четверг, 7 февраля 2013 г.

компьютерные технологии энергосбережения

В прошлом году мы познакомились с технологией энергосбережения DES (Dynamic Energy Saver) фирмы Gigabyte. Однако аналогичные технологии существуют и у других производителей, да и Gigabyte с некоторых пор применяет в своих платах усовершенствованный вариант - DES Advanced. В этой статье мы попробуем оценить, насколько все они эффективны. В нашей тестовой лаборатории оказались системные платы четырех производителей: ASRock P45XE-R, ASUS P5Q-E, Foxconn ELA и Gigabyte EP45-UD3R. Все они построены на базе чипсета Intel P45 Express и предназначены для процессоров Core 2. Технологии энергосбережения у всех этих производителей основаны на одной и той же основной идее уменьшении потерь в процессе преобразования подающегося от блока питания напряжения +12 В в напряжение, питающее процессор (оно несколько больше 1 В, точная цифра зависит от модели кристалла и режима его работы), а в некоторых случаях еще и чипсет с системной памятью. Это достигается за счет изменения числа активных фаз импульсного преобразователя напряжения (VRM) в зависимости от того, какая энергия процессором потребляется (если число фаз больше или меньше оптимального, возрастают потери энергии на самом преобразователе). Широко используется также «пассивная экономия» за счет применения высококачественных комплектующих, прежде всего силовых транзисторов с пониженным сопротивлением открытого канала и дросселей с ферритовыми сердечниками, что повышает КПД преобразования напряжения и без всяких манипуляций с фазами. Еще один путь экономии небольшое снижение питающего напряжения. Наконец, экономия на преобразователе была бы невозможна, если бы сам процессор не мог резко снижать свое потребление при отсутствии нагрузки, что достигается использованием соответствующих технологий создателя процессора в случае с Intel это прежде всего EIST. Управление работой фирменных энергосберегающих технологий осуществляется с помощью специальных утилит, внешний вид окон которых показан на скриншотах. Эти утилиты позволяют включать и отключать энергосбережение, основанное на «махинациях» с числом фаз, отображают разнообразную полезную и не очень информацию (к последней относится, например, количество углекислого газа, который, дескать, не был выброшен в атмосферу благодаря использованию энергосбережения именно этот параметр показывает на рисунке утилита фирмы ASUS), а утилиты от ASUS и Gigabyte еще и переключать режимы экономии. Исключением является фирма Foxconn: ее программа не позволяет включать или отключать энергосбережение, зато показывает все важнейшие параметры работы системной платы и позволяет вручную менять, например, напряжение питания основных компонентов компьютера (в системных платах других производителей аналогичные возможности доступны только в меню BIOS Setup). Проводимое нами тестирование (его результаты приведены в таблице) заключалось в измерении потребления энергии при включенных и выключенных фирменных энергосбе регающих технологиях (технологии Intel всегда были включены, поскольку они доступны на более-менее современных платах всех производителей), а также оценке влияния их работы на производительность. Тесты проводились для двух процессоров: Intel Core 2 Duo E8600 (2 ядра на 3,33 ГГц) и Intel Core 2 Extreme QX9770 (4 ядра на 3,2 ГГц) с модулями памяти DDR2 от Apacer, работавшими на частоте 1066 МГц по таймингам 5-5-5-15, жестким диском Samsung SP1614C и видеоплатой Gigabyte GV-N28-1GH-B (GeForce GTX 280; попытка использовать какую-нибудь древнюю «видюху» вроде S3 Trio, имеющую небольшое энергопотребление, успехом не увенчалась: ни одна из имевшихся под рукой старых PCI-видеокарт не захотела корректно работать на новых «мамах»). В качестве измерителя энергопотребления использовался блок питания Gigabyte ODIN GT номинальной мощностью 550 Вт. К сожалению, поставляющееся с ним программное обеспечение фиксирует лишь мгновенную и пиковую мощности, но не позволяет автоматически собирать статистику энергопотребления за длительное время. Кроме того, не получается отделить одни нагрузки от других ПО индицирует лишь суммарную мощность, потребляемую всей платформой. Поэтому мы смогли замерить лишь типичную потребляемую мощность в режиме простоя (для чего на протяжении нескольких минут отслеживали потребляемую мощность) и пиковую мощность в режимах простоя и под нагрузкой. Нагрузку мы создавали с помощью двух программ: посредством 15-минутного стресс-теста из пакета Everest (он старается по максимуму нагрузить процессор CPU+FPU+Cache, чтобы вызвать его перегрев; этим путем обычно проверяют устойчивость работы разогнанных