Что такое тепловое регулирование процессора и как оно влияет на производительность?

Неудивительно, что мощные компоненты ПК, такие как процессоры и графические процессоры, требуют огромной мощности для полноценной работы. Однако побочным эффектом включения процессора в несколько сотен ватт является количество выделяемого им тепла.

Хотя обычно это не проблема, чрезмерный нагрев может привести к проблемам, которые напрямую влияют на производительность вашего процессора. Термическое дросселирование может уберечь ваш процессор от превращения в индукционную варочную панель, но оно не сильно улучшит производительность вашей системы.

Что такое тепловое регулирование процессора?

Всякий раз, когда ваш компьютер выполняет ресурсоемкие нагрузки, такие как тяжелая игра или программа, он потребляет больше энергии, чтобы соответствовать уровню производительности, требуемому такими приложениями. Чем больше энергии потребляет ваш процессор, тем больше тепла он выделяет. Как только это тепло становится слишком большим для системы охлаждения вашего ПК или ноутбука, процессор начинает дросселироваться.

Термическое дросселирование процессора происходит, когда ваш процессор достигает критических температур (обычно около 194 по Фаренгейту или 90 по Цельсию) и начинает жертвовать производительностью для поддержания или снижения этой температуры. Температуры выше этой точки могут повредить ЦП, и в этот момент ваша система, скорее всего, отключится для защиты внутренних компонентов.

Если вы разгоняете свой процессор, чтобы повысить производительность, вы также подвергаетесь более высокому риску перегрева. Поскольку разгон заставляет ЦП достигать более высоких тактовых частот, он потребляет больше энергии и выделяет больше тепла. Это означает, что он быстрее достигнет своего температурного порога, а это означает, что вам необходимо соответствующим образом обновить решение для охлаждения, чтобы избежать дросселирования вашего драгоценного процессора.

Чтобы было ясно, тепловое дросселирование само по себе не так уж плохо. Если у вас недостаточно охлажденный ЦП, то троттлинг может быть единственным, что удерживает его от перегрева. Если вы используете ноутбук, термическое регулирование также может гарантировать, что он не станет настолько горячим, что вы не сможете использовать его. устройства должным образом больше, так как тепло процессора, выделяемое в ноутбуках, часто нагревает клавиатуру и особенно днище.

ЦП для настольных ПК ограничены своей температурой TjMax, также известной как максимальная температура теплового перехода, когда внутренние механизмы терморегулирования ЦП действуют для предотвращения повреждения компонентов. На процессорах ноутбуков это значение TjMax может варьироваться в зависимости от модели и производителя устройства, а также спецификаций производителя.

Вы можете найти значение TjMax вашего конкретного процессора, проверив спецификацию или используя бесплатные утилиты, такие как Основная температура или HWMonitor.

Как тепловое регулирование процессора влияет на производительность?

Основная цель теплового троттлинга — охладить ЦП до точки, при которой он не выходит за пределы определенного температурного порога. Это достигается за счет снижения тактовой частоты ядра ЦП, что приводит к снижению энергопотребления и, в конечном итоге, к меньшему выделению тепла. Как вы, наверное, догадались, поскольку ваш процессор больше не может работать на максимальной тактовой частоте, это напрямую влияет на производительность вашей системы.

Эффект особенно заметен на портативных устройствах, поскольку они, как правило, имеют меньший бюджет мощности и решения для охлаждения. Однако, независимо от того, используете ли вы ноутбук или ПК, ваш процессор обычно будет переключаться между базовой и турбо-частотами.

То, сколько производительности вы теряете из-за теплового дросселирования, зависит от таких факторов, как нагрузка на ЦП, ваше решение для охлаждения, базовые и тактовые частоты ЦП, а также потребляемая им мощность. Что касается вашего игрового опыта, ожидайте увидеть внезапные падения FPS, а также случайные задержки и скачки во время игры. Это также может привести к полному сбою игр в экстремальных ситуациях.

Например, процессор Core-i5 9300H 9-го поколения моего ноутбука MSI подвергался тепловому троттлингу во время игры в Call of Duty Warzone 2.0, при этом игра работала со скоростью 30–35 кадров в секунду при низких настройках. Это было вызвано значительным падением тактовой частоты ЦП, которая упала до 2,9 ГГц по сравнению с его обычной тактовой частотой 4,0 ГГц. Это существенная потеря производительности.

Энергопотребление процессора также значительно уменьшилось. При дросселировании он потреблял от 23 до 30 Вт мощности, а при работе на полной мощности он мог достигать 50 Вт.

Все это время температура всех четырех ядер находилась в пределах 96-97 градусов Цельсия (204,8-206,6 градусов по Фаренгейту), всего на 3 градуса меньше TjMax процессора. Выше этого не будет, так как MSI ввела ограничения, чтобы нижняя часть ноутбука не превратилась в сковороду.

В идеале ваш процессор должен работать при температуре 50-60 градусов Цельсия (122-140 градусов по Фаренгейту) без нагрузки. Мой i5 9300H с тепловым троттлингом работал при температуре около 80 градусов по Цельсию (176 по Фаренгейту), что не оставляло процессору достаточно места для поддержания производительности в условиях стресса.

Когда я устранил проблемы, вызывающие троттлинг, производительность увеличилась до гораздо более стабильных 55-60 кадров в секунду, что почти вдвое больше, чем у процессора с троттлингом.

В зависимости от вашей конкретной загрузки ЦП и степени дросселирования пробег может варьироваться. Дело в том, что тепловое регулирование весьма значительно влияет на производительность вашего процессора, не говоря уже о том, что постоянная работа процессора вблизи его теплового предела также сильно влияет на его долговечность.

Как проверить, не тормозит ли ваш процессор

Проверить температурный троттлинг процессора на самом деле довольно просто. Во-первых, для зорких глаз падения производительности будет достаточно, чтобы указать, что что-то не так. Ваш компьютер также будет показывать признаки борьбы, а это означает, что вентиляторы будут работать быстрее, производя больше шума, чем ваш компьютер. ПК перегревается.

Для окончательного доказательства того, что ваш процессор тормозит, откройте любую программу мониторинга процессора, например OpenHardwareMonitor или HWiNFO подвергая ваш процессор нагрузке либо игрой с интенсивным использованием процессора, либо стресс-тестом, таким как Prime95, и следите за температурой, энергопотреблением и скоростью ядра.

Если ваш процессор использует температурное регулирование, вы увидите, что температура поднимается очень близко к значению TjMax вашего процессора. в то время как энергопотребление и тактовая частота ядра значительно снизятся по сравнению с тем, что должно быть при тяжелой нагрузке. нагрузка. Это приведет к потере производительности и является довольно надежным признаком того, что ваш процессор перегревается.

Как исправить проблемы с тепловым дросселированием

Есть несколько способов исправить проблемы с температурным троттлингом вашего процессора. Поскольку причиной теплового дросселирования почти всегда является неадекватное или неисправное решение для охлаждения, это следует проверить в первую очередь.

Пыль — враг номер один вашего компьютера. Независимо от того, используете ли вы ноутбук или настольный компьютер, если вентиляционные отверстия забиты пылью, ваша система тепловая система не сможет втягивать столько холодного воздуха, сколько необходимо для охлаждения вашего процессора, что приводит к перегреву дросселирование. Это относится и к системам с водяным охлаждением.

Убедитесь, что ваши вентиляторы имеют свободный доступ воздуха, а радиаторы не забиты пылью, особенно на ноутбуках. Это не требует больших усилий; в большинстве случаев достаточно нескольких тщательно направленных струй сжатого воздуха или груши. Однако ноутбуки — это отдельная история, так как вам может потребоваться открыть их, чтобы получить доступ к вентиляторам, или доставить их в ремонтную мастерскую, если вам неудобно открывать свои самостоятельно.

Термическая переклейка также может помочь, так как термопаста со временем может высохнуть. Однако обратите внимание, что вам не нужно часто переклеивать процессор, так как термопаста хорошего качества часто служит довольно долго. Или, если вы закончили с термопастой, жидкий металл тоже вариант.

Если вам неудобно выполнять операцию на своем компьютере, есть способы исправить или, по крайней мере, уменьшить тепловое троттлинг вашего процессора. Конечно, проще всего снизить нагрузку на процессор и не запускать на компьютере ресурсоемкие программы. Но это легче сказать, чем сделать для большинства из нас.

Кроме того, вы также можете снизить нагрузку на процессор. Пониженное напряжение включает в себя снижение энергопотребления вашего процессора при сохранении постоянной тактовой частоты ядра и памяти. Это намного безопаснее, чем разгон, и в некоторых случаях может дать лучшую производительность, чем ваш процессор при стандартных настройках. Тем не менее, это требует некоторых технических ноу-хау.

Эти методы также распространяются на другие компоненты ПК и могут использоваться для предотвращение теплового дросселирования на вашем графическом процессоре.

Не позволяйте этому процессору перегреться

По мере того, как современные процессоры становятся быстрее и потребляют больше энергии, они будут выделять еще больше тепла, что означает сохранение таких проблем, как тепловое регулирование и правильное охлаждение вашего процессора будут иметь первостепенное значение для получения максимальной производительности. возможный.

В конце концов, это не так сложно. Просто регулярное техническое обслуживание вашего компьютера будет иметь большое значение для обеспечения максимальной производительности и долговечности вашего процессора.