Производительность компьютера это: Производительность компьютера, что такое производительность?

Содержание

Вычислительная мощность компьютера | это… Что такое Вычислительная мощность компьютера?

У этого термина существуют и другие значения, см. Производительность.

Вычислительная мощность компьютера (производительность компьютера) — это количественная характеристика скорости выполнения определённых операций на компьютере. Чаще всего вычислительная мощность измеряется в флопсах (количество операций с плавающей точкой в секунду), а также производными от неё. На данный момент принято причислять к суперкомпьютерам системы с вычислительной мощностью более 10 Терафлопс (10*10¹² или десять триллионов флопс; для сравнения среднестатистический современный настольный компьютер имеет производительность порядка 0.1 Терафлопс). Одна из наиболее мощных на тесте Linpack компьютерных систем — японский K computer — имеет производительность, превышающую 10,5 Петафлопс^[1].

Содержание

1 Неоднозначность определения
2 Измерение производительности
3 Наиболее мощные суперкомпьютеры
4 См. также
5 Примечания

Неоднозначность определения

Существует несколько сложностей при определении вычислительной мощности суперкомпьютера. Во-первых, следует иметь в виду, что производительность системы может сильно зависеть от типа выполняемой задачи. В частности, отрицательно сказывается на вычислительной мощности необходимость частого обмена данных между составляющими компьютерной системы, а также частое обращение к памяти. В связи с этим выделяют пиковую вычислительную мощность — гипотетически максимально возможное количество операций над числами с плавающей запятой в секунду, которое способен произвести данный суперкомпьютер.

Важную роль играет также разрядность значений, обрабатываемых программой (обычно имеется в виду формат чисел с плавающей запятой). Так, например, у графических процессоров NVIDIA Tesla первых двух поколений максимальная производительность в режиме одинарной точности (32 бит) составляет порядка 1 Терафлопс, однако при проведении вычислений с двойной точностью (64 бит) она в 10 раз ниже. (Так, в чипах серии GF200 в 10 раз меньше блоков с поддержкой FP64^[2]).

Измерение производительности

Оценка реальной вычислительной мощности производится путём прохождения специальных тестов (бенчмарков) — набора программ специально предназначенных для проведения вычислений и измерения времени их выполнения. Обычно оценивается скорость решения системой большой системы линейных алгебраических уравнений, что обусловливается, в первую очередь, хорошей масштабируемостью этой задачи.

Наиболее популярным тестом производительности является Linpack benchmark. В частности, HPL (альтернативная реализация Linpack)^[3] используется при составлении списка TOP500 суперкомпьютеров в мире^[4].

Другими популярными программами для проведения тестирования являются NAMD^[5] (решение задач молекулярной динамики), HPCC (HPC Challenge Benchmark), NAS Parallel Benchmarks^[3].

Наиболее мощные суперкомпьютеры

Основная статья: TOP500

По состоянию на июнь 2011 года наиболее мощными суперкомпьютерами являются^[1]:

JUGENE — располагается в Германии в Исследовательском центре Юлиха. Разработан в рамках проекта Blue Gene компанией IBM.
Kraken XT5 — располагается в США в университете Теннесси. Создан Cray Inc.
Roadrunner — располагается в США в Лос-Аламосской национальной лаборатории. Первый суперкомпьютер, пиковая производительность которого превысила уровень 1 Петафлопса^[6]. Создан компанией IBM. Особенностью является использование гибридной архитектуры, в которой основная вычислительная мощность обеспечивается процессорами Cell.
Jaguar — располагается в США в национальной лаборатории Оук-Ридж, основан на серверных процессорах AMD Opteron. Создан компанией Cray Inc.
Тяньхэ-1А — первый китайский суперкомпьютер петафлопсного класса^[7]. Создан Национальным университетом оборонных технологией Китая. Особенностью архитектуры является наличие графических карт ATI Radeon HD 4870, сравнительно недавно предложенных для использования в сверхпроизводительных решениях.
K computer — располагается в Японии в Институте физико-химических исследований. Разработан компанией Fujitsu.

Наивысшее место, занятое Россией — 12-е в ноябре 2009 года, с суперкомпьютером Ломоносов. На ноябрь 2011 года после обновления суперкомпьютер Ломоносов занимает 18-е место^[1].

См. также

Миф о мегагерцах

Примечания

↑ ¹ ² ³ Топ 500 лист суперкомпьютеров (англ.)
↑ http://www.ixbt.com/video3/cuda-1.shtml «для поддержки FP64 вычислений в NVIDIA решили сделать выделенные вычислительные блоки. И в GT200 их в десять раз меньше, чем блоков FP32 (по одному блоку двойной точности на каждый мультипроцессор).»
↑ ¹ ² Обзор некоторых пакетов измерения производительности кластерных систем
↑ TOP500. The Linpack Benchmark (англ.)
↑ NAMD Performance (англ.)
↑ Пришла пора замахнуться на экзафлоп?
↑ В мире обозначился новый мощнейший суперкомпьютер

Производительность ПК.

Проблемы производительности. Анализ журналов событий.

Казалось бы, вполне шустрый компьютер, который вначале полностью удовлетворял своими возможностями, со временем
начинает тормозить. Что могло послужить причиной такого снижения производительности? Или бывает еще другая
ситуация, когда нужно работать в очень ресурсоемких программах (играх), а компьютер их просто не тянет. В любом
случае, перед пользователем встает проблема производительности ПК, которую нужно решать.

Основными признаками медленной работы компьютера являются:

Долгое включение и такое же долгое выключение компьютера.
Многие программы очень долго запускают, загрузка игр занимает очень много времени.
Реакция курсора может не успевать за движениями мышки, притормаживать, или наблюдается поздняя реакция на
клик.
И другие признаки замедленной работы ПК, из-за которых пользователь начинает нервничать.

Что может быть причиной торможения компьютера?

