Автоматическая регулировка частот процессоров: что это такое и для чего нужно

Автоматическая регулировка частот процессоров: что это такое и для чего нужно

Еще 15 лет назад компьютерные энтузиасты увеличивали частоту центральных процессоров, внося конструктивные изменения на уровне микросхем в материнские платы и сами процессоры. Позже появились независимые разработки, позволяющие программно, но в ручном режиме увеличить рабочие частоты ядер процессоров. Сегодня контроль над частотами добровольно отдали в руки пользователей сами производители, реализовав его через специальные технологии.

Теперь частоты процессоров автоматически регулирует сама система и выбирает самые оптимальные режимы для эффективного выполнения поставленных пользователем задач. Как именно это происходит – читайте ниже.

Как осуществляется регулировка частоты процессора

Высокие тактовые частоты необходимы процессору, поскольку определяют вычислительную мощность. Но параллельно повышение производительности сказывается на характеристиках всей системы. Увеличивается энергопотребление, вследствие чего интенсифицируется нагрев. В таких условиях система может потерять стабильность и под угрозой окажется безопасность всего ПК.

Поэтому с появлением новейших многоядерных процессоров с высокой мощностью остро встала необходимость управления рабочими частотами. Это позволило компьютеру работать оптимально. То есть при увеличении количества и сложности задач, возложенных на процессор, повышается его частота. А при уменьшении нагрузок процессор сбавляет частоты, следовательно, понижается уровень энергопотребления и спадает степень нагрева как самого чипа, так и окружающего пространства внутри корпуса.

Изначально динамические частоты (изменяющиеся), предусматривались для регулировки рабочих параметров системы. Однако позже, под влиянием современных тенденций и заинтересованности пользователей в разгоне компьютерного оборудования, производители стали выпускать процессоры с разблокированным множителем. Выгода подобного решения стала очевидной: пользователям больше не требовалось прилагать дополнительных усилий для разгона частот процессора, процедура стала массовой и общедоступной.

Однако управление частотами процессора – дело тонкое и ответственное, поэтому для безопасного и эффективного регулирования частот производителями процессоров были созданы фирменные опции. С ними и познакомимся ближе.

Аппаратный алгоритм от Intel

Впервые аппаратный алгоритм с названием Turbo Boost появился в CPU с маркировкой Core i7-900 с 4 ядрами и частотой от 2,66 до 3,2 ГГц. Версия 1.0 способствовала разгону процессора максимум на 300 МГц. На то время и это было значимым шагом.

В 2010 г. была представлена версия Turbo Boost 2.0, которая сохраняет актуальность и сейчас, и эффективно работает даже в новейших процессорах 11 поколения.

Главные принципы регулировки частот CPU Intel – это недопущение потери стабильности и удержание показателей тепловых характеристик в рамках, предусмотренных производителем. Для этого технология опирается на два параметра:

• PL1 – заводской лимит энергопотребления, который стал базовым значением для реализации технологии.
• PL2 – абсолютный предел, который по настройкам производителя на 25 % выше заводского базового уровня, но не более.

Чтоб защитить микрочип от перегрузки, алгоритм работает в режиме PL2 небольшой период времени, после происходит плавный откат к базовому режиму. При этом на пике производительности выполняется постоянный контроль температур, поэтому для разгона очень важно наличие производительной системы процессорного охлаждения.

Помимо основной технологии, процессоры Intel новейшего поколения обладают несколькими дополнительными технологиями, которые оптимизирую работу процессора в режиме повышенных частот.

Так, например, алгоритм Turbo Boost Max 3.0 определяет наиболее производительные из ядер CPU и перераспределяет нагрузку с учетом их возможностей. Надстройка Velocity Boost отслеживает степень нагрева ядер и контролирует работу процессора на повышенных частотах, пока значение не достигнет установленных производителем лимитов. Так у семейства Comet Lake предел составляет 70 °C.

Алгоритм контроля частот от AMD

Технология называется Precision Boost. Она реализует разгон CPU с интервалом шага 25 МГц, благодаря чему и называется «Точным разгоном». У конкурентов количественные характеристики разгона как правило кратны 100 МГц, но есть варианты и большего шага – 133 МГц.

