Wąskie gardło: wszystko, co powinieneś wiedzieć

Wąskie gardło jest naturalnym skutkiem niezrównoważonej budowy komputera. Kiedy budujesz swój własny lub przynajmniej wybierasz części, możesz czuć pokusę, aby wziąć wszystko, na co cię stać. Lub po prostu najdroższy na świecie – to zwykle nie jest najlepsze podejście. Znalezienie właściwej równowagi między częściami, zwłaszcza procesorem i procesorem graficznym, jest kluczem do posiadania wydajnego komputera, który nadąża za rozwojem gier i oprogramowania.

Może to oznaczać trochę poczekania, aby móc pozwolić sobie na nieco droższą część, która będzie lepiej pasować. Lub faktycznie wybierając tańszą alternatywę, która działa lepiej w twojej konfiguracji. Jeśli dokonasz złego wyboru, skończysz z wąskim gardłem.

Dość opisowy termin odnosi się do sytuacji, w których pewien element sprzętu komputerowego – zwykle procesor lub karta graficzna – nie jest w stanie nadążyć za wydajnością innych części. Komputer może działać tak dobrze, jak jego najsłabsza część. Tak więc połączenie potężnego procesora ze słabym procesorem graficznym oznacza, że ​​nie będzie on w stanie pracować z pełną wydajnością, ponieważ będzie ograniczony przez procesor graficzny.

Dlaczego to jest problem?

Kiedy wkładasz pieniądze do komputera, jedna część spowalnia resztę systemu zasadniczo oznacza marnowanie pieniędzy, które zainwestowałeś w części, które są spowalniane. W niektórych przypadkach może to również prowadzić do zwiększonego zużycia części z wąskim gardłem, ponieważ może spowodować jej przegrzanie, jeśli będzie zmuszona pracować przez cały czas na pełnych obrotach. W zależności od części wąskie gardło może całkowicie uniemożliwić granie w niektóre gry lub uruchamianie określonych programów – lub może po prostu sprawić, że będą one powolne i powolne. Tak czy inaczej, najlepiej ich unikać lub jak najszybciej je naprawić.

Jakie są typowe wąskie gardła?

Najczęstszymi dwoma wąskimi gardłami są CPU i GPU. Obie są stosunkowo drogimi częściami, których modernizacja może być szczególnie kosztowna – dlatego często są one wymieniane pojedynczo, co uniemożliwia osiągnięcie potencjału ulepszonej części. Technicznie każda część może być wąskim gardłem, przynajmniej w niektórych zadaniach – oto niektóre z najczęstszych.

procesor

Procesor jest sercem komputera. Kontroluje w zasadzie wszystko, co się dzieje i wykonuje zdecydowaną większość przetwarzania komputera. Na wydajność procesora składają się dwa czynniki, liczba rdzeni i moc obliczeniowa. Oba mogą powodować wąskie gardła, ale w nieco innych scenariuszach.

Liczba rdzeni procesora

Liczba rdzeni procesora to liczba rdzeni obliczeniowych procesora, a każdy z tych rdzeni może jednocześnie uruchamiać osobny proces. Daje to ogólne korzyści w zakresie wydajności, ale niektóre programy mają większe korzyści niż inne. Niektóre programy mają logikę, którą można zgrabnie podzielić na wiele procesów. Każdy proces może być wtedy uruchomiony na oddzielnym rdzeniu procesora jednocześnie. Może to zapewnić nawet dwukrotny wzrost wydajności na jednym rdzeniu procesora.

Wiele oprogramowania, zwłaszcza starszego oprogramowania, może działać tylko na jednym procesie na jednym rdzeniu na raz. Jednak nawet w tym przypadku może nastąpić pewien wzrost wydajności, ponieważ dwa lub więcej z tych programów można uruchomić jednocześnie, w zależności od liczby rdzeni.

Zbyt mała liczba rdzeni procesora może znacznie zmniejszyć wydajność oprogramowania, które może korzystać z wielu rdzeni, a nawet programów, które nie mogą tego zrobić, ponieważ procesor nie może poświęcić całego rdzenia tylko temu jednemu procesowi priorytetowemu, ponieważ nadal musi działać wiele Zadania w tle.