Если компьютер тормозит, то причина (или сразу несколько причин) могут быть следующие:

Плохая совместимость программного обеспечения, операционной системы, игр с конфигурацией
«железа» самого компьютера.
Большая фрагментация файловой системы, на жестком диске скопилось много программного хлама.
Проблемы с операционной системой, сбои, неправильная настройка.
Большое количество запущенных служб, в которых нет необходимости.
Заражение компьютера вредоносным программным обеспечением.
Программные конфликты (между драйверами, антивирусами и др.).
Плохая терморегуляция, выход из строя кулера, засорение радиаторов.
Нарушение основных параметров в BIOS.

Как решить эту проблему и повысить производительность компьютера?

Существует множество способов, позволяющих ускорить работу компьютера. Мы предлагаем десять методов улучшения
работы ПК, показавших свою эффективность на практике.

Апгрейдим «железо».
Чистка внутренностей, ремонт неисправных элементов системы охлаждения.
Очищаем жесткий диск от всего ненужного, выполняем дефрагментацию.
Переустанавливаем операционную систему.
Оптимизируем работу ОС.
Настраиваем BIOS.
Отключаем все лишнее, контролируем автозагрузку.
Выполняем обновление драйверов.
Устанавливаем операционную систему соответствующую нашему ПК.
Чистим систему от вирусов.

Далее, для лучшего понимания, мы дадим более подробное описание каждого из этих пунктов. Но для начала, нам
необходимо узнать производительность своего компьютера.

Определяем производительность

В операционной системе Windows 7 уже встроена специальная функция для проверки производительности системы и
быстродействия компьютера.

Откройте меню «Пуск» и в специальном поисковом поле (оно находится внизу меню) введите
«произ», как это показано на рисунке.

Среди результатов поиска будет программа «Повышение производительности компьютера». Запустите ее и
откроется следующие окно.

Снизу сделайте клик по кнопке «Повторить оценку». Программа начнет анализировать продуктивность вашей
системы и по завершению выдаст результаты, по которым можно будет сделать вывод о быстродействии компьютера.

После этого можно приступать к повышению производительности компьютера выбранными способами.

Апгрейдим комплектующие компьютера

У многих, кто является «счастливым» обладателем тормозящего компьютера, возникает стойкое желание
заменить его чем-нибудь по мощнее. Но мы не станем двигаться в этом направлении, оно подходит только для
серьезно устаревающих компьютеров. В большинстве случаев достаточно заменить только один или несколько слабых
элементов, чтобы вся система снова начала летать — этот способ будет намного дешевле, чем покупка нового
ПК.

Центральный процессор. Смысл замены «камня» будет действительно оправдан,
только если новый намного превзойдет старого по мощности, не менее чем на 30%. Иначе вы не почувствуете
серьезной разницы, но зато потратите много денег.

Любители риска могут попытаться разогнать центральный процессор. Этот способ подойдет не многим, ведь далеко не
каждый ЦП может разгоняться. Зато в случае успеха, покупку нового «камня» можно отложить еще на год
другой. Суть этой операции заключается в повышении напряжения на центральном процессоре, и тем самым увеличение
его тактовой частоты. Сама операция достаточно рискованная и далеко не для всех процессоров, в некоторых случаях
можно просто вывести из строя ЦП, или значительно сократить срок его службы.

Оперативная память. Ее никогда не бывает много, можете смело увеличивать оперативную
память. Тем более она стоит достаточно дешево. Когда компьютер сильно загружен, откройте диспетчер задач на
вкладке быстродействия и посмотрите уровень используемой памяти. Если он превышает 80%, то можете
увеличивать память в полтора два раза.
Винчестер. И суть тут вовсе не в его объеме и количестве свободного места. Основная фишка
быстродействия жесткого диска заключается в скорости вращения его мотора. К примеру, мы имеем диск со
скоростью 5400 оборотов и заменяем него на диск со скоростью 7200 оборотов. Это намного более ощутимо
добавит скорости для систем, особенно скорости записи/чтения.
Видеокарта. Большинству понятно, что для более реалистичной графики в играх необходимо
иметь мощный видеоадаптер. Так что, если ваша видеокарта не может похвастаться хорошей производительностью,
меняйте на новую, которая гораздо превосходит ее по мощности. Главное – нужно учитывать, что для
мощной видеокарты нужен и мощный процессор.

Чтобы приблизительно определить слабые места системы, воспользуйтесь встроенной функцией оценки
производительности компьютера, о которой мы уже рассказывали выше. Определить «слабое звено» можно
по оценкам, которые выводятся после проверки производительности. Там, где самая низкая оценка, в том направлении
и необходимо увеличивать мощность ПК. К примеру, если возле скорости обмена данными на диске стоит самая низкая
оценка, то стоит задуматься о покупке более шустрого жесткого диска.

Чистка внутренностей, ремонт неисправных элементов системы охлаждения

Различные неисправности в системе охлаждения также способны существенно замедлить работу всей системы. Если
ломается кулер на центральном процессоре, то это привод к его перегреву и снижению тактовой частоты.

Перегрев вообще опасная штука и возникать может даже при исправной системе охлаждения. Возьмите, снимите крышку
со своего системного блока, посмотрите сколько там пыли. Она не просто покрывает все поверхности, но и плотно
забивается во все радиаторы и оседает на лопастях кулеров. Пыль выступает таким себе теплоизолятором, который
приводит к перегреву. Очень аккуратно почистите системный блок и вам удастся увеличить скорость работы
компьютера, а также продлить срок службы его компонентов и избавиться от главного рассадника различных
аллергенов и бактерий — пыли.

Очищаем жесткий диск от всего ненужного, выполняем дефрагментацию

Те, кто впервые слышит термин «дефрагментация», должны понять, что это самое первое что нужно делать
для повышения производительности системы. Дефрагментация позволяет собирать различные фрагменты программ,
которые находятся в разных частях жесткого диска, в одну кучу. Благодаря этому, считывающему устройству
винчестера не нужно выполнять много лишних перемещений по дискам, ведь все находится в одном месте. Таким
образом и повышается производительность.

