Производительность компа: Эволюция компьютеров. Согласно закону Мура, к 2025 году PC смогут мыслить как люди

Эволюция компьютеров. Согласно закону Мура, к 2025 году PC смогут мыслить как люди

За последние несколько десятилетий компьютеры эволюционировали от странной конструкции из лент и перфокарт в технологическое чудо невероятной силы.

В законе Мура говорится о том, что количество транзисторов в микросхемах удваивается каждые два года. Этот закон, более полувека сохранявший справедливость своих утверждений, сподвиг человечество к потрясающим технологическим и социальным изменениям.

С чем нам придется столкнуться в ближайшие годы, учитывая такую скорость прогресса? Грядет ли технологическая революция?

• Как разные поколения используют смартфоны

Суперкомпьютеры и смартфоны

Взгляните на свой смартфон. Девайс, который вы держите в руках обладает большей мощностью, чем наиболее продвинутые суперкомпьютеры начала 90-х. Но это еще не самое удивительное. Вот несколько любопытных фактов:

• Современный GPS-навигатор работает на частоте 500 МГц. Это приблизительно в 244 раза быстрее, чем частота работы компьютера системы наведения космического корабля Аполлон, который стартовал на Луну в 1966 году. Тогда он работал на частоте 2,048 МГц.
• Sony PlayStation 4 обладает 1,84 терафлопсами вычислительной мощности. Это в 150 раз больше мощности шахматного суперкомпьютера Deep Blue, выпущенного компанией IBM в 1997 году.
• В 1993 году самым мощным суперкомпьютером считался Connection Machine, мощность которого равнялась 131 гигафлопс. Сегодня же рекорд по скорости удерживает китайский компьютер Tianhe-2, обладающий мощностью 54,9 петафлопс, что в 419 000 раз больше.
• Чтобы работать с мощностью в 1 петафлопс компьютер должен совершать 1 000 000 000 000 (1 триллион) вычислений в секунду. Для сравнения можно сказать, что это в два раза больше количества звезд в Млечном Пути.
• iPhone 4 оснащен процессором, который в 4 раза мощнее процессора, установленного на марсоходе Curiosity.
• Максимальная производительность китайского суперкомпьютера Tianhe-2 составляет 54,9 петафлопс. Это почти в два раза выше производительности самого быстрого американского суперкомпьютера Titan.
• Чтобы имитировать мощность работы самого быстрого суперкомпьютера Европы Super MUC, которая равняется 3 петафлопсам, понадобится одновременно работать на 110 000 обычных пользовательских компьютерах.
• Японский K’computer потребляет электричества на $10 000 000 в год. Столько же электричества в год потребляют 10 000 среднестатистических домов.
• Аудиочип, вставленный в музыкальную поздравительную открытку, обладает большей компьютерной мощностью, чем все союзные войска во время Второй Мировой Войны.
• Если бы iPad 2 выпустили в 1988 году, то он был бы самым мощным компьютером в мире и оставался бы в первой пятерке лидеров вплоть до 1994 года.

• Эволюция iPhone

Развитие технологий

В течение десятилетий ученые, инженеры и программисты, опираясь на опыт своих предшественников, преодолевали барьеры вычислительных мощностей и представляли миру новые и новые технологические чудеса.

Интересно понаблюдать, как развивалась мощность компьютеров с течением времени. Чтобы наглядно продемонстрировать скорость компьютера, приравняем единицу измерения быстродействия компьютера (DMIPS — Dhrystone Million instructions Per Second) к скорости 1 миля/час.

В 1951 году самым мощным компьютером был UNIVAC, обладавший мощностью 0,002 DMIPS. Если перевести это в мили, то именно с такой скоростью передвигается улитка.

В 1964 году компьютер CDC 6600 работал с мощностью 3 DMIPS. Скорость 3 мили в час равна скорости ходьбы человека.

В 1993 году компьютер Pentium разогнался до 188 DMIPS, что равняется максимальной скорости автомобиля Porsche 911.

В 1999 году появился Pentium III, мощность которого составляла 2054 DMIPS и равнялась максимально допустимой скорости полета истребителя-перехватчика Lockheed YF-12.

В 2000 году выпустили Pentium 4 Extreme Edition, который обладал мощностью уже в 9,726 DMIPS. Со скоростью, приблизительно равной 9726 миль/час, летают баллистические ракеты PGM-19.

