Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра ЕОМ
ЗВІТ
з лабораторної роботи №6
з дисципліни: «Діагностика комп’ютерних систем»
Мета роботи: використовуючи спеціальне програмне забезпечення визначити основні характеристики процесора, частоту, розмір кешу.
Теоретичні відомості
Центральний процесор (скорочено – ЦП, або мікропроцесор, чи просто
процесор) став однією з найважливіших розробок технології інтегральних мікросхем за весь час її розвитку.
Після створення концепції центрального процесора розробники зрозуміли, що один і той же пристрій можна використовувати для вирішення досить широкого кола задач, задаючи йому необхідний набір команд. Ця ідея привела до створеня сучасного комп’ютера, виділивши у вигляді незадежних областей створення апаратного і програмного забезпечення. Перші комп’ютери з програмами, що зберігаються на перфокартах і перфострічках, з’явилися в кінці 1940-х – початку 1950- х років. В основі універсальних обчислювальних машин та мікро-комп’ютерів 1960-х – 1970-х років також містились центральні процесори. Але лише інтеграція функцій центрального процесора у одному кремнієвому кристалі (який отримав назву мікропроцесора) в середині 1970-х років зробила можливим створення персональних комп’ютерів і призвела до шаленого росту швидкості і продуктивності центрального процесора, який продовжується і сьогодні.
Хоча центральний процесор може виконувати і математичні обрахунки, спочатку в його системі не було операцій з рухомою комою. Звичайно, обрахунки над числами з рухомою комою можна проводити програмним способом, але їх продуктивність надто мала для додатків, що містять великий об’єм математичних обрахунків (автоматизоване проектування, наукові програми, 3D-Графіка) . Для забезпечення високопродуктивної обробки чисел з рухомою комою на апаратному рівні було розроблено математичний сопроцесор (числовий процесор), який працював сумісно з центральним процесором. Якщо класичні математичні сопроцесори реалізувались як окремі мікросхеми (наприклад, моделі Intel 8087, 80287, 80387), то центральні процесори наступних поколінь вже містили в собі функції математичних сопроцесорів. Усі сучасні процесори містять блок для обрахунків з рухомою комою.
Продуктивність комп’ютера в значній мірі визначається саме центральним процесором. У цьому розділі проводиться опис основних характеристик центральних процесорів різних моделей і виробників, описано етапи еволюції цих пристроїв і проблеми, пов’язані з роботою мікропроцесорів.
Швидкість процесора
Швидкість процесора визначається кількома основними факторами. Більше всього вона залежить від конструкції схеми процесора – конструкція диктує внутрішні часові вимоги, які обмежують максимальну швидкість процесора, з якою він може працювати. На швидкість також впливають і технологічні фактори – розмір елемента і розмір кристала. В загальному
випадку, чим менший кристал мікропроцесора, тим вища швидкість його роботи, оскільки сигнали проходять більшу короткий шлях і менше витрачають енергії. Нарешті, якість виробництва (воно залежить від технологічного обладнання, на якому виготовляються підкладки і готові кристали) може варіюватися, і деякі кристали можуть працювати швидше інших, не дивлячись на те , що вони були зроблені по однаковій технології і навіть на одній підкладці. У процесі випробувань, які є однією з фаз виробництва, процесори поділяються на групи в залежності від швидкості своєї роботи.
Розгін комп'ютера.
Процедура розгону комп'ютера містить у собі три аспекти: зміна робочої частоти шини, зміна значення множника частоти і зміна номіналу живильної напруги. для успішного розгону процесора не обов'язково виконувати всі три названих пункти.
Зміна робочої частоти шини.
Внутрішня тактова частота процесора відрізняється від зовнішньої частоти (або частоти передньої шини FSB). Зовнішня частота - це частота, на якій працює кеш -пам'ять і основна пам'ять - і звичайно вона ділиться для того, щоб відповідати частоті роботи шини AGP, шини РСІ й інших шин, що є присутніми в архітектурі системи.
Для того щоб змінити частоту роботи шини, знайдіть у керівництві на системну плату місце розташування перемички, позначеної як «Clock Speed,>, «CPU External ВUS Frequency Selection,» або «Front Side Bus FSB)». Саме положення цієї перемички потрібно буде змінити. Можливо, що для установки нового значення робочої частоти шини прийдеться змінити положення декількох перемичок. Якщо вам повезе, і на системній платі не виявиться такої перемички, то необхідні зміни можна здійснити через меню програми CMOS Setup. При цьому не буде потрібно навіть відкривати системний блок комп'ютера. Збільшувати тактову частоту роботи шину варто тільки на одну ступінь.
Зміна коефіцієнта множення частоти.
