Компьютерный ликбез – Нужна ли нам многоядерность, и вреден ли разгон процессора?

История развития центральных процессоров довольно интересна. Если проследить за ней с появления первых настольных компьютеров, то становится очевидно, что основным двигателем производительности было повышение тактовой частоты. Но всё в природе имеет предел. Многоядерность История развития центральных процессоров довольно интересна. Если проследить за ней с появления первых настольных компьютеров, то становится очевидно, что основным двигателем производительности было повышение тактовой частоты. Но всё в природе имеет придел. С увеличением частоты тепловыделение процессоров нелинейно растёт, что в конечном итоге приводит к слишком высоким значениям. Не помогает даже использование более тонких технических процессов при создании транзисторов. Выход нашли в использовании нескольких ядер в одном кристалле, такой процессор «2 в 1». Их появление на рынке десктопов вызвало большие споры. Нужны ли нам многоядерные процессоры? Сейчас уже можно ответить с уверенностью: нужны. В ближайшие годы просто невозможно представить прогрессивного пути развития этой отрасли без использования нескольких ядер. Так чем же лучше многоядерные процессоры? Многоядерность сродни использованию нескольких отдельных процессоров в одном компьютере. Только находятся они в одном кристалле и не полностью независимы (например, использование общей кэш-памяти). При использовании уже имеющегося программного обеспечения, созданного для работы только с одним ядром, это даёт определённый плюс. Так, можно запустить одновременно две ресурсоёмкие задачи без какого-либо дискомфорта. А вот ускорение одного процесса – задача для таких систем непосильная. Таким образом, мы получаем практически тот же самый одноядерный процессор с небольшим бонусом в виде возможности использования нескольких требовательных программ одновременно.Выход из данной ситуации очевиден – разработка нового поколения ПО, способного задействовать несколько ядер одновременно. Этот процесс можно назвать распараллеливанием процессов. На деле всё оказалось довольно сложно. Некоторые задачи довольно легко распараллелить. К ним, например, относится кодирование аудио и видео. В его основе лежит набор однотипных потоков, так что заставить их выполняться одновременно – довольно простая задача. Выигрыш многоядерных процессоров в задачах кодирования перед одноядерными аналогами пропорционален количеству этих самых ядер: два ядра – вдвое быстрее, четыре – в четыре раза и так далее. Но подавляющую часть задач распараллелить намного сложнее. В большинстве случаев требуется кардинальная переработка программного кода. Несколько раз из уст представителей довольно серьёзных компьютерных компаний звучали радостные слова об удачной разработке многоядерных процессоров нового поколения, способных самостоятельно раскладывать один поток на несколько независимых. Но до сих пор не было продемонстрировано ни одного рабочего образца подобного чуда. А пока действительные шаги на пути к повсеместному использованию многоядерных процессоров довольно незамысловаты и очевидны. Первым является само создание и совершенствование этих процессоров, снижение ценовых рамок. Так, в среднем сегменте обоих мировых компьютерных гигантов – Intel и AMD – можно найти достаточно широкое разнообразие двухъядерных процессоров. Уже в следующем году в класс mainstream переберутся решения с четырьмя ядрами. А вот второй шаг на пути к пользователю делают сами разработчики программного обеспечения. Многие современные игры уже обзавелись поддержкой двух ядер. Самым требовательным из них практически необходим двухъядерный процессор для обеспечения оптимальной производительности. Если окинуть взглядом прилавки компьютерных магазинов и немного проанализировать, то общая картина отнюдь не столь плоха. Производителям процессоров удалось достичь довольно высокого уровня выхода годных кристаллов. На ценообразовании это отражается следующим образом: увеличение числа ядер вдвое зачастую не ведёт к двойному повышению стоимости. Хотя это вполне логично: производительность в среднем возрастает тоже далеко не в два раза. Подводя первую часть статьи к завершению, стоит отметить, что сколь бы ни был тернист путь к многоядерности, альтернативы ему в обозримом будущем попросту нет. Нам, как обычным потребителям, остаётся только своевременно апгрейдить свой компьютер, из раза в раз увеличивая число встроенных процессорных ядер, выводя тем самым