В 2005 году первенство взял на себя Xbox 360 Xenon CPU, который обладал невероятной мощностью, равной 19 200 DMIPS, что превышает скорость приближающегося к Земле космического шаттла.

Ну а в 2011 году появился самый мощный Intel Core i7 Extreme Edition, мощность которого составляет 177 730 DMIPS. Такую скорость можно лишь теоретически соизмерить со скоростью космического корабля на ионном двигателе.

Это сложно представить, но если измерить мощность современного суперкомпьютера в тех же милях, то она уже будет равняться скорости света.

• Занимательная статистика: от 1 и до 1 000 000

Стоимость и производительность

Мощности растут, цены падают. Несколько десятилетий назад никто не мог подумать, что подобная производительность будет доступна каждому. Однако теперь это стало реальностью, и любой человек может по сравнительно невысокой стоимости приобрести мощное программное обеспечение или же скачать на свое мобильное устройство абсолютно бесплатное приложение.

Как же обстояли дела раньше?

В 1990 году программа для обработки видео стоила $2 000 000, сейчас же мы можем абсолютно бесплатно загрузить на свой смартфон или планшет целый ряд приложений для обработки видео.

Для того, чтобы в 1985 году купить суперкомпьютер Cray 2 мощностью 1,9 гигафлопс, вам пришлось бы заплатить $17 000 000. В 2013 году iPhone 5 с 27 гигафлопсами стоил $300.

Фотоаппарат Nikon D1 с разрешением матрицы в 2,7 мегапикселей в 1999 году стоил немыслимых $5 580. Сейчас за $400 мы можем купить не просто фотоаппарат, а целый телефон Samsung Galaxy X3, камера которого вмещает 8 мегапикселей.

За телеграмму из Нью-Йорка в Чикаго размером в 140 символов вам придется отдать $7. В то же время вы можете бесплатно скачать Twitter и написать там те же 140 символов, которые будут доступны всему миру.

Чтобы записать 350 часов музыки, потребуется 1 500 12-дюймовых виниловых пластинок или всего лишь 1 iPod с 32 гигабайтами памяти.

За $3 200 в 1956 году можно было взять напрокат на 1 месяц IBM 350 и хранить на нем 3,75 мегабайт информации. В наше время можно абсолютно бесплатно пользоваться Google Drive, который вмещает в себя до 15 гигабайт информации, что, между прочим, в 4 000 раз больше.

• Занимательная статистика. Часть вторая, гигантская

Причины и следствия

Чем продиктован такой быстрый рост мощностей и к каким последствиям он может привести? Вначале компьютер был новой непонятной формой жизни, теперь он предлагает нам виртуальную реальность. Что же будет дальше?

2,88х10¹⁷

Именно такому числу приблизительно равняется количество вычислений в секунду, на которое способен человеческий мозг. Если закон Мура сохраняет справедливость, то к 2025 году компьютеры смогут мыслить как люди.

Озеро Мичиган и человеческий мозг

Количество унций воды в озере Мичиган приблизительно равняется количеству вычислений в секунду, на которое способен мозг человека.

Если бы в 1940 году мы начали по капле заполнять озеро Мичиган, удваивая количество капель каждые 1,5 года, то в 2015 году результат наших стараний не был бы заметен вовсе. В 2021 мы бы миновали только треть пути. И, внезапно, в 2025 мы бы заполнили его до краев.
Именно этот пример приводят в процессе изучения информационных технологий для иллюстрации временной шкалы создания искусственного разума.

Виртуальная реальность

Производительность увеличивается день за днем, и наши потомки будут способны создавать все более и более мощное моделирование. Возможно, им даже удастся создать искусственную цифровую вселенную, наполненную жизнью. Как только численность искусственных «людей» в ней превысит численность живых, можно будет с уверенностью заявлять, что мы находимся в виртуальной реальности. Если этого не произойдет, то либо закон Мура перестал действовать, либо представители человеческого рода исчезли еще до этого момента.

Границы закона

Когда же закон Мура перестанет действовать? Некоторые предсказывают его падение в следующем десятилетии, когда мы достигнем атомарного предела — производя транзисторы на атомарном уровне. Иные утверждают, что он будет действовать еще как минимум 600 лет до того момента, когда мы достигнем вселенского предела количества информации, которое сможет обработать система. Есть и те, кто считает, что закон либо замедлит свое действие и стихнет, либо наоборот ускорится, что приведет нас к технологической уникальности.