Moc procesora

Moc przetwarzania jest zwykle mierzona częstotliwością zegara za pomocą innych czynników, takich jak IPC. Częstotliwość zegara to po prostu liczba cykli procesora, które procesor może wykonać w ciągu sekundy. Zazwyczaj jest mierzony w GHz (wymawiane gigaherc), przy typowych wartościach od 2 do 5 GHz lub od dwóch do pięciu miliardów cykli na sekundę.

IPC lub Instrukcje na cykl to liczba instrukcji, które procesor może wykonać w jednym cyklu. Zazwyczaj ta liczba nie jest reklamowana, ale każda generacja procesora jest lepsza od poprzedniej. Procesor trzeciej generacji, który działa z częstotliwością 3 GHz, jest mniej wydajny niż procesor piątej generacji, który działa z częstotliwością 3 GHz, oba pracują z tą samą częstotliwością zegara.

Surowa moc obliczeniowa może czasami stanowić wąskie gardło, ponieważ pojedyncze procesy mogą nie kończyć się wystarczająco szybko, pozostawiając inne części czekające. Dzieje się tak zwłaszcza wtedy, gdy procesor nie jest wystarczająco chłodzony. Jeśli tak się stanie, automatycznie spowalnia, aby zmniejszyć wytwarzane ciepło, zapobiegając w ten sposób uszkodzeniom sprzętu i spowalniając wszystkie uruchomione zadania, zwiększając ryzyko wąskich gardeł procesora.

GPU

GPU jest przeznaczony do przetwarzania obciążeń graficznych, ale może być używany do wielu innych zadań. Jest to generalnie wąskie gardło w każdym systemie do gier, nawet jeśli masz najdroższy flagowy procesor graficzny. Uruchamianie wymagających graficznie gier na wysokich ustawieniach graficznych iw wysokich rozdzielczościach powoduje, że większość obciążenia obciąża procesor graficzny. Inne wysoce równoległe obciążenia, takie jak renderowanie GPU, szkolenie AI i wiele symulacji naukowych, są również wąskimi gardłami przez GPU.

Procesory graficzne są zazwyczaj ograniczone mocą lub ciepłem. Podobnie jak w przypadku procesorów, chłodzenie jest ważne, więc upewnij się, że masz również dobry przepływ powietrza, aby chłodzić GPU i działać szybko.

Baran

Pamięć RAM to miejsce, w którym komputer przechowuje dane potrzebne do bieżącego przetwarzania. Może dostarczyć te dane do procesora znacznie szybciej niż nawet najszybszy dysk SSD. Chociaż prędkość pamięci RAM może być dla niektórych wąskim gardłem, bardziej prawdopodobnym problemem jest pojemność pamięci RAM. Niektóre programy lubią używać dużej ilości pamięci RAM. Google Chrome to znany przykład, choć istnieje wiele innych. Edycja dużych plików, takich jak zdjęcia lub filmy, wiąże się z ładowaniem ich do pamięci RAM. Jeśli nie masz wystarczającej ilości pamięci RAM, aby załadować cały plik, będziesz musiał poczekać na załadowanie danych z wolniejszego dysku twardego, na którym są przechowywane. W najgorszym przypadku brak pamięci RAM może spowodować awarię programu, a nawet całego komputera. 8 GB pamięci RAM jest ogólnie wystarczające, ale istnieją obciążenia, w których możesz potrzebować znacznie więcej.

SSD/HDD

Dysk SSD lub starszy dysk twardy to miejsce, w którym zapisywane są dane na komputerze. Dyski HDD są tanie i dostępne w ogromnych pojemnościach. Jednak bardzo wolno odczytują i zapisują dane. Dyski SSD są droższe, chociaż różnica cen nie jest już tak duża, jak kiedyś, zwłaszcza w przypadku mniejszych dysków. Dyski SSD są teraz dostępne również w dość dużych pojemnościach. Główną zaletą dysku SSD jest jednak to, że może znacznie szybciej odczytywać i zapisywać dane.

Jeśli uważasz, że pojemność pamięci masowej będzie problemem wąskiego gardła, prawdopodobnie zechcesz użyć dysków twardych. Jeśli jednak potrzebujesz szybciej odczytywać lub zapisywać dane, będziesz potrzebować dysku SSD. Połączenie obu może działać dobrze, więc możesz przechowywać rzadko potrzebne dane na tanim dysku twardym, a pliki, których będziesz potrzebować częściej, na szybkim dysku SSD.