Кроме того, нужно избавиться от лишней информации и всякого программного хлама, который накапливается на диске со
временем работы. Особенно это важно, когда в разделе операционной системы практически нет свободного места. Если
места менее 2 Гб, система теряет свою производительность. Так что не перегружайте диск и старайтесь, чтобы на
нем было процентов тридцать свободного места, если это конечно возможно.

Переустанавливаем

операционную систему

Этот шаг почти всегда помогает увеличить скорость работы компьютера. В некоторых случаях, производительность
может увеличиться в три раза. Просто такова суть операционной системы, со временем в ней накапливаются различные
ошибки, она забивается ненужными службами, которые даже выполняют серьезные изменения в самой системе. Это и
многое другое приводит к ухудшению скорости работы компьютера, на многие операции теперь требуется гораздо
больше времени.

Если тщательно следить за чистотой системы и ничего туда не устанавливать, то можно годами пользоваться одной и
той же Windows. Но чаще всего, на компьютере постоянно происходит движение: устанавливаются и удаляются
программы, обновляются драйвера, загружаются большие объемы различной информации — в таких условиях
система постепенно начинает «тупить». Лучше всего, для профилактики, где-то раз в год форматировать
диск и с чистого листа устанавливать новую операционную систему.

Оптимизируем работу ОС

Хорошо себя показала программа PCMedic. Главная фишка этой утилиты, это полная автоматизация всех операций. Нужно
только выбрать подходящие параметры и запустить процесс настройки.

Программа состоит только из одного главного окна. Тут мы выбираем свою операционную систему, тип центрального
процессора (например, Intel или AMD), дальше нужно выбрать один из двух способов оптимизации — Heal
(очистка системы), либо Heal & Boost (кроме очистки выполняется еще и ускорение). После того, как выберите
все параметры нажмите на кнопочку «Go» – программа выполнит все необходимые изменения.

Есть еще одна программа, которая может похвастаться воистину мощным функционалом — Ausloqics BoostSpeed, к
сожалению, платная. Она состоит из нескольких утилит, позволяющих выполнять оптимизацию системы практически во
всех направлениях. Используя это приложение можно провести дефрагментацию, почистить файловую систему, очистить
реестр, увеличить скорость работы интернета и еще много другого. Программа обладает встроенным советчиком,
который помогает определить приоритетные направления в оптимизации системы. Хотя рекомендую слепо не доверяться
советчику и смотреть, действительно ли эти все действия вам необходимы.

Для того, чтобы чистить систему от всякого хлама, существует множество специальных приложений для очистки.
Например, хорошим помощником может оказаться Ccleaner. Он способен почистить диск от ненужных, временных фалов и
выполнить очистку реестра. Благодаря удалению ненужных файлов, можно увеличить количество свободного места на
жестком диске. А вот при чистке реестра, особого повышения производительности не наблюдается. Зато если будет
случайно удален какой-нибудь важный параметр, система начнет выдавать ошибки и это может привести к серьезным
сбоям.

ВНИМАНИЕ! Перед тем, как выполнять все эти действия, настоятельно рекомендуется создать точку восстановления!

ВСЕГДА смотрите файлы, которые удаляют утилиты для очистки системы. Бывают случаи безвозвратного удаления нужных
и даже важных файлов, которые программы ложно приняли за ненужные, или временные файлы.

Пользователи Windows 7 могут немного улучшить скорость работы компьютера при помощи упрощения графического
интерфейса. Что бы это сделать откройте Панель управления и зайдите в раздел «Система» откройте
пункт «Дополнительно» и выберите «Параметры». Здесь снимаем часть ненужных флажков, либо
устанавливаем переключатель в положение для обеспечения наилучшего быстродействия.

Настраиваем BIOS

В БИОСе хранятся параметры компьютера, отвечающие за оборудование, загрузку ОС, время и других ключевые элементы.
Чтобы попасть в параметры BIOS, в процессе включения ПК, перед загрузкой самой операционной системы, нажмите
клавишу Del, F2 или другую (это зависит от производителя материнской платы, обычно название клавиши отображается
на экране). Чаще всего настройки БИОСа не вызывают никакого снижения производительности и туда даже не стоит
лазить. Но в редких случаях, при неправильных критических параметрах, ваш компьютер может начать тормозить.

Если сомневаетесь в правильности настроек, но не знаете какие нужно указать, то можете воспользоваться опцией
автоматической настройки оптимальных параметров «Load Optimal Settings» (название функции может быть
иным, в зависимости от производителя). После этого сохраните все настройки и выполните перезагрузку компьютера.

Отключаем все лишнее, контролируем автозагрузку

В наше время практически каждая программа пытается прописать себя в автозагрузку. И это не слишком весело для
вашей системы. Постепенно, программы в автозагрузке накапливаются и их всех надо запускать, при каждом старте
системы. Из-за этого компьютер очень долго включается и выключается. Дополнительно, после автозагрузки, все эти
приложения остаются в рабочем состоянии, пожирая ресурсы. Вы только взгляните сколько на панели задач (возле
часов) ненужных значков, разве вы их используете? Поэтому, лучше всего удалять ненужные приложения, или хотя бы
отключать для них автозагрузку.

Что бы посмотреть все приложения, которые стартуют вместе с Windows, и отключить лишние, одновременно зажмите две
клавиши Win+R и в следующем окошке напишите msconfig, затем нажмите Enter. Появится окошко конфигурацией
системы, теперь перейдите в раздел автозагрузки. Здесь будет находиться список приложений, стоящих в
автозагрузке. Просто снимаете галочки со всех, которыми не пользуетесь. В случае чего, программу всегда можно
вернуть в автозагрузку, установив нужную галочку. Главное иметь представление, что это за программы и какое их
назначение.