Значення внутрішньої робочої частоти центрального процесора встановлюється за допомогою множника внутрішньої частоти процесора, що програмується через висновки корпуса процесора. Для зміни значення коефіцієнта множення знайдіть перемичку, позначену як «Clock Multiplier» або «CPU to ВUS Frequency Ratio Selection» у керівництві на системну плату. Звичайно для цієї мети використовуються кілька перемичок
Зміна значення напруги живлення.
У деяких випадках буває необхідно небагато підвищити напруга живлення центрального процесора (іp стандартного рівня 3,3В до підвищеного 3,45В) для того, щоб процесор більш стабільно працював на підвищеній частоті шини (для збільшення різниці потенціалів між логічним нулем і логічною одиницею, що кодуються високими та низьким рівнями потенціалу). Велика різниця сприяє «чистоті» сигналів, переданих для процесора й інших пристроїв системної плати. Якщо процесор не працює стабільно на деякій частоті, то можна спробувати установити більш високий рівень живлення. Однак чим вище
напруга живлення, тим більше виділяється тепла, і необхідно звертати увагу на роботу системи охолодження процесора. Якщо не вдається стабілізувати роботу розігнаного комп'ютера за допомогою підвищення живлення процесора, то п оверніть рівень напруги на колишнє значення для того, щоб процесор не вийшов з ладу через перегрів.
Діагностика несправностей центрального мікропроцесора.
Термін «діагностика несправностей мікропроцесора» не є помилковим, як це може показатися. Перші мікропроцесори, такі як 8088, містили «тільки» 28000 транзисторів. Коли виходив, з ладу один з цих транзисторів, то виходила з ладу вся система - зависала або валилася. Надалі комп'ютер міг переставати працювати на стадії завантаження системи. За останні 20 років комп'ютери постійно ускладнювалися і нове покоління мікропроцесорів, таких як Pentium-4 містять уже понад 40 млн. транзисторів. При такій величезній кількості транзисторів вихід з ладу одного з них уже з меншою імовірністю спричиняє катастрофічні наслідки для всієї системи. Звичайно, будь-яка несправність центрального процесора справа серйозна, але при цьому система може завантажуватися і працювати, а виходити з ладу лише при виконанні деяких специфічних функцій (наприклад, при спробі виконання команд захищеного режиму). Такі симптоми можуть бути і наслідком помилок у програмному забезпеченні або неправильній роботі одного або декількох пристроїв розширення. У цій частині глави розглядаються питання, зв'язані з несправностями центрального мікропроцесора.
Контроль температурного режиму.
Перегрів процесора - це головний ворог процесора (навіть при його нормальній роботі), тому основною задачею є підтримка температурного режиму. Деякі рекомендації приведені далі:
Використовуйте систему радіатор/вентилятор, що із запасом забезпечує охолодження вашого мікропроцесора.
Використовуйте тонкий шар теплопровідної пасти для поліпшення теплообміну між корпусом процесора і радіатором.
Для охолодження процесора, що сильно нагрівається використовуйте пристрій охолодження на елементах Пельтье або аналогічні пристрої (див. розд. «Додаткова інформація» наприкінці даної глави).
Вибирайте вентилятори з кульковими підшипниками зі збільшеним терміном служби.
Заберіть кабелі з області циркуляції охолодного повітря (поблизу центрального процесора). Усуньте всі перешкоди вільному проходженню повітря поблизу процесора.
Переконаєтеся в наявності надійного контакту між корпусом центрального мікропроцесора і радіатором системи охолодження (при необхідності використовуйте спеціальну пасту). Якщо такого контакту не вдається домогтися, то заміните систему охолодження.
Використовуйте систему охолодження з автоматичним попередженням про вихід з ладу вентилятора або перегріві процесора.
Для розсіювання додаткового тепла після розгону процесора використовуйте систему охолодження збільшеного розміру, пристрій активного охолодження на елементах Пельтье або інший ефективний пристрій охолодження.
Хоча б раз у рік очищайте від пилу і бруду лопати вентилятора, систему його кріплення, вентиляційний отвір джерела харчування системного блоку. У цій справі добре допомагає балончик зі стисненим повітрям або чистяшая насадка пилососа.
Збільште циркуляцію повітря усередині і поза корпусом системного блоку за допомогою додаткового вентилятора.
Виконання роботи:
Для виконання лабораторної роботи я використав програми Intel Processor Identification Utility та CPU-Z 1.65. Результати виконання цих програм зображено на рисунку 1 та рисунку 2 відповідно.
/
Рис.1.1. Вікно тесту частоти процесора у програмі Intel Processor Identification Utility
/
Рис.1.2. Вікно ''Технології ЦП'' програми Intel Processor Identification Utility
/
Рис.1.3. Дані CPUID згідно Intel Processor Identification Utility
/
Рис.2. Вікно програми CPU-Z
Висновок: при виконанні лабораторної роботи я визначив основні характеристики процесора, частоту та розмір кешу за допомогою спеціальної програми CPU-Z та утиліти Intel Processor Identification.