общую производительность на новый уровень. Вреден ли разгон компьютера? Скептики уверяют, что оверклокинг ужасно опасен. Компьютерные энтузиасты уверены в обратном. Кто из них ближе к истине, мы и попытаемся сегодня понять. Разгон процессора как явление существует уже не один десяток лет. Первопроходцами были по-настоящему увлечённые энтузиасты. В уже далёкие и забытые времена разогнать процессор можно было только впаиванием в электрическую схему материнских плат дополнительных компонентов, например, транзисторов с определённым значением активного сопротивления. Позже вся эта процедура упростилась до замыкания джамперами специальных контактов. Ну а сегодня всё стало и того проще: сиди себе спокойно в удобном кресле и меняй значения в BIOS, а зачастую прямо в операционной среде. Но всё отнюдь не столь радостно, как может показаться на первый взгляд. Ведь с популяризацией любой отрасли средняя квалификация работника неизбежно снижается. Так и в оверклокинге. Если поначалу необходимо было иметь достаточно много знаний, чтобы разогнать, то теперь эта функция доступна даже детям дошкольного возраста. Так что об опасностях разгона многие даже и не слышали. А ведь на самом деле это далеко не миф. Начнём, пожалуй, с самого очевидного. Как известно, разгон – повышение заводских характеристик какого-либо компонента компьютера с целью получения увеличенной производительности. Главной характеристикой процессора является его частота. Для её увеличения зачастую повышают и рабочее напряжение процессора. Эти два фактора в сумме очень негативно сказываются на микроэлектронике, уменьшая срок жизни устройства. Всем, конечно, интересно услышать точные цифры. Но ими, пожалуй, никто не владеет. В Глобальной сети гуляют призрачные цифры: при повышении температуры процессора на 10 градусов его срок жизни уменьшается на 10 лет. Но если учесть достаточно серьёзные технологические различия в поколениях микрочипов, то эти данные нельзя считать даже приближенно верными. Если посмотреть на более правдоподобные числа, то всё не так уж плачевно. Современные центральные процессоры рассчитаны на 15-20 лет беспрерывной работы. Компьютер самого заядлого геймера очень редко бывает включён более 12 часов в сутки. Так что средний процессор в номинальном режиме работы протянет около 30 лет. В самых неблагоприятных условиях экстремального разгона этот срок может уменьшиться вдвое – до 15. А уже через 5-10 лет производительность даже самого мощного процессора станет попросту смешной. Таким образом, процессор морально и технически устареет гораздо раньше, чем закончится его работоспособность из-за разгона. Другая причина более обширна. Разгон процессора в любом случае сказывается на других компонентах системы, в первую очередь – на материнской плате. Вследствие повышения частоты и рабочего напряжения увеличивается и энергопотребление. Это, в свою очередь, создаёт дополнительную нагрузку на элементы питания процессора, расположенные на материнской плате. Многие производители для удешевления своей продукции устанавливают дешёвые и порой некачественные силовые элементы, например, сглаживающие или фильтрующие электрические конденсаторы. Выход из строя таких компонентов может навсегда забрать с собой на тот свет не только процессор, но ещё и саму материнскую плату вместе с целым набором комплектующих. Схожая картина и с блоком питания. Но за несколько лет силовые элементы материнских плат даже нижнего ценового сегмента прибавили в надёжности, что делает эту проблему не столь актуальной.На практике оверклокеры зачастую сталкиваются с таким очень неприятным явлением, как нестабильность. На самом деле все процессоры нестабильны. Просто критическая ошибка в номинальном режиме может появиться один раз в десять лет, тогда как в разгоне это случится значительно быстрее. Рядовому пользователю перезагрузка процессора во время, например, игры не так уж страшна, а вот в серьёзной организации даже маленький сбой может обернуться многомиллионными убытками. Другое дело, что такие компьютеры никто и разгонять не будет, так что особой проблемы тут нет. Итак, из рассмотренных теоретически возможных негативных последствий разгона настоящую угрозу для обычного оверклокера ничто не представляет. Сегодня проводятся довольно серьёзные соревнования по оверклокингу, победители которых получают ценные призы и денежные выигрыши. Так что разгон может принести не только моральное, но и финансовое удовлетворение. Разгон процессора бывает ещё и полезным!