В самых крайних случаях, можно отключить антивирус, и система немного разгрузится. За счет этого повысится
производительность. Но этого не стоит делать, когда вы находитесь в интернете, или устанавливаете новые
программы, потому что есть риск заражение вирусами.

Выполняем обновление драйверов

Этот шаг может дать нужных эффект, если установлены устаревшие драйвера или те что установились вместе с
системой. Больше всего может влиять драйвер для материнской платы, хотя и другие неплохо воздействуют на
скорость работы.

Надежнее всего вручную выполнять обновление драйверов. Но самые ленивые могут воспользоваться специальными
утилитами, которые способны сами определять необходимые драйвера, находить их в интернете и устанавливать.
Например, можно воспользоваться Drover Checker.

Устанавливаем операционную систему соответствующую нашему ПК

Если у вас компьютер, с 2 Гб оперативной памяти и вы используете Windows XP, то стоит задуматься о переходе на
«семерку», после этого сразу почувствуете положительную разницу. А если на компьютере двухъядерный
процессор и 4 Гб памяти (а может даже больше), то необходимо использовать 64х разрядную Windows 7.

И да, избегайте кустарных сборок Windows, таких как Zver и тому подобных. Используйте исключительно чистые,
оригинальные дистрибутивы.

Чистим систему от вирусов

Не обращайте внимание на то, что этот пункт стоит под номером десять. На самом деле это одна из самых
распространенных причин медленной работы компьютера. Если заметили, что компьютер внезапно начал долго
«думать», срочно выполните сканирование на наличие вредоносного ПО. Лучше всего выполнить
сканирование системы штатным антивирусом (например, Антивирусом Касперского), а затем просканировать
дополнительными антивирусными утилитами, типа Dr. Web CureIt, AVZ и др.

Вот и все основные способы, позволяющие увеличить быстродействие компьютера. В многих следующих статьях, мы будем
еще неоднократно затрагивать проблему производительности системы и все эти рекомендации будут рассмотрены еще
более подробно, со всеми тонкостями. Ну а на сегодня все, если возникнут вопросы – можете смело задавать
их в комментариях к статье.

Следующая лекция

Приложение A: История компьютерной производительности

Посетите NAP. edu/10766, чтобы получить дополнительную информацию об этой книге, купить ее в печатном виде или загрузить в виде бесплатного PDF-файла.

« Предыдущая: Приложения

Страница 155

Делиться

Цитировать

Предлагаемая ссылка: «Приложение A: История производительности компьютера». Национальный исследовательский совет. 2011. Будущее вычислительной производительности: игра окончена или следующий уровень? . Вашингтон, округ Колумбия: Издательство национальных академий. дои: 10.17226/12980.

Сохранить

Отменить

A История производительности компьютера

Производительность компьютера исторически определялась тем, насколько быстро компьютерная система может выполнять однопоточную программу для выполнения полезной работы. Зачем заботиться о производительности компьютера? что за работа? Насколько улучшилась производительность компьютера?

Повышение производительности компьютера имеет два значения. Во-первых, то, что часто называют вычислением возможностей, позволяет выполнять вычисления, которые ранее были непрактичными или бесполезными. Бесполезно вычислять завтрашний прогноз погоды за 24 часа, но 12-часовые вычисления ценны. Во-вторых, когда производительность растет быстрее, чем стоимость компьютера — как это часто бывает, — более высокая производительность по стоимости позволяет использовать вычисления там, где раньше это было экономически невыгодно. Ни электронные таблицы на мейнфреймах за 1 000 000 долларов, ни MP3-плееры за 10 000 долларов не имеют смысла.

Производительность компьютера следует оценивать на основе важной работы. Поставщики компьютеров должны анализировать свои проекты с учетом (настоящих и будущих) рабочих нагрузок своих (настоящих и будущих) клиентов, а те, кто покупает компьютеры, должны учитывать свои собственные (настоящие и будущие) рабочие нагрузки с учетом альтернативных компьютеров. Поскольку описанное выше требует много времени и, следовательно, дорого, многие люди оценивают компьютеры, используя стандартные наборы тестов. Каждый поставщик предоставляет результаты тестов для своих компьютеров, часто после оптимизации компьютеров для тестов. Затем каждый клиент может сравнить результаты тестов и получить полезную информацию, но только в том случае, если набор тестов достаточно близок к реальным рабочим нагрузкам клиента.

Страница 156

Делиться

Цитировать

Сохранить

Отменить

Двумя популярными наборами тестов являются SPECint2000 и SPECfp2000. Оба производятся Standard Performance Evaluation Corporation (SPEC) (http://www. spec.org/). SPECint2000 включает 12 целочисленных кодов, а SPECfp200 — 14 тестов с плавающей запятой. Ниже мы используем данные SPEC для изучения тенденций производительности компьютеров за последние два десятилетия. Результаты ценны, но их абсолютные числа следует рассматривать как грубые приближения к абсолютной производительности систем. Тем не менее, они намного лучше, чем результаты, основанные на «пиковой скорости», которая дает скорость компьютера, когда он ничего не делает.

На рисунках A.1 (INT) и A.2 (FP) показаны результаты для SPECint2000 и SPECfp2000 соответственно. По оси X отложены годы с 1985 или 1988 по 2007 год. По логарифмической оси Y отложена скорость SPEC, нормализованная примерно до 1985 года. Таким образом, значение 10 означает, что компьютер в 10 раз быстрее, чем (может выполнять работу за одну десятую). время) модель 1985 года.

Рисунки A.1 и A.2 показывают две тенденции. Во-первых, производительность компьютера увеличивалась экспоненциально (линейно на полулогарифмическом графике) в течение большинства изучаемых лет. В частности, до 2004 г. или около того как SPECint2000, так и SPECfp2000 улучшались в среднем на 50% в год (например, в 100 раз примерно за 10 лет).

Во-вторых, улучшения производительности после 2004 года были хуже.

РИСУНОК A.1 Производительность целочисленных приложений (SPECint2000) в зависимости от времени (1985–2010 гг.).