Нарушая закон

Есть сторонники мнения, что закон Мура опасен и его необходимо преступить: эта директива заставляет индустрию технологий гнаться за скоростью и дешевизной в ущерб функциональности и устойчивости. Затем наступит устаревание: если компьютерная мощность будет продолжать расти в геометрической прогрессии, наступит такой момент, когда все технологии будут устаревать сразу же после их появления.

• Невероятные факты о головном мозге

Будущее

Когда массовое производство транзисторов достигнет атомарного уровня, инженерам и ученым придется искать новый способ увеличения производительности. Наступит время квантовых компьютеров.

Основной язык компьютера — двоичный, то есть серия единиц и нулей. В квантовом компьютере каждый бит одновременно может быть и нулем, и единицей. Это приводит к экстраординарной мощности компьютера.

Квантовый компьютер D-Wave One функционирует при температуре -272,149 °C. Эта температура незначительно теплее абсолютного нуля.

Профессор Массачусетского Технологического Института Скотт Ааронсон пообещал вручить $100 000 тому, кто сможет доказать, что масштабируемые квантовые компьютерные технологии возможны в физическом мире. До настоящего времени никому так и не удалось получить эту награду.

D-Wave One — первый в мире квантовый компьютер. Но так ли это на самом деле? Некоторые эксперты полагают, что это всего лишь хорошая подделка такового. Так или иначе, ему удалось достигнуть скорости 1,5 петафлопс, что соответствует десятому по мощности суперкомпьютеру в мире.

Всего лишь 5% ученых в области информационных технологий изучают квантовые компьютерные технологии. И они до сих пор сомневаются в том, возможно ли создание абсолютно квантового компьютера.

В 2005 году в Австрии был создан первый в мире квантовый байт. Ознаменовал ли он начало новой эры будущего? Чтобы узнать это придется подождать.

Что принесет нам будущее? Ведет ли закон Мура к технологической уникальности? Какие философские и этические последствия повлечет за собой это событие? Именно сейчас, когда нам открыты грандиозные возможности и границы почти стерты, мы стоим на пороге абсолютно новой технологической эры.

Высоких вам конверсий!

По материалам: visual.ly 

03-01-2015

Что такое производительность компьютера

Производительность компьютера или быстродействие – это скорость выполнения им операций. Производительность является комплексной величиной и напрямую зависит от комплектующих, из которых собран компьютер. Например, два компьютера при одинаковом процессоре, но при разных объемах оперативной памяти будут иметь разную производительность. Компьютер с 16 Гб оперативной памяти будет производительней компьютера с 8 Гб оперативной памяти. При работе компьютер постоянно считывает и записывает данные в сверхбыструю оперативную память и чем ее больше, тем больше данных он сможет хранить в ней для своей текущей работы, без обращения к медленному жесткому диску.

Или другой пример: компьютер с быстрым SSD винчестером (жестким диском) будет производительней компьютера с обычным жестким диском. SSD винчестер – это своего рода большая флешка, где скорость записи и считывания в разы быстрее скорости обыкновенного винчестера, за счет отсутствия движущихся частей и передовой технологии считывания/записи.

Так же и с центральным процессором PC: чем больше вычислительных ядер в нем и выше частота их работы, тем производительней будет компьютер.

От производительности компьютера зависит комфортность работы с ним. При небольшом объеме оперативной памяти компьютер может притормаживать, особенно если открыто несколько программ, а медленный винчестер не может обеспечить быструю загрузку операционной системы и быстрый запуск программного обеспечения по сравнению c SSD диском. Однако нужно понимать, чем производительней компьютер, тем он дороже. Теперь давайте разберем, как узнать производительность вашего компьютера.

Как узнать производительность компьютера

Есть много методик измерения производительности PC, но все они, так или иначе, вычисляют некое число или индекс производительности, который чем выше, тем быстрее компьютер. Существует достаточное количество программ, рассчитывающих производительность ПК, называемых бенчмарками (от англ. benchmark — «ориентир», «эталон»). Мы же воспользуемся штатным средством Windows, рассчитывающим индекс производительности.

