Что делает компьютер быстрым и мощным

Что влияет на скорость работы компьютера? 6 основных факторов

Скорость и производительность работы компьютера определяется множеством факторов. Невозможно добиться ощутимого повышения производительности за счёт улучшения характеристик какого-либо одного устройства, например, за счёт повышения тактовой частоты процессора. Только тщательно подобрав и сбалансировав все компоненты компьютера можно добиться существенного повышения производительности работы компьютера.

Следует помнить, что компьютер не может работать быстрее, чем самое медленное из устройств, задействованных для выполнения этой задачи.

Процессор (CPU)

Процессор отвечает за общую скорость или тактовую частоту компьютера, а также скорость обработки данных. Компьютер является более быстрым и мощным, если он способен выполнять больше заданий каждую секунду. Например, первым компьютерным процессором был Intel 4004, который имел тактовую частоту 740 кГц и способность обрабатывать около 92000 операций в секунду. Современные многоядерные процессоры измеряются в ГГц и способностью обрабатывать более 100 миллиардов операций в секунду.

Хотя современные компьютеры могут выполнять миллиарды операций каждую секунду, процессор обычно ждет эти операции от медленных типов памяти в компьютере. Поскольку оперативная память и жесткий диск медленнее, чем процессор, компьютерные процессоры и материнские платы используют кэш для передачи данных между процессором, памятью и компонентами компьютера. Кэш — это самый быстрый тип памяти. Компьютер с большим объемом кэша L2 или L3 способен хранить больше операций и более эффективно отправлять их процессору.

Что влияет на производительность современных процессоров?

Итак, давайте знакомиться с понятиями, которые характеризуют работу процессора, скорость вычислений и все прочие параметры.

Разрядность – определяет размер обработки данных за такт. На данный момент существуют как 32-битные, так и 64-битные варианты. Представим, что размер данных – 1 байт (8 бит). Если чип вычисляет 4 байта информации за прогон – он 32-битный, если 8 байт – 64-битный.

Логика элементарна до безобразия: при сравнивании 2 ЦП с идентичной частотой и разной разрядностью победит тот, который обладает 64-битным набором логики (разница колеблется от 10 до 20%).

Техпроцесс (литография) – количество транзисторов, размещенных на кристалле. Чем их больше – тем выше мощность, частоты, разгонный потенциал и ниже температура под нагрузкой. Процесс измеряется в нанометрах и на данный момент Компаниями Intel и AMD успешно освоены ЦП на техпроцессе 14 и 12 нм соответственно.

Кэш-память – массив сверхскоростной и эффективной ОЗУ внутри чипа, которая отвечает за основные вычисления и обмен готовыми результатами операций с оперативной памятью ПК и прочими компонентами системы. От объема кэша зависит скорость и работоспособность компьютера.

Если у вас на руках 2 модели с идентичными частотами и техпроцессом, лучше будет та, у которой кэш третьего уровня (L3) выше, или вообще присутствует.

Рабочая температура – показатель, который напрямую влияет на производительность. Если вы решили разогнать чип, и он дошел до своего предела относительно температур – ЦП либо начнет троттлить, либо отключится, вызвав перезагрузку компьютера. Но не стоит злоупотреблять работоспособностью процессора на максимально возможных температурах – кристалл довольно быстро откажет и начнет разрушаться.Системная шина и множитель – отвечают за разгон частот. Если вы хотите заняться оверклокингом, то множитель должен быть разблокирован на камне. Более того, делается это только на соответствующей материнской плате с чипсетом Z370 (Intel Coffee Lake) или B350, X370/X470 (AMD Ryzen).

Потенциал «разгоняемого» камня значительно выше, а потому данная покупка имеет большую ценность на будущее, да и запас прочности кристалла будет существенно выше.

Наличие встроенного графического процессора – дополнительное ядро, ответственное за графические вычисления и дополнительные задачи, связанные с обработкой изображений. Зачастую это полноценный GPU, который, правда, не имеет собственной оперативной памяти и черпает ее из ОЗУ компьютера.

Наличие вспомогательного ядра, пусть и специализированного, существенно повышает общую шустрость кристалла, обеспечивая большую производительность в сравнении с обычными процессорами.