Страница 157

Делиться

Цитировать

Сохранить

Отменить

РИСУНОК A.2 Производительность приложений с плавающей запятой (SPECfp2000) с течением времени (1985–2010 гг. ).

Можно надеяться, что результаты являются аномалией и что производители компьютеров скоро вернутся к надежным ежегодным улучшениям. Однако общедоступные дорожные карты и частные беседы с поставщиками показывают, что однопоточный прирост производительности компьютеров вступил в новую эру скромных улучшений.

Изменения частоты компьютерных часов дают еще один повод для пессимизма. Тактовая частота — это «частота сердечных сокращений» компьютера, и ее повышение традиционно было основным компонентом повышения производительности компьютера. На рисунке A.3 (FREQ) показана зависимость тактовой частоты от времени в мегагерцах (миллионы циклов в секунду). Очевидно, что улучшение тактовой частоты также застопорилось (особенно, если 4,7-ГГц процессор Power 6 является скорее исключением, чем новым правилом).

Кроме того, основная причина того, что повышение тактовой частоты значительно замедлилось, заключается в том, что более высокие тактовые частоты требуют большей мощности, а мощность, используемая современными микропроцессорами, достигла уровня, который делает увеличение сомнительным с экономической точки зрения и может даже способствовать снижению тактовой частоты. . На рисунке A.4 (МОЩНОСТЬ) показана зависимость мощности микросхемы (в ваттах). год. Как и тактовая частота, мощность, потребляемая чипом, росла экспоненциально (линейно на полулогарифмическом графике) в течение многих лет, но недавно она вышла на плато.

Страница 158

Делиться

Цитировать

Сохранить

Отменить

РИСУНОК A.3 Тактовая частота микропроцессора (МГц) в зависимости от времени (1985–2010 гг.).

РИСУНОК A.4 Рассеиваемая мощность микропроцессора (Вт) с течением времени (1985–2010 гг. ).

Страница 159

Делиться

Цитировать

Сохранить

Отменить

Чтобы поместить эти тенденции в контекст, нам следует заглянуть еще дальше в историю. Курцвейл и другие утверждают, что улучшения производительности в недавнюю эпоху микропроцессоров или закона Мура следуют более длительной исторической тенденции. ¹ В частности, в оценках Курцвейла повышения производительности компьютеров в 20-м веке он обнаружил, что на протяжении всего столетия производительность компьютеров увеличивалась экспоненциально, и это экспоненциальное улучшение, если вообще было, ускорялось. Хотя его точные цифры остаются открытыми для обсуждения, ясно, что производительность компьютеров росла в геометрической прогрессии на протяжении всего 20-го века.

Что принесет остаток 21 века? Оптимисты предсказывают, что тенденция Курцвейла сохранится. Пессимисты обеспокоены тем, что однопоточные архитектуры и дополняющая их технология полупроводников на основе оксидов металлов достигают своего предела, что многопоточное программирование не принесло широкого успеха и что альтернативные технологии по-прежнему недостаточны. Наша работа, как это предлагается в остальной части этого отчета, состоит в том, чтобы доказать правоту оптимистов.

______________

¹ Закон ускоряющейся отдачи, Рэй Курцвейл, http://www.kurzweilai.net/articles/art0134.html?printable=1.

Страница 155

Делиться

Цитировать

Сохранить

Отменить

Страница 156

Делиться

Цитировать

Сохранить

Отменить

Страница 157

Делиться

Цитировать

Сохранить

Отменить

Страница 158

Делиться

Цитировать

Сохранить

Отменить

Страница 159

Делиться

Цитировать

Сохранить

Отменить

Далее: Приложение B: Биографии членов и сотрудников Комитета »

Что делает компьютер быстрым? [Определение производительности]

СОДЕРЖАНИЕ

Что делает компьютер быстрым?

Все любят говорить о быстрых ПК, но как мы на самом деле определяем «быстрый» и, что более важно, как вы должны расставлять приоритеты компонентов внутри вашего ПК, чтобы максимизировать эту скорость?

Влияют ли на скорость вашего ПК другие факторы, помимо основных компонентов?

Я отвечу на все эти и некоторые другие вопросы в статье ниже.

Что делает компьютер быстрым? Понимание производительности ПК

Во-первых, давайте просто определим «быстрый» как «отзывчивый» в контексте ПК.

Старые поколения ПК с гораздо более медленным аппаратным обеспечением по-прежнему удавалось чувствовать себя «быстро» при работе с операционными системами и программным обеспечением, основанным на этих ограничениях, но не до такой степени, как сегодняшние системы.

Если бы мне пришлось выбирать приблизительный порядок компонентов по тому, насколько они влияют на воспринимаемую скорость вашего ПК, я бы выбрал следующее:

Хранение
ЦП
ОЗУ
Графический процессор (и дисплей)
Сетевое оборудование

Если вы не уверены, как каждый из этих компонентов занял свое место в этой иерархии, продолжайте читать!

Я подробно расскажу о каждом из них и, что более важно, дам вам действенный совет по созданию более быстрого ПК или модернизации существующего ПК.

Как память делает компьютер быстрым

Самая важная вещь, благодаря которой компьютер будет чувствовать себя «быстрым» с современным оборудованием, — это ваша память. В частности, тип типа у вас есть (не количество).

Возможно, вы не знаете, что основным узким местом современных компьютеров на протяжении десятилетий были механические жесткие диски, также называемые жесткими дисками.

Итак, почему жесткие диски ограничивают производительность ПК?

По сути, чистая пропускная способность жесткого диска достигает максимума около ~150 МБ/с за последовательная скорость передачи . Это ни в коем случае не плохой — на самом деле этого более чем достаточно для воспроизведения современных видеофайлов 4K HDR, при условии, что остальная часть вашего ПК может не отставать.

Когда дело доходит до фактической загрузки вашего ПК и загрузки программ (что означает случайное чтение и запись множества маленьких файлов), это намного медленнее .