Индекс производительности Windows

Чтобы узнать производительность вашего компьютера выполните следующее:

1. Откройте Панель управления и выберите раздел «Система и безопасность».
2. В данном разделе выберите подраздел «Система», в котором можно узнать главные параметры вашего компьютера и общую оценку производительности, если он измерялся ранее.
3. Чтобы рассчитать индекс или пересчитать его заново после замены комплектующих, нажмите на ссылку «Индекс производительности».

В течение некоторого времени компьютер будет проверять быстродействие отдельных компонентов, на основе чего выведет общую оценку ПК и его компонентов по отдельности.

Чем выше общая оценка, тем производительней ваш компьютер. На скриншоте можно увидеть, что общая оценка дается по самому медленному компоненту, а именно по графической карте. Чтобы узнать подробнее щелкните в текущем окне по ссылке «Что означают эти цифры?».

Также здесь вы можете прочитать рекомендации по повышению производительности компьютера кликнув по одноименной ссылке.

Поделиться.

Компьютерная организация | Производительность компьютера

Введение:

В компьютерной организации производительность относится к скорости и эффективности, с которой компьютерная система может выполнять задачи и обрабатывать данные. Высокопроизводительная компьютерная система — это система, которая может выполнять задачи быстро и эффективно, при этом минимизируя количество времени и ресурсов, необходимых для выполнения этих задач.

Существует несколько факторов, которые могут повлиять на производительность компьютерной системы, в том числе:

1. Скорость процессора. Скорость процессора, измеряемая в ГГц (гигагерцах), определяет, насколько быстро компьютер может выполнять инструкции и обрабатывать данные.
2. Память. Объем и скорость памяти, включая ОЗУ (оперативную память) и кэш-память, могут влиять на скорость доступа к данным и их обработки компьютером.
3. Хранилище: скорость и емкость устройств хранения, включая жесткие диски и твердотельные накопители (SSD), могут влиять на скорость, с которой данные могут быть сохранены и извлечены.
4. Устройства ввода-вывода. Скорость и эффективность устройств ввода-вывода, таких как клавиатуры, мыши и дисплеи, могут влиять на общую производительность системы.
5. Оптимизация программного обеспечения. Эффективность программного обеспечения, работающего в системе, включая операционные системы и приложения, может влиять на скорость выполнения задач.

Повышение производительности компьютерной системы обычно включает оптимизацию одного или нескольких из этих факторов для сокращения времени и ресурсов, необходимых для выполнения задач. Это может включать обновление аппаратных компонентов, оптимизацию программного обеспечения и использование специализированных инструментов настройки производительности для выявления и устранения узких мест в системе.

Производительность компьютера — это объем работы, выполняемой компьютерной системой. Слово «производительность» в «производительности компьютера» означает «насколько хорошо компьютер выполняет работу, которую он должен выполнять?». Это в основном зависит от времени отклика, пропускной способности и времени выполнения компьютерной системы. Время отклика — это время от начала до завершения задачи. Сюда также входят:

• Накладные расходы операционной системы.
• Ожидание ввода-вывода и других процессов
• Доступ к диску и памяти
• Время, затраченное на выполнение на ЦП, или время выполнения.

Пропускная способность — это общий объем работы, выполненной за определенное время. Время выполнения ЦП — это общее время, затрачиваемое ЦП на выполнение данной задачи. Сюда также не входит время на ввод-вывод или выполнение других программ. Это также называется просто процессорным временем. Производительность определяется временем выполнения, поскольку производительность обратно пропорциональна времени выполнения.

 Производительность = (1 / Время выполнения) 

А,

 (Производительность А / Производительность Б)
= (время выполнения B / время выполнения A) 

Если процессор A быстрее процессора B, это означает, что время выполнения A меньше, чем время выполнения B. Следовательно, производительность A больше, чем производительности B. Пример – Машина A выполняет программу за 100 секунд, Машина B выполняет ту же программу за 125 секунд

 (Производительность A / Производительность B)
= (Время выполнения B / Время выполнения A)
= 125/100 = 1,25·

Это означает, что машина A в 1,25 раза быстрее, чем машина B. И время выполнения данной программы можно рассчитать как:

 Время выполнения = тактовые циклы ЦП x время такта 

Поскольку время такта и тактовая частота равны обратные величины, поэтому

 Время выполнения = тактовые циклы ЦП / тактовая частота 

Количество тактовых циклов ЦП можно определить,

 тактовых циклов ЦП
= (Количество инструкций / Программа) x (Тактовые циклы / Инструкция)
= Количество инструкций x CPI 

Что дает,

 Время выполнения
= Количество инструкций x CPI x время тактового цикла
= Количество инструкций x CPI / тактовая частота 

Единицы времени выполнения ЦП: Как повысить производительность? Для повышения производительности вы можете:

• Уменьшить CPI (тактовые циклы на инструкцию) с помощью нового оборудования.
• Уменьшите тактовое время или Увеличьте тактовую частоту, уменьшив задержки распространения или используя конвейерную обработку.
• Уменьшите количество необходимых циклов или улучшите ISA или компилятор.

Процедуры обновления исполнения:-
Выставочное обновление времени выполнения компьютерного чипа существенно зависит от сопутствующих переменных.

1. Внутреннее устройство компьютерной микросхемы
2. Инструкция Устройство центрального процессора
3. Скорость памяти и пропускная способность
4. Процент использования регистров при выполнении (примечание: регистры примерно в несколько раз быстрее, чем память) .
Кроме того, сопутствующие элементы структуры также улучшают общее представление:

Композиционные дополнения (Набор регистров/GPR/Документ регистра)
1. Специальные указания и работа с режимами
2. Содержимое регистра состояния
3. Стек управления программой
4. Конвейерная обработка
5. Несколько степеней хранения памяти
6. Использование сопроцессоров или специального оборудования для задач Drifting Point, обработки векторов, обработки носителей.
7.Виртуальная память и память исполнителей Блок исполнения.
8.Выполнение системного транспорта.
9. Обработка суперскаляров

Использование и преимущества производительности компьютера :

 Некоторые из ключевых применений и преимуществ высокопроизводительной компьютерной системы включают:

1. Повышенная производительность: высокопроизводительный компьютер может помочь повысить производительность за счет сокращения требуемого времени. для выполнения задач, что позволяет пользователям выполнять больше работы за меньшее время.
2. Улучшенное взаимодействие с пользователем: Быстрая и эффективная компьютерная система может обеспечить более удобное взаимодействие с пользователем, более плавную работу и меньшее количество задержек или прерываний.
3. Более быстрая обработка данных: высокопроизводительный компьютер может быстрее обрабатывать данные, обеспечивая более быстрый доступ к важной информации и аналитическим данным.
4. Улучшенная игровая и мультимедийная производительность. Высокопроизводительные компьютеры лучше подходят для игр и мультимедийных приложений, обеспечивая более плавный и захватывающий опыт.
5. Повышение эффективности и снижение затрат. Оптимизируя производительность компьютерной системы, можно сократить время и ресурсы, необходимые для выполнения задач, что приведет к повышению эффективности и снижению затрат.

Что делает компьютер быстрым? [Определение производительности]

СОДЕРЖАНИЕ

1

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 могли чувствовать себя «быстрыми» 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:

1. Хранение
2. ЦП
3. ОЗУ
4. Графический процессор (и дисплей)
5. Сетевое оборудование

Если вы не знаете, 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 практический 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, типа хранилища, которое 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 большого количества 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 и видят дальнейшее увеличение на NVMe, оно не так велико, как последовательное чтение ускорение есть.

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

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 волшебным образом это не 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 не все жесткие диски, особенно если вы использовали старый ноутбук, 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 снижения 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.0179 неправильно , строго говоря.

Хотя объем памяти больше всего влияет на время загрузки и общее ощущение быстродействия ОС, быстрое хранилище 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, так как различные архитектуры ЦП 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 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-ядра и E-ядра .

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 многоядерной архитектуре ЦП, 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 ЦП .

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

ОЗУ требуется для хранения 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 высокопроизводительными потребностями, превышающими 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 .

Прошлый 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 прирост производительности составляет около 5% или меньше, если он присутствует.

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 на современных картах и ​​iGPU) задачи которые

привязаны к производительности GPU крайне привязан к нему .

Основными задачами, которые завязаны на графической производительности, 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 криптовалютного бума 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 криптовалюты 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 идеально 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 на несколько каналов, 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.

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 оказывают 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 действительно 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 делать такие вещи, 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, рассмотрим 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.

Фактически, 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 вашего ПК от пыли и достаточному количеству вентиляторов для хорошей конфигурации воздушного потока с положительным давлением должен стать хорошим началом.