Алгоритм Precision Boost появился у компании AMD одновременно с архитектурой Zen, последней и актуальной сегодня версией является Precision Boost 2.0.

В отличие от алгоритмов компании Intel, технология точного разгона от AMD работает сразу с тремя лимитами:

• максимальной частотой;
• энергопотреблением;
• температурой ядер.

Пределом разгона является достижение критического значений по любому из этих показателей. Остальные лимиты остаются на уровнях ниже критических. Показатели лимитов с завода прописаны на подпрограммном уровне каждого процессора.

Таким образом современные технологии дают возможность пользователю наслаждаться высокой производительностью системы, оснащенной новейшими мощными процессорами и не заботиться о ручных настройках частот и связанных с этим рисков.

Однако, несмотря на наличие штатных и вполне эффективных систем поднятия частот, компании-производители все еще выпускают процессоры со свободным множителем. Эти модели предназначены для компьютерных энтузиастов, которые предпочитают самостоятельно оперировать частотами и добиваться от своих систем максимальной производительности в практических или чисто “спортивных” целях.

Готовы разогнать процессоры AMD Ryzen 7-ой серии? Узнай, чего ожидать!

Запорные вентили отопления

Этот класс предназначен для регулировки прохождения объема теплоносителя на определенном участке системы или всей магистрали в целом. Запорный игольчатый вентиль для отопления монтируется на тех участках трубопровода, где необходима плавная регулировка объема жидкости – в коллекторах теплого пола, в радиаторах. Шаровые модели предназначены для оперативного перекрытия жидкости.

Шаровой вентиль

Этот тип вентилей появился относительно недавно – 20-30 лет назад. До этого в конструкции использовался игольчатый шток, который не обеспечивал оперативное перекрытие воды.

Конструкция шарового вентиля проста – в качестве запорного элемента используется шар со сквозным отверстием. При его повороте смещается ось отверстия, в результате чего частично или полностью перекрывается поток теплоносителя. Чем отличается игольчатый вентиль для отопления от шарового? В последнем диаметр отверстия всегда меньше сечения трубы. Поэтому на этом участке магистрали происходит увеличение гидравлического сопротивления.

Установка шарового вентиля для системы отопления необходима в таких узлах системы:

• Обвязка радиаторов – в конструкции байпасов;
• В ключевых узлах отопления, где вероятность поломки высока;
• Перед каждым радиатором.

Нужно помнить, что принцип работы шарового крана не подходит для регулировочного вентиля на радиатор отопления. С его помощью невозможно регулировать объем потока теплоносителя с должной точностью.

В подавляющем большинстве случаев для поворота шара в вентиле предусмотрена ручка. Она смещается на 90° и при этом не должна задевать стены или трубы.

Игольчатый вентиль

Каждый терморегулирующий вентиль отопления имеет игольчатый шток, необходимый для перекрытия воды в трубах. Он располагается перпендикулярно относительно плоскости трубы, а на его торце находится седло, блокирующее поступление теплоносителя.

Он может быть установлен не только в качестве вентиля для батареи отопления, но и на тех участках системы, где требуется плавная регулировка объема воды. Запорный игольчатый шток вращается на внутренней резьбе в корпусе вентиля, уменьшая (увеличивая) проходную способность канала крана. Благодаря простому принципу работы игольчатый вентиль в батарее отопления может работать в нескольких режимах:

• Ручное регулирование;
• Установка сервомеханизмов, соединенных с датчиком температуры, позволит автоматически изменять объем поступления теплоносителя в радиатор или определенный участок отопления;
• Дополнительный блок внутри вентиля для радиатора отопления изменяет положение штока в зависимости от температуры воды и установленных пользователем значений.

Кроме этого, игольчатые вентили для отопления различаются по типу крепления – фланцевые или на резьбовом соединении. Также при выборе следует учитывать форму канала, которая может быть прямоточная или угловая. В автономных отопительных системах частного дома чаще всего применяют прямоточные модели, так как значение давления в трубах не превышает 5 бар. Угловые вентили монтируют в магистралях, где возможны резкие перепады давления и требуется полная герметизация прохода в случае резкого скачка напора жидкости или газа.

Одной из характеристик игольчатого вентиля для отопительных систем является шаг внутренней резьбы. От этого параметра зависит уровень регулировки потока теплоносителя.

Разновидности регулировочных кранов

Существует несколько кранов, которыми можно регулировать температуру батарей:

• Обычный шаровый кран. Не рекомендуется им регулировать температуру, так как он предназначен исключительно для двух положений: открытия и закрытия. В промежуточных значениях шарик внутри крана будет быстро изнашиваться

• Запорный радиаторный вентиль (прямой или угловой). Подходит для грубой регулировки температуры. Но в виду того, что радиатор реагирует на изменение не сразу, функция вентиля сводится только к открытию и закрытию радиатора.
• Кран с термостатической головкой. Удобное автономное решение по регулировки температуры радиаторов. Имеет шкалу температуры и в зависимости от температуры в помещении либо открывает подачу, либо закрывает
• Двухходовой кран с сервоприводом. Самое продвинутое и дорогое решение. Используется крайне редко. Используется в паре с термостатом. На термостате выставляется температура и при ее достижении сервопривод открывает или закрывает подачу.

Как помол влияет на кофе

При мелком помоле оттенки, заложенные в зерне, проявляются более ярко. Однако при чересчур мелком помоле кофе будет горчить, поскольку крупинки зерен слишком плотно прилегают друг к другу, и вода проходит с трудом. При грубом помоле напиток будет иметь кисловатый оттенок, так как вода между крупными частичками проливается быстро, не успевая впитать из зерна все нужные вещества, что портит вкус кофе.

Кстати, регулируя помол, следует также учитывать влажность в помещении. При повышенной влажности крупинки кофе могут слипаться и увеличиваться в размерах, что придает горечь напитку. В слишком сухом помещении — наоборот: в напитке появляется кислинка. Кроме того, разные сорта кофе могут отличаться по вкусу из-за экстракции — когда из измельченных зерен вымывается определенное количество веществ. Если в выбранных вами зернах больше горечи или кислинки, то с уменьшением степени помола они будут усиливаться.

Принцип работы функции автоматического закипания

Кроме основных преимуществ автоматического закипания блюда, можно выделить, что её использование позволяет хозяйке сэкономить время, необходимое для приготовления пищи и освободить время для других дел.

Принцип работы функции автоматического кипения заключается в использовании, встроенных в плиту температурных датчиков, которые позволяют контролировать температуру дна посуды при приготовлении пищи. На практике, автоматика кипения выглядит следующим образом.

Сначала, приготовление пищи начинается с высокотемпературного режима, после закипания блюда датчики переключают мощность плиты на более низкую заданную хозяйкой величину, вплоть до полной готовности блюда. В основном в моделях варочных панелей и плит включение режима автоматического кипения предусмотрено в течение 10 секунд после включения конфорки.

ВАЖНО! Применение функции автоматического закипания позволяет значительно сэкономить ресурсы, используемые при приготовлении блюда, это: время приготовления пищи, затраты электроэнергии, время пребывания хозяйки на кухне.

Как можно измерять температуру воды в системе горячего водоснабжения

Обратим внимание на такое свойство материалов, как тепловое расширение при нагревании. Для разных материалов коэффициент линейного теплового расширения различен (КЛТР). Это используется при конструировании приборов для оценки величины нагрева различных объектов.

Как работает биметаллическая полоска

Это изделие представляет собой механическое соединение двух металлических пластинок с различными КЛТР. Биметаллическая пара собирается различными способами:

• пайкой;
• сваркой давлением;
• сочленением с упорами.

Типичными материалами в чувствительном элементе могут быть: сталь + латунь; сталь + медь и другие. При нагревании стальная часть нагревается медленнее, чем латунная или медная, следователь степень её деформации «отстаёт» и получается искривление изделия. Величину его можно легко измерить и использовать для оценки температуры проводника, соответствующей этому показателю для воды.

Устройство биметаллического датчика

Градуировка шкалы приборов, работающих с биметаллическими полосками, не производится, поскольку величина отклонения зависит от многих факторов, включая тепловой режим в помещении, где устанавливают такой прибор. Для практического использования можно измерить степень нагрева выходящей струи жидкости контактным термометром и поставить метку в нужном месте. Но на практике этого делать не приходится, поскольку этот показатель выставлен производителем, и температура срабатывания датчика указывается в технической документации на прибор.

Если возникает необходимость в регулировке степени нагрева воды в ёмкости, для этого используется упорный винт, при помощи которого можно изменить зазор между контактами, варьируя температуру включения/отключения контакта с биметаллической полоской.

Как можно использовать тензометрический датчик

Прибор такого типа встречается во многих конструкциях для измерения различных параметров. Принцип его действия заключается в изменении электрического сопротивления проводника в напряжённом состоянии. Одним из материалов для изготовления такого датчика является сульфид свинца. При натяжении полосы из такого материала изменяется величина её электрического сопротивления. Это происходит в результате теплового расширения корпуса котла или бойлера. Таким образом, появляется параметр, который можно использовать для оценки количественной характеристики происходящих в результате нагрева изменений. Используя электронику, измеряют величину изменений, результат выводится на дисплей в цифровом виде применительно к этому параметру.

Как используются термопары

Действие указанных чувствительных элементов основано на использовании двух разнородных проводников, то есть – двух полосок или проволок, имеющих различный состав. Установлено, что в месте их соединения возникает разность потенциалов, что является признаком возникновения электрического тока. По мере нагревания проводников сила тока в месте соединения растёт, что даёт возможность использовать этот показатель не только для измерения температуры, но и для её регулировки в работающем отопительном или нагревательном агрегате.

Особенность приборов для управления нагревом с использованием термопары состоит в том, что на них не нужно внешнее воздействие для запуска в работу – нужные характеристики возбуждаются внутренними возможностями устройства. Его конструкция очень проста, в ней отсутствуют механические воздействия, что определяет длительный срок эксплуатации. Изделие практически никогда не подвергается ремонту или обслуживанию – при необходимости его просто заменяют. Практически все выпускаемые устройства такого рода имеют одинаковые разъёмы, поэтому можно использовать любые их типы с подходящими техническими характеристиками.

Конструкций приборов для контроля температуры в нагревательных устройствах множество, но основным принципом является использование изменчивости физического состояния при изменении контролируемого параметра.

Регулировочные устройства — краны, вентили, автоматика

Регулировка радиаторов отопления в квартире, на даче, в особняке напрямую зависит от качества регулирующей арматуры.

Запорный шаровой кран с большой натяжкой может быть отнесён к регулирующим устройствам. Он не может обеспечить стабильный тепловой режим, такое устройство требует постоянных манипуляций при регулировке.

Важно! Этот кран должен постоянно находиться в одном из крайних положений. В промежуточном положении его уплотнение приходит в негодность, и он даёт протечку.

Вентильный кран под шестигранник может менять объём горячей воды, поступающей в батарею. Это достигается за счёт изменения проходного отверстия вентиля. Его клапан механически связан с делительной шкалой на рукоятке. Метки на шкале служат для установки оптимальной температуры. Такие вентили очень недорогие и достаточно надёжны, но требуют постоянного контроля.

Автоматический терморегулятор сам изменяет температуру нагрева радиатора в зависимости от температуры в помещении. Командует этим процессом температурный датчик.

Термостатические терморегуляторы очень похожи на вентиль ручного типа, при этом на клапане вентиля монтируют термоголовку, которая управляет работой клапана.

Наиболее совершенным является электронный терморегулятор, он обладает наибольшим набором функций. Устройства такого типа позволяют программировать их работу, задавая необходимую температуру в различные временные интервалы. Панель управления такого терморегулятора снабжена удобным дисплеем с кнопками.

Важно! В стандартных многоэтажках с централизованной системой отопления вода в системе содержит примеси, забивающие термостаты. Поэтому при установке автоматических регулирующих устройств, необходимо монтировать перед ними специальные фильтры. Такая защита требует постоянного обслуживания.

Терморегуляторы могут не только поддерживать комфортную температуру в помещении, но и позволяют снизить затраты на нагрев теплоносителя.