Количество физических ядер – определяет не только скорость обработки информации, но и количество одновременно выполняемых задач, с которыми ЦП может справляться без потери мощностей и троттлинга. Здесь ситуация весьма нестандартная по нескольким причинам:

• большинство рабочих и офисных приложений задействуют от 1 до 4 ядер, а потому здесь на первое место выходит как раз частота чипа;
• профессиональные приложения, способные использовать абсолютно все рабочие ядра, получают отличную возможность развернуться на полную катушку, обеспечивая высокую скорость работы.

Поддержка многопоточности (Hyper-Threading или SMT) – виртуальное удвоение вычислительных ядер для более грамотного распараллеливания задач в процессе работы.

Повышение мощности процессора

Для увеличения мощности ЦП применяется комплексный подход. При этом мероприятия разделяются на два типа: аппаратные и программные. Их целью является не только оптимизация работы системы, но и разгрузка ЦП от лишних задач, которые могли появиться у него из-за невнимания пользователя или того, кто занимался администрированием ПК.

«Аппаратные» мероприятия заключаются в оптимизации работы системы на уровне взаимодействия ЦП и различных периферийных устройств: от оперативной памяти и жестких дисков до видеокарты и клавиатуры. В общем случае, по части «железа» следует проделать такие манипуляции:

1. Активировать все ядра на ЦП.
2. Отключить использование технологий энергосбережения, работающих на самом низком уровне (например, уменьшение частоты ЦП при его неполной загрузке и т.д.).
3. Улучшить работу системы охлаждения ЦП, проведя над ней профилактические работы или же заменив её на более совершенную.
4. Оптимизировать работу ЦП и памяти, выставив оптимальные параметры следования управляющих сигналов, т.н. «задержки».
5. В случае необходимости попробовать разогнать ЦП.

Набор аппаратных средств достаточно скромен, однако, его эффективность высокая. Например, правильно расставив тайминги памяти, можно увеличить быстродействие системы на 5-10%.

Теперь рассмотрим программные средства повышения мощности ЦП. Они гораздо разнообразнее и подчас эффективнее аппаратных, однако, не всегда приятны некоторым пользователям:

Как можно «посчитать» сколько съедает кВт ПК

В сети есть спец. конфигураторы , в которые можно указать своё железо, и они рассчитают его энергопотребление. Разумеется, чтобы воспользоваться ими — вам для начала понадобиться запустить утилиту AIDA 64 (например) — она покажет вам все ваши «железки» (их наименование, модель).

https://www.dns-shop.ru/configurator/ (от DNS для сборки системного блока. Просто добавьте сюда аналогичное железо, что установлено в вашем «системнике» — AIDA в помощь!)

https://www.bequiet.com/ru/psucalculator (аналогичный сервис от be quiet!)

*

Небольшой пример см. ниже — суммарное энергопотребление комплектующих составляет 288 Вт.

Конфигуратор DNS подсчитал сколько Вт потребляет железо

Кстати, не забудьте, что помимо системного блока электроэнергию будут потреблять монитор, колонки, МФУ и пр. устройства. Обычно, по той же модели монитора (например) очень быстро можно найти его мощность (см. пример ниже). Разумеется, ее нужно прибавить к предыдущей цифре (в моем случае 288 Вт + 19 Вт = 307 Вт).

Потребление мощности при работе (характеристики монитора)

Если у вас достаточно старое «железо» и в конфигураторах нет ничего такого — можно оценить еще «грубее» (за это в меня полетят «камни») :

• с помощью утилиты CPU-Z узнать мощность ЦП (TDP), видеокарты;
• добавить к этому ∼50 Вт на мат. плату;
• до-плюсовать по 15-20 Вт на каждый жесткий диск в системе;
• не забыть про ОЗУ — еще около 15-20 Вт;
• кулер + вентиляторы — это еще на каждый по 10-15 Вт (очень усреднено; можно попробовать посмотреть на них воочию) ;
• мышь, клавиатура — еще по 5 Вт.

Max TDP 15W — 15 Вт

Виды персонального компьютера

Стоит полноценно понять, почему так много нужно электричества для компьютерной техники. При покупке персонального компьютера человек преднамеренно ориентируется взять универсальную модель. Чтобы и фильм посмотреть, и поработать, и поиграть. Соответственно потребление такого системного блока увеличивается, по сравнению со средними и слабыми. Затем следует знать о том, что к потребляемой энергии, которую накручивает системник, нужно добавить монитор, акустическую систему, клавиатуру, мышь и модем. Это все в комплекте показывает довольно большие числа потребления электричества за час.