Przynajmniej w grach powolny dysk twardy często powoduje takie rzeczy, jak powolne ładowanie. Może to również spowodować powolne uruchamianie komputera. Nie wpływa to tak naprawdę na wydajność w grze, ponieważ dysk twardy nie jest wtedy tak często używany i nie jest wąskim gardłem. Mimo to, podczas odczytywania dużej ilości danych z wolnego dysku twardego, może to być wąskie gardło.

Wyświetlacz

Wyświetlacz rzadko jest wąskim gardłem, ale to nie znaczy, że nie może być. Jeśli chcesz wizualizować wiele danych na raz, będziesz ograniczony rozdzielczością ekranu. Możesz wyświetlać bardziej szczegółowe obrazy lub wykresy na ekranach o wyższej rozdzielczości. Pomocne może być nawet uzyskanie drugiego ekranu.

W szczególności w grach wąskim gardłem może być nie tylko rozdzielczość, ale także częstotliwość odświeżania ekranu. Standardowe monitory wyświetlają 60 klatek na sekundę. Jeśli jednak masz wystarczająco wydajną kartę graficzną w porównaniu z wymaganiami graficznymi gry, w którą grasz, możesz być w stanie wyprodukować więcej klatek, potencjalnie znacznie więcej. Wszystkie te dane i moc obliczeniowa marnują się, jeśli Twój monitor nie wyświetla tak wielu klatek na sekundę. Z drugiej strony, niektórzy ludzie mogą być zadowoleni z 60 klatek na sekundę i zamiast tego chcą uzyskać monitor o wyższej rozdzielczości.

Płyta główna

Płyta główna jest w zasadzie kręgosłupem twojego komputera. Wszystko się do niej przyczepia i przez nią komunikuje. Niedrogie płyty główne ograniczają funkcje, aby obniżyć koszty. Są one oczywiste i dość łatwe do obejścia w niektórych przypadkach, na przykład brak zintegrowanego Wi-Fi. Niestety często nie otrzymujesz również najnowszych zestawów funkcji. Może to na przykład zmusić Twój drogi dysk SSD PCIe5 do działania z szybkością PCIe3. W takim przypadku potencjalna wydajność dysków SSD zostanie zmniejszona o trzy czwarte. Musisz upewnić się, że Twoja płyta główna jest kompatybilna ze wszystkimi częściami. Jednak nie chcesz też wydawać zbyt dużo na płytę główną, która ma funkcje, których nie chcesz lub nie potrzebujesz, ponieważ możesz lepiej wydać te pieniądze gdzie indziej.

W przypadku płyt głównych wąskim gardłem nie jest bezpośrednia wydajność płyty głównej. Ale więcej, jeśli może zapewnić optymalną wydajność pozostałych komponentów.

Zasilacz

Komputery potrzebują zasilania, a wszystko to odbywa się za pośrednictwem zasilacza. Ważne jest, aby określić, ile energii będzie pobierał komputer pod obciążeniem. Następnie upewnij się, że twój zasilacz może zapewnić więcej, najlepiej o 20-30%. Istnieją kalkulatory online, w których możesz wprowadzić swoje komponenty i oszacować całkowity pobór mocy. Następnie pojawiają się zalecenia dotyczące mocy zasilaczy.

Realistycznie rzecz biorąc, większość standardowych komputerów będzie w porządku z zasilaczem 650 W. Komputery do gier często mają wysokowydajne procesory graficzne pod dużym obciążeniem w połączeniu ze średnim lub wysokim procesorem i mogą potrzebować więcej niż 850 W. Możesz potrzebować jeszcze więcej, jeśli używasz szczególnie zaawansowanego sprzętu i go podkręcasz. Generalnie jednak nie powinieneś potrzebować zasilacza 1600W. To będzie po prostu przesada, a pieniądze można lepiej wydać gdzie indziej.

Realistycznie rzecz biorąc, zasilacz nie wpływa na wydajność, chyba że nie zapewnia wystarczającej mocy, w którym to przypadku komputer prawdopodobnie ulegnie awarii. Ponownie, celuj o 20-30% więcej niż potrzebujesz i powinieneś być w porządku.

Jak można to naprawić / uniknąć?

Z definicji warto zauważyć, że jeśli jakakolwiek część działa na 100%, masz wąskie gardło, ponieważ ta część wstrzymuje inne części. Jest to generalnie złe, ale może być nie do uniknięcia, zwłaszcza jeśli masz już