Теперь, взглянув на приведенную выше таблицу, важно сделать быстрое уточнение, что последовательные скорости чтения очень специфичны (загрузка/сжатие больших файлов) , и что метрика, которая с большей вероятностью повлияет на вашу ОС и время загрузки приложений, будет вашей случайной скоростью чтения .

Несмотря на это, скорости произвольного чтения экспоненциально выше даже на базовом SATA SSD по сравнению с механическим жестким диском , и хотя они показывают дальнейшее увеличение на NVMe, оно не так значительно, как последовательное чтение ускорение есть.

Подумайте об этом: исторически самой медленной частью использования вашего ПК всегда был процесс загрузки. Если у вас нет SSD, это все равно .

По сравнению даже с лучшими жесткими дисками твердотельные накопители значительно сокращают время загрузки операционной системы и запуска программ.

Даже на очень слабых и «медленных» ПК обновление SATA SSD может дать шокирующий прирост скорости и отклика , хотя и не волшебным образом улучшит производительность CPU/GPU.

Даже когда речь идет о жестких дисках, существуют существенные различия в производительности в зависимости от поддерживаемого числа оборотов в минуту (оборотов в минуту) рассматриваемого диска .

Поскольку жесткие диски в основном представляют собой металлические ящики с вращающимися дисками внутри, число оборотов в минуту служит прямым показателем скорости. «Жесткий диск», на который мы ссылаемся в приведенной выше таблице, будет стандартным жестким диском на 7200 об/мин.

Проблема в том, что, особенно если вы использовали старый ноутбук, не все жесткие диски работают со скоростью 7200 об/мин.

Вместо этого некоторые из них ограничены 5400 (или ниже) об/мин , и это обычно является результатом уменьшения размера жесткого диска и меньшего энергопотребления для соответствия 2,5-дюймовому форм-фактору SATA, а не 3,5-дюймовому форм-фактору SATA. используется настольными жесткими дисками.

К сожалению, это делает и без того довольно медленную технологию хранения еще медленнее, и , если вы пытаетесь добиться быстрой загрузки или иметь в целом отзывчивую машину, жесткий диск на 5400 об/мин определенно станет проблемой .

Также существуют старые стандартные жесткие диски на 7200 об/мин, жесткие диски с более высокими оборотами и SSHD (твердотельные жесткие диски) .

Хотя ни один из этих вариантов не конкурирует с твердотельными накопителями с точки зрения чистой пропускной способности, особенно с твердотельными накопителями NVMe , они могут быть хорошим компромиссом между скоростью и ценой за гигабайт.

Большой плюс твердотельных накопителей по сравнению с жесткими дисками заключается в том, что вся эта дополнительная скорость достигается за счет огромной стоимости гигабайта, что делает использование основного твердотельного накопителя (ОС/приложения) и вторичного жесткого диска (хранилище мультимедиа) очень популярным выбором.

В заключение этого раздела: Хранилище может стать узким местом для всего ПК, даже если остальные компоненты работают невероятно быстро. ОС и приложения должны быть загружены из хранилища, и только быстрый (SATA) SSD или NVMe SSD действительно заставит ваш ПК работать быстро и не станет узким местом для других компонентов.

Моя рекомендация для быстрого ПК: приобретите твердотельный накопитель NVMe.

Как ЦП делает компьютер быстрым

Многие, вероятно, ожидали, что я поставлю ЦП (процессор) на первое место в этой иерархии, но это не так.0011 неправильно , строго говоря.

Хотя объем памяти больше всего влияет на время загрузки и общее ощущение быстродействия ОС, быстрота хранения не имеет значения, если ваш ЦП недостаточно быстр для того, чтобы делать то, что вам нужно.

Производительность ЦП напрямую связана с каждой рабочей нагрузкой, которую вы собираетесь выполнять на своем ПК, и, хотя современные ЦП уже давно превзошли требования для базового использования, тяжелые рабочие нагрузки по-прежнему сильно зависят от ЦП .

Такие задачи, как редактирование видео, сжатие файлов, игры и профессиональный рендеринг, сильно зависят от чистой производительности процессора .

Даже в случае чего-то вроде games , которое, как обычно считается, больше зависит от мощности графического процессора, чем мощности процессора, мощность процессора по-прежнему будет определять максимально возможную частоту кадров в игре, независимо от изменений настроек графического процессора или графики .

Если оставить в стороне этот общий вопрос, как можно ожидать, что технические характеристики процессора будут отражать его реальную производительность?

В этом есть некоторый нюанс, поскольку различные архитектуры процессоров того же или последующих поколений могут иметь одинаковые базовые характеристики (например, 4 ядра, 3 ГГц) , но работать по-разному .

Тем не менее, эти характеристики по-прежнему заслуживают внимания, особенно для сравнения производительности в пределах одной и той же архитектуры ЦП (т. е. Intel Core i3 10-го поколения и Intel Core i5 10-го поколения, где эти различия между ядрами и ГГц работают на одной и той же базовой архитектуре). ).

Чтобы нарисовать приблизительную картину того, как работает производительность ЦП, мне нужно начать с приблизительной картины самого ЦП.

ЦП состоит из одного или нескольких вычислительных «ядер» — только одно из них — это то, что мы привыкли понимать под ЦП, но поскольку нам удалось встроить их в один и тот же чип, мы стали называть их «ядра» вместо этого.

Там есть и другие вещи, такие как контроллеры памяти и кеш, но пока мы сосредоточимся только на ядрах.

Ядро ЦП — это процессор, который взаимодействует с вашей операционной системой и остальной частью вашего ПК.

Скорость ядра ЦП можно увеличить, увеличив его «тактовую частоту», измеряемую в мегагерцах или гигагерцах . Это делает процессоры с более высокими тактовыми частотами более предпочтительными по сравнению с процессорами той же архитектуры и даже приводит к практике «разгона» , когда пользователь сам увеличивает эту скорость .