кристаллов) и с помощью рендеринга сцены в пакете трехмерного моделирования Lightwave; в последнем случае мы замеряли также время рендеринга именно этот показатель позволяет судить, насколько сильно различается производительность процессора на разных «мамах» и разных режимах экономии электроэнергии. Как видно, при выключенных фирменных технологиях (к сожалению, плата Foxconn не позволяет отключать режим экономии, поэтому для нее этот пункт нашего сравнения недоступен) наибольшее пиковое потребление имеет «мама» Gigabyte. Однако более важный параметр типичное потребление оказался худшим у Foxconn, причем намного (более 10%). Остальные же три производителя показали практически одинаковый результат. При стресс-тестировании расклад несколько поменялся: худшие результаты показала плата Gigabyte, особенно для процессора QX9770. При рендеринге в Lightwave худший результат по потреблению опять-таки у Gigabyte, однако здесь разница уже невелика, а вот время рендеринга лучшее как раз у Gigabyte. Что любопытно, по времени рендеринга на процессоре E8600 плата Foxconn сильно отстала от всех (да и вообще, разброс этого параметра у разных плат достаточно велик от 1005,9 с на Gigabyte до 1067,1 с на Foxconn), а вот при рендеринге на QX9770 только чуть-чуть проиграла Gigabyte (815,4 и 814,4 с соответственно; худший результат 834,3 с в этом случае показала ASRock). При включении фирменных энергосберегающих технологий с минимальным режимом экономии (режимы позволяют менять утилиты фирм ASUS и Gigabyte) заметно небольшое, в пределах нескольких ватт, снижение потребления на всех режимах, более заметное для процессора QX9770. Правда, пиковое потребление при стресс-тесте на плате ASUS оказалось больше, чем при отключенных фирменных технологиях, однако это можно списать на несовершенство измерительной базы, поскольку следовало бы измерять не столько пиковую, сколько среднюю мощность, но такой возможности у нас не было. А вот со временем рендеринга ситуация получилась весьма интересная. На плате Gigabyte оно весьма прилично возросло (что мы ожидали, памятуя тесты годичной давности), на ASUS чуть сократилось, а на ASRock сократилось, правда, совсем ненамного, для процессора OX9770 и возросло для E8600. Безусловным лидером по скорости оказалась плата ASUS. Gigabyte с процессором E8600 была чуть быстрее ASRock, но сильно проиграла ей с QX9770, ну а от ASUS отставание вообще достигло примерно 10%. Попытка провести тестирование на плате Gigabyte в режиме максимальной экономии провалилась: система «падала». Впрочем, фирма честно предупреждает, что работоспособность этого режима не гарантирована: все зависит от индивидуальных особенностей «мамы» и процессора (например, в тестировании годичной давности все работало устойчиво). ASUS капризничать не стала и честно выполнила все тесты. Типичное потребление в простое для E8600 не изменилось, для QX9770 чуть уменьшилось. Куда заметнее снизился расход энергии под нагрузкой, но далось это дорогой ценой: скорость рендеринга на E8600 уменьшилась чуть ли не на 70%, на QX9770 процентов на 30. Впрочем, подобного результата мы и ждали, памятуя прошлогодние тесты «мамы» от Gigabyte. Итак, мы снова убедились, что чудес не бывает и существенная экономия достигается лишь ценой существенного ухудшения производительности. Почему это происходит, мы уже писали, но кратко повторим. Повышение КПД, а значит, уменьшение потерь энергии на преобразователе напряжения питания процессора достигается переключением числа активных фаз в зависимости от текущей нагрузки, потребление же процессора меняется в первую очередь из-за переключения частоты его работы (технология Intel EIST), а также путем перевода части ядер в режим сна, если для них нет работы. Все эти переключения производятся программным путем, соответствующий код является частью BIOS (фирменные утилиты лишь позволяют активизировать тот или иной режим работы, но не управляют соответствующей электроникой непосредственно). При каждом переключении процессор приостанавливает выполнение текущей программы (например, рендеринга) и переходит к коду BIOS, на выполнение которого, а также на сам переход от одной программы к другой тратится много времени. Для поддержания минимального энергопотребления приходится постоянно переключать режимы работы процессора и количество задействованных фаз преобразователя отсюда и большие временные потери.

Технологии энергосбережения «материнок» ASRock, ASUS, Foxconn и Gigabyte

Загрузка. Пожалуйста, подождите...

Технологии энергосбережения «материнок» ASRock, ASUS, Foxconn и Gigabyte » PCreview - компьютерные новости и обзоры

Комментариев нет:

Отправить комментарий