Чтобы точно вывести числа и узнать значение, нужно понимать, что есть разные случаи, связанные с особенностями компьютерной техники:

• Компьютер средней мощности.
• Геймерский аппарат.
• Серверный режим 24/7.

В современном мире компьютеры со слабой мощностью в принципе не рассматриваются, так как они постепенно пропадают. Мы смогли достаточно быстро и без особых проблем вывести три основных типа компьютерной техники. В зависимости от их особенностей и возможностей потребление электроэнергии, легко преследуется определенная закономерность. Чем мощнее, лучше в параметрах персональный компьютер, тем больше он будет использовать электричества.

ПК средней мощности

Берем изначально ПК средней мощности. Он ориентирован на работу, просмотр информации в сети, несложных игр. Из этого можно легко вычесть приблизительное количество энергии в сутки.

Мало кто использует компьютер не более одного часа в сутки. Принято считать, что человек, который приобрел для себя рабочую лошадку, в среднем проводит за использованием компьютера не менее 4 часов. Посмотрев на этикетку системника, нам становится известна и мощность персонального компьютера. Все показатели, необходимые для выведения общего количества потребляемой энергии в сутки есть. Начинаем считать.

• Среднее потребление рабочего ПК в час не превышает 200 ватт. Умножаем этот показатель на 4 часа и получаем 800 Вт. Это приблизительное количество потребляемой энергии в день.
• Берем монитор. Самые удобные варианты для работы используют не более 50 Вт в час. Опять же, умножаем на 4 и получаем 200 Вт в сутки.
• Акустическая система. Все зависит от того, на какой мощности любит использовать эту часть техники пользователь. Берем средний показатель 5 ватт. Для среднего ПК используют две колонки. Это значит, что необходимо 5 Вт умножить на 2. Это узнаем потребление всей акустики в час. Затем умножаем показатель на известные нам 4 часа. Выходит, что акустическая система потребляет 40 Вт в сутки.
• Использование модема. Его принято не выключать, поэтому 4 часа здесь не играют роли. За сутки для полноценного его функционирования необходимо не более 10 Вт энергии.
• Складываем все наши показатели и получаем такой пример:

(200+50+40)*4+10= 1170 Вт

Мы сумели вычислить примерное количество потребляемой энергии в сутки персонального компьютера. Среднее значение потребления энергии в сутки — 1,17 кВт. В час же этот показатель менее страшен приблизительно 300 Вт.

Игровой компьютер

Геймерский компьютер в два, а то и три раза мощнее, чем тот, что мы проанализировали. Но это не значит, что все показатели необходимо умножать на два.

Сделав небольшой анализ, можно заметить, что в верхней формуле будет изменено числовое значение потребления энергии системником. Остальные же показатели не изменятся. Выводим такой пример:

(400+50+40)*4+10= 1970 Вт

Не очень красивые цифры, согласитесь. Если за сутки используем практически 2 кВт энергии, что в месяц выплывает плачевное значение. В один час персональный компьютер настоящего геймера потребляет около 500 Вт.

Серверный компьютер

Серверная система 24/7. Это определенный аналог большого хранилища данных в сети для дальнейшего хранения всех важных файлов, видео- и фотоматериалов, музыки и так далее. Такой ПК представляет собою большой жесткий диск. Чаще всего монитор не используется. При круглосуточном использовании система употребит энергии столько же, сколько и нормальный монитор. То есть за час показатель покажет приблизительно 50 ватт. Особенности такого сервера в том, что он работает круглосуточно, поэтому в сутки он покажет: 50*24= 1200 Вт или 1.2 кВт.

От чего зависит производительность компьютера

Тактовая частота процессора

Наиболее важный параметр производительности компьютера — скорость процессора, или, как её называют, тактовая частота, которая влияет на скорость выполнения операций в самом процессоре. Тактовой частотой называют рабочую частоту ядра процессора (т. е. той части, которая выполняет основные вычисления) при максимальной загрузке. Отметим, что другие компоненты компьютера могут работать на частотах, отличных от частоты процессора.

Измеряется тактовая частота в мегагерцах (MHz) и гигагерцах (GHz). Количество тактов в секунду, выполняемых процессором, не совпадает с количеством операций, выполняемых процессором за секунду, поскольку для реализации многих математических операций требуется несколько тактов. Понятно, что в одинаковых условиях процессор с более высокой тактовой частотой должен работать эффективнее, чем процессор с более низкой тактовой частотой.