Прошлые отдельные ядра ЦП и их тактовые частоты, у вас есть количество самих ядер и соответствующих им «потоков».

Думайте о «потоке» как о виртуальном представлении вашего ядра, которое видит ваша операционная система .

Для процессоров без поддержки SMT 1 поток = 1 ядро  … но когда вы добавляете SMT, это правило меняется.

SMT, или одновременная многопоточность, позволяет операционной системе считывать ядро ЦП как два, а не как один поток .

Это не обязательно удваивает мощность ЦП, особенно для рабочих нагрузок в реальном времени, таких как игры , но делает ЦП намного лучше с точки зрения многозадачности и рабочих нагрузок не в реальном времени (таких как рендеринг видео) .

Многоядерные процессоры в целом уже выигрывают от многозадачности при увеличении количества ядер, но поддержка SMT вдобавок к этому может обеспечить дальнейшее повышение производительности и многозадачности.

Источник: Intel

Заметное исключение из правила 1 ядро = 2 потока можно найти в более новых процессорах Intel, которые делятся на P-Cores и E-Cores .

P-Cores по-прежнему следуют правилу SMT, но E-Core не поддерживают SMT, поэтому ОС по-прежнему считывает их как 1 ядро = 1 поток .

Это довольно хорошо окупилось для процессоров Intel 12-го поколения, но AMD может не принять эту архитектуру. В целом, AMD хорошо разбирается в архитектуре многоядерных процессоров, и может никогда не почувствовать в этом необходимости.

В заключение этого раздела: Центральный процессор (процессор) является решающим фактором производительности практически любой задачи, которую вы выполняете на своем ПК. Чем больше ядер и потоков у вашего процессора, тем больше задач он может выполнять параллельно. Чем современнее его архитектура, чем больше его кэш, чем выше его IPC (инструкций за цикл) и чем выше его тактовая частота, тем быстрее будут выполняться эти задачи.

Моя рекомендация для быстрого ПК: получите высокопроизводительный современный процессор с не менее чем 6 ядрами.

Как ОЗУ делает компьютер быстрым

Итак, как ОЗУ (= основная память вашего ПК) делает компьютер быстрым? Из компонентов вашего ПК ваша оперативная память наиболее тесно связана с вашим процессором .

Как и ваш ЦП, он отвечает за большую часть общей тяжелой работы, которая выполняется в вашей системе, и вот почему:

ОЗУ необходимо для удержания всех задач, активно управляемых вашим ЦП. Это рабочая память ПК.

В целом, однако, объем ОЗУ имеет большее значение, чем скорость ОЗУ для получения желаемых результатов .

Причина, по которой объем ОЗУ имеет большее значение, чем скорость ОЗУ, заключается в том, что ваш компьютер не просто умрет, если у него закончится доступная память. Вместо этого он будет использовать файл подкачки на вашем накопителе .

К сожалению, даже быстрый SSD будет намного медленнее, чем ваша реальная оперативная память, поэтому нехватка оперативной памяти и вынужденное использование файла подкачки приводят к значительной потере производительности .

Это еще хуже на жестком диске, как указано в разделе «Хранилище» ранее в статье.

При этом обычно вам не нужно такое много оперативной памяти, пока вы не начнете выбирать рабочие нагрузки более высокого уровня.

При тяжелых рабочих нагрузках, таких как профессиональное редактирование, профессиональный рендеринг или игры, 16 ГБ — это базовый уровень, с которого вы хотите начать , с высокими требованиями к 32 ГБ.

Большой объем ОЗУ является неотъемлемой частью профессиональных рабочих нагрузок, когда требуется, чтобы как можно больше файлов проекта хранилось в памяти, а не возвращалось на жесткий диск .

Предыдущий объем ОЗУ, есть также скорость ОЗУ и задержка ОЗУ. Производительность, которую эти спецификации оказывают на производительность вашего ПК, гораздо сложнее измерить количественно, поскольку их влияние обычно невелико.

Я написал более подробное руководство о том, как скорость оперативной памяти влияет на различные рабочие нагрузки, для тех, кто заинтересован , но общий вывод заключается в том, что большинство приростов производительности составляет около 5% или меньше, если они есть.

По крайней мере, для игр скорость оперативной памяти имеет большее значение . Геймеры могут не заметить значительного увеличения среднего FPS с более быстрой оперативной памятью, особенно в старых играх, которые не подходят для ее использования, но быстрая оперативная память отлично подходит для улучшения согласованности частоты кадров.

То есть, даже если это не увеличит ваш средний FPS, как это может быть в современных играх, оно все равно увеличит ваш минимальный FPS, что приведет к менее заметной потере плавности при падении производительности в интенсивных сценах.

В заключение этого раздела: Больше оперативной памяти сделает ваш компьютер быстрее до определенного момента. Если у вас уже есть достаточно, добавление дополнительных ничего не даст для повышения производительности. Оперативная память более высокого поколения DDR, более высокая тактовая частота, более высокий канал и более низкая задержка увеличат производительность вашей оперативной памяти.

Моя рекомендация: приобретите как минимум оперативную память DDR4 или DDR5 с высокой тактовой частотой и малой задержкой, работающую в двухканальном режиме (с двумя и более модулями).

Как GPU делает компьютер быстрым

В то время как GPU (сокращение от Graphics Card) не особо нагружает большинство задач, которые вы будете делать на своем ПК (даже потребление мультимедиа с ускорением на GPU не очень требовательно на современных картах и iGPU) задачи которые привязаны к производительности GPU крайне привязан к нему .

Основными задачами, связанными с производительностью графики, являются игры и профессиональный рендеринг (3D или видео) .

Хотя ваш ЦП по-прежнему будет служить общим ограничителем, ваш ГП по-прежнему имеет большое значение в этих сценариях, особенно если вы пытаетесь добиться более высоких разрешений, детализации текстур и графических эффектов.

