Пам'ятна замітка

Павло Фонін, Андрій Забєлін, www.computery.ru

Практично кожен з нас, купуючи новий процесор або відеокарту, думає про можливості розгону. До цих пір вважалося, що розгін супроводжується підвищенням продуктивності комп'ютера, однак на самому ділі це не завжди так. Чому? Якщо вам не хочеться читати теоретичні викладки, то переходите відразу до таблиці, а самим вдумливим пропонуємо заглибитися в принципи роботи оперативної пам'яті

Отже, в масі своїй в сучасних РС вживається SDRAM. На підході – DDR SDRAM. Друга нічим принципово не відрізняється від першої, крім того, що може видавати і приймати дані по обох фронтах тактового сигналу, на відміну від SDRAM, яка це робить тільки по одному фронту. Пам'ять SDRAM синхронна і динамічна – це і є два основних аспекти, які впливають на її продуктивність. Чому динамічна? А тому, що кристал пам'яті представляє собою матрицю конденсаторів, потенціал яких визначає логічне стан комірки. У процесі роботи конденсатори треба підзаряджати, так як вони поступово цей потенціал втрачають. Процес заряджання називається регенерацією. Синхронної ж її називають за те, що в модулі пам'яті додані елементи синхронного функціонування блоків клітинок, тобто робота функціональних вузлів чітко узгоджена.

Щоб зменшити собівартість пам'яті (менше ніжок – менше грошей) придумали цікавий і елегантний спосіб. Оскільки матриця конденсаторів розташовується квадратом з однаковою кількістю граней, адреса потрібної клітинки подають в два заходи: спочатку подається адреса стовпця, який запам'ятовується у відповідному регістрі, потім, на ці ж висновки подається адреса рядка, і те ж запам'ятовується, тільки в іншому регістрі. Далі, над обраною таким чином осередком проводиться операція (читання або запису – все одно), і одночасно відбувається регенерація по сигналу вибірки кристала (назвемо його тактовим сигналом). Частота цього сигналу і визначає тактову частоту шини. І ось тут-то починається найцікавіше.

Після того, як з осередком "попрацювали", триває процес, який називається регенерацією. Справа в тому, що один з регістрів пов'язаний з лічильником. Коли ви зробили операцію над якою то осередком, сигнали вибірки кристала не припиняються. Вони потрібні для вбудованого в чіп лічильника, і з кожним новим тактом збільшують його стан на одиницю. При цьому лічильник починає перебирати стовпці і заряджати відповідні конденсатори.

Виходить, що абсолютно незалежно від сигналів процесора, але теоретично синхронно з ним, стан адреси в комірці пам'яті змінюється. Це прекрасно, якби не одне "але". Звернемо увагу, це те, що адреса осередку вибирається в два заходи, перший з яких – адресація блоку. Після того, як блок обраний, внутрішній лічильник по сигналу синхронізації починає збільшувати адресу, а система вже вирішує, оперувати їй з даними, що знаходяться на поточному адресі або почекати потрібного.

Згадаймо чіпсет BX і ситуацію, коли частоти шин процесора і пам'яті збігаються. Процесор виставляє адресу початку зчитування, на це йде кілька тактів синхронізації. На наступні осередку йде по одному такту, тому що лічильник в пам'яті сам перекладає адресу осередку на наступний.

Тепер спробуємо змоделювати роботу асинхронного чіпсета. Наприклад, при шині процесора 66 МГц, спробуємо змусити працювати пам'ять РС100 (тобто працює на частоті 100МHz). При цьому співвідношенні на шість з десяти тактів видаються процесором, припадає десять видаються чіпсетом на пам'ять. Асинхронізм позначиться вже на 3-4 такті. Пам'ять буде постійно тікати вперед, і для отримання потрібних даних треба буде або постійно виставляти нову адресу, а це сповільнює систему, або пропускати деякі такти для того, що б сповільнити швидкість рахунку внутрішнього лічильника чіпів пам'яті. Підсумок: пам'ять фактично не зможе працювати в режимі РС100 на повну віддачу. До речі те ж саме можна сказати і про відеокарти. Є певне співвідношення частот процесора і пам'яті. Його порушення, як і надмірне збільшення частоти по шині пам'яті, без пропорційного збільшення частоти процесора, не повинно призводити до лінійного зростання продуктивності, а скоріше навіть навпаки.

Набагато простіше, коли процесор працює на шині 100 МГц, а пам'ять на 66 МГц. Для того, що б система працювала нормально, процесору треба дати такт очікування по шині, що б більш повільна пам'ять встигла за більш швидким процесором. Але ми забули ще один важливий момент – програмне забезпечення. Який зв'язок, запитаєте ви, між розгоном і софтом? Звичайнісінька. Адже в будь-якому випадку в процесор надходить машинний код, який він і виконує. Всі програми, написані на C, Pascal, Basic і інших мовах високого рівня обробляються компілятором для перекладу в машинний код. Та й сама міс Windows теж написана на мові C плюс деякі асемблерні вставки. До чого це все? Та до того, що компілятори теж мають різні механізми оптимізації. Ті, хто знайомий з мовою асемблера знають, що якщо в деяких ділянках коду між командами поставити зайвий такт очікування, швидкість роботи програми може значно зрости. Це один з найпростіших методів підвищення продуктивності і полягає він у тому, щоб пропустити деякі такти процесора для більш ефективної вибірки команд і даних з пам'яті. Його також використовує компілятор, оптимізуючи код. Коли шина процесора і пам'яті не синхронізовані, такий "оптимізований" код тільки загальмує систему. Щоб не бути голослівним, ось результати тестів системи, де пам'ять розганялася з частоти 100 МГц, а шина – з 66 МГц.

 

66/100

68/102

70/105

72/108

74/111

75/112

Quake III, FPS

29,1

29,8

30,5

23,0

24,0

24,3

RAR, хв

1,03

1,01

0,56

1,09

1,07

1,02

 

 

77/115

80/120

83/124

86/129

89/133

100/100

Quake III, FPS

25,0

26,2

27,2

28,3

29,3

29,6

RAR, хв

0,58

0,55

0,53

0,51

0,49

0,49

Як бачите, розсинхронізація частот пам'яті і процесора позначилася починаючи з 72 МГц. І вже стає очевидним, що при розгоні не всі програми будуть працювати швидше. Зате відразу видно толк від пам'яті PC133, навіть не працює на повну потужність – процесор із частотою шини 89 МГц і пам'яті в 133 МГц працює так само швидко, як і повністю синхронний за частотою з пам'яттю 100 Мгц-овий процесор. Так що ось вам порада: після розгону подивіться – а чи варта гра свічок?

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*