того ж такі програми найчастіше мають додатковий функціонал, розширені налаштування, які дозволяють оптимізувати роботу системи найкращим чином.

Razer Game Booster

Razer Game Booster - одна з найпопулярніших програм, яка надає великий набір опцій для оптимізації ігор та інших програм, встановлених на комп'ютері. Безкоштовна утиліта і її можна без проблем знайти на просторах інтернету. Для роботи потрібно зареєструватися на сайті розробників, що ні для кого не важко, а потім увійти в інтерфейс програми під своїм логіном та паролем.

Налаштування виконується в кілька кліків - достатньо вказати Ігровий режим», після чого системні ресурси будуть спрямовуватися лише на запущену користувачем гру:

Звичайно, все б нічого, але програма ідеально працює тільки з потужними комп'ютерами. Тому на старих ПК найкраще скористатися іншими утилітами для оптимізації.

Ця програма з'явилася давно і здобула хорошу репутацію. Її використовують всюди, оскільки вона має приємний і зрозумілий інтерфейс, а також весь необхідний функціонал для оптимізації системи. Програма розповсюджується безкоштовно. Тому будь-який користувач може без проблем знайти її в мережі та завантажити. CCleaner дозволяє проводити аналіз системи, у тому числі знаходить інформацію, яка може бути прихована в деяких додатках. Цю інформацію можна переглянути після запуску функції «Очищення». Також за допомогою такої утиліти можна сканувати реєстр, про що було сказано раніше, відповідно, вибирається ця вкладка. Недоліків у цієї програми мало, власне, тому до її використання і вдаються багато користувачів ПК. Мабуть, єдине, що тут можна відзначити – можливість видалення важливих даних із реєстру, але й тут користувача вчасно повідомлять про створення резервної копії.

GameGain

GameGain - програмне забезпечення, яке дозволяє вичавити максимум із комп'ютера або ноутбука. Вона має цілком приємний і зрозумілий інтерфейс, мінімум налаштувань, значить, складнощів у роботі з GameGain майже ні в кого не буде. Ця утиліта так само безкоштовна і її можна легко знайти в мережі і завантажити. Після запуску з'явиться вікно, в якому буде запропоновано вибрати операційну систему та тип процесора. Як ви вкажіть ці дані, пересувайте повзунок доти, доки отримаєте оптимальну продуктивність. Слід сказати про те, що робота комп'ютера на максимальних параметрах розгону, а у випадку з цією програмою буде саме розгін, веде до зниження часу експлуатації комп'ютера або ноутбука. Ви ризикуєте тим, що можете втратити свого «залізного друга» раніше за певний час.

System Care

System Care – програма, призначена для очищення системних фалів операційної системи від різного сміття. На жаль, програма є платною, а також не має можливості зміни мови, а для деяких російськомовних користувачів це може бути перешкодою. До того ж, System Care має досить складний інтерфейс, що віддалено нагадує CCleaner, але на відміну від цієї програми, користувачам доведеться розбиратися - що і де тут знаходиться. На жаль, ця програма не несе жодної користі. Вона поширюється вірусним, обманним шляхом, а після першої перевірки комп'ютера, під час якої нібито знаходяться віруси і величезна кількість непотрібного мотлоху, вам надають можливість її купити.

Driver Booster

Driver Booster- програма, яка виконує в автоматичному режиміпошук найсвіжіших драйверів для ключових елементів персонального комп'ютера чи ноутбука. Ця утиліта буде корисна всім, тому що оновлювати драйвера потрібно регулярно, але щоразу шукати їх для своєї моделі комплектуючих - дуже нудне заняття. Це безкоштовне програмне забезпечення можна легко знайти на просторах мережі і встановити на свій комп'ютер. Driver Booster має зрозумілий і простий інтерфейс, здійснює швидку і зручну перевірку на наявність оновлень, не потребує постійного контролю користувача. На жаль, пакетне оновлення драйверів з цією утилітою найчастіше витрачати дуже багато часу і регулярно виникає потреба у перезавантаженні системи. Проте це дуже зручна та гарна програма.

Що робити, щоб ігри знову не гальмували? Як підтримувати систему гаразд?

Щоб ігри перестали гальмувати, слід регулярно підтримувати свій комп'ютер або ноутбук у хорошому стані. Намагайтеся уникати установки множини непотрібних програм, здійснюйте повне очищення системи від ПЗ, а також не забувайте про системний реєстр, в якому навіть після видалення можуть бути залишкові файли та дані. Для цього користуйтеся CCleaner і зробіть його своїм найкращим другом. Раз на місяць проводите дефрагментацію та аналіз системи, тоді ігри на вашому комп'ютері перестануть гальмувати.

Виконання зазначених операцій дозволить кожному користувачеві, незалежно від конфігурації персонального комп'ютера, оптимізувати роботу пристрою, підвищити продуктивність як в онлайн, так і поодиноких іграх. Регулярно перевірте наявність залишкових даних, файлів і видаляйте їх, тоді комп'ютер працюватиме ефективно.