Чем лучше ваш графический процессор, тем больше вы сможете сократить время и задержку рендеринга, увеличить частоту кадров и улучшить качество изображения.

Источник: NVIDIA

Помимо чистой графической мощности, GPU также можно использовать для ускорения неграфических рабочих нагрузок .

Печально известно, что добыча криптовалюты является одной из тех рабочих нагрузок, не связанных с графикой, и сочетание криптобума и нехватки чипов за последние несколько лет сделало графические процессоры чрезвычайно дорогими , примерно в 2-4 раза дороже MSRP.

К счастью, на момент написания этой статьи эта тенденция начала снижаться из-за падения криптографии и улучшения предложения, но иногда это все еще может быть проблемой.

Моя рекомендация: Просмотрите наши списки графических процессоров, которые можно отсортировать по производительности, чтобы найти тот, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям и бюджету. Список AMD здесь, список Nvidia здесь.

Как работа в сети делает компьютер быстрым

И последнее, но не менее важное: давайте поговорим о том, как работа в сети делает ваш компьютер быстрым.

Очевидно, что тарифный план и скорость Интернета, за которые вы платите у своего интернет-провайдера (ISP), будут иметь большое влияние на то, как вы используете свой компьютер , особенно при просмотре веб-страниц или загрузке / загрузке / потоковой передаче практически всего. Но на самом деле я не это имею в виду.

В данном случае я имею в виду ваше встроенное сетевое оборудование, и используете ли вы Wi-Fi или Ethernet .

Большинство встроенных сетевых устройств прекрасно подходят для кабелей Gigabit Ethernet, и если они не поддерживают новый высокоскоростной стандарт Wi-Fi, адаптер или карта расширения также могут справиться с этой задачей.

Однако готовые сетевые решения могут подойти не всем .

Например, на предприятии или в бизнес-среде приобретение выделенной сетевой карты, поддерживающей несколько гигабит в секунду для серверного ПК или рабочей станции, может помочь значительно ускорить передачу файлов по той же сети .

Забавный пример можно увидеть в видеоролике LinusTechTips, встроенном выше — поскольку это аппаратно-ориентированный канал YouTube с ежедневными загрузками по нескольким каналам, использование 100-гигабитного сетевого коммутатора на самом деле имеет большой смысл. .

Помните: есть также несколько сотрудников, которые записывают видео, редактируют и т. д. на отдельных ПК в своих офисных помещениях для своих постоянных крупномасштабных видеопроектов.

Однако у меня есть более универсальное решение для большинства пользователей. Вообще говоря, вы захотите использовать кабель Ethernet для своей сети, когда это возможно, особенно если вы выполняете какую-либо работу или игры, чувствительные к задержкам .

В то время как современные стандарты Wi-Fi продолжают улучшать свои скорости , Ethernet не страдает от несогласованности и помех, которые являются неотъемлемой частью соединения Wi-Fi, и поэтому идеально подходит для стабилизации производительности сети и задержки .

Часто задаваемые вопросы

Прежде чем мы полностью закончим, стоит поговорить о нескольких вещах, которые не обязательно делают компьютер быстрым, но все же имеют довольно большое влияние на производительность.

Давайте поговорим о вашей материнской плате и вашем охлаждении.

Влияет ли материнская плата на производительность?

Да и нет.

Сама по себе материнская плата не обладает вычислительной мощностью. Так что вы думаете, что это не влияет на производительность, но на самом деле вы ошибаетесь.

Думайте о своей материнской плате как о спинном мозге вашего ПК. Это неотъемлемая часть работы вашего ПК, поскольку все должно подключаться к нему и обмениваться данными через него.

Что еще более важно, ваша материнская плата также будет определять множество других факторов, в том числе, какое оборудование на самом деле совместимо с вашим ПК и как быстро это оборудование может работать в рамках своих ограничений.

Слабая, но функциональная материнская плата не будет серьезным узким местом, но она не позволит вам выполнять такие действия, как разгон или настройку нескольких GPU или нескольких NVMe SSD. Если вам нужны такие функции высокого класса, вам понадобится соответствующая плата высокого класса.

Чтобы узнать больше о том, как материнская плата влияет на вашу производительность, рассмотрите статью Алекса на тему .

Влияет ли охлаждение ПК на производительность?

О, абсолютно.

Видите ли, как оказалось, почти все, что питается от электричества, будет генерировать и отводить тепло. Это включает в себя каждый компонент вашего ПК, но особенно ваш процессор и ваш графический процессор.

На самом деле эти компоненты могут очень легко достигать и превышать 95 градусов Цельсия при большой нагрузке.

Само по себе это не имеет большого значения, за исключением того факта, что при слишком высоких температурах функциональность вашего оборудования начнет ухудшаться, а в экстремальных сценариях оно даже может быть повреждено .

К счастью, эта штука, называемая тепловым дросселированием, существует практически во всех современных аппаратных средствах для предотвращения необратимого повреждения из-за перегрева системы .

К сожалению, термическое регулирование работает только за счет снижения мощности и тактовой частоты вашего ЦП или ГП, что приводит к незначительному или значительному падению производительности всякий раз, когда он срабатывает в .

Термическое дросселирование особенно проблематично для заядлых геймеров и профессионалов, которые регулярно используют эти компоненты на пределе своих возможностей.

Для оптимальной конфигурации воздушного потока с избыточным давлением всегда убедитесь, что у вас как минимум на один приточный вентилятор больше, чем вытяжной.

Кроме того, к счастью, большинство случаев теплового дросселирования можно исправить, просто сделав правильные настройки системы охлаждения или внеся некоторые программные настройки, если это невозможно по какой-либо причине.

Я подробно описал различные способы уменьшения теплового дросселирования в своем Руководстве по температурному дросселированию , , так что отправляйтесь туда, если хотите получить подробное изложение этого.

В противном случае мой основной совет по защите ПК от пыли и достаточному количеству вентиляторов для хорошей конфигурации воздушного потока с положительным давлением должен стать хорошим началом.