С увеличением тактовой частоты процессора увеличивается и число операций, совершаемых компьютером за одну секунду, а следовательно, возрастает и скорость работы компьютера.

Объем оперативной памяти

Важным фактором, влияющим на производительность компьютера, является объем оперативной памяти и её быстродействие (время доступа, измеряется в наносекундах). Тип и объем оперативной памяти оказывает большое влияние на скорость работы компьютера.

Самым быстро работающим устройством в компьютере является процессор. Вторым по скорости работы устройством компьютера является оперативная память, однако, оперативная память значительно уступает процессору по скорости.

Чтобы сравнить скорость работы процессора и оперативной памяти, достаточно привести только один факт: почти половину времени процессор простаивает в. ожидании ответа от оперативной памяти. Поэтому чем меньше время доступа к оперативной памяти (т. е. чем она быстрее), тем меньше постаивает процессор, и тем быстрее работает компьютер.

Объем жёсткого диска и скорость работы жёсткого диска

Объем жёсткого диска, как правило, влияет на количество программ, которые вы можете установить на компьютер, и на количество хранимых данных. Ёмкость накопителей для жёстких дисков измеряется, как правило, десятками и сотнями гигабайт.

Жёсткий диск работает медленнее, чем оперативная память. Так как скорость обмена данными для жёстких дисков Ultra DMA 100 не превышает 100 мегабайт в секунду (133 Мбайт/сек для Ultra DMA 133). Ещё медленнее происходит обмен данными в DVD и CD-приводах.

Важными характеристиками винчестера, влияющими на Скорость работы компьютера, являются:

• Скорость вращения шпинделя;
• Среднее время поиска данных;
• Максимальная скорость передачи данных.

Размер свободного места на жёстком диске

При нехватке места в оперативной памяти компьютера Windows и многие прикладные программы вынуждены размещать часть данных, необходимых для текущей работы, на жёстком диске, создавая так называемые временные файлы (swap files) или файлы подкачки.

Поэтому важно, чтобы на диске было достаточно свободного места для записи временных файлов. При недостатке свободного места на диске многие приложения просто не могут корректно работать или их скорость работы значительно падает.

После завершения работы приложения все временные файлы, как правило, автоматически удаляются с диска, освобождая место на винчестере. Если размер оперативной памяти достаточен для работы (не менее нескольких Гб), то размер файла подкачки для персонального компьютера не так существенно влияет на быстродействие компьютера и может быть установлен минимальным.

Количество одновременно работающих приложений

Windows — многозадачная операционная система, которая позволяет одновременно работать сразу с несколькими приложениями. Но чем больше приложений одновременно работают, тем сильнее возрастает нагрузка на процессор, оперативную память, жёсткий диск, и тем самым замедляется скорость работы всего компьютера, всех приложений.

Поэтому те приложения, которые не используются в данный момент, лучше закрыть, освобождая ресурсы компьютера для оставшихся приложений.

Тихий или шумный?

Вентилятор блока питания своим шумом всегда напоминает о себе. И потому есть смысл поискать БП с более тихими вентиляторами, покупка которых обойдется дороже, чем покупка обычных.

Есть расхожее мнение, что блоки питания, которые оснащены 120-мм вентиляторами, тихие по определению. Это верно, но не совсем. Понятно, что уровень шума будет избыточен как на холостом, так и на и малонагруженном ходу.

Однако если есть 120-мм вентилятор, расположенный на дне питателя, то этот вариант лучше. Ведь в корпусе классической конструкции таким образом можно частично обеспечить воздушный отток. Этот воздух отработан кулером процессора. В этом случае нужно лишь, чтобы ножки корпуса предоставляли возможность отводить тепло.

Выбирать блок питания для будущего компьютера необходимо очень ответственно. Особенно, когда вы геймер или дизайнер-верстальщик, который ведет обработку больших объемов графической информации.

Все потому, что этот компонент оказывает влияние на все. На срок эксплуатации компонентов, стабильность работы системы, вентиляцию корпуса и возникающий шум. Уверяем, что даже система, не отличающаяся своей мощностью, сможет работать лучше, когда ее построишь в качественном корпусе и запитаешь от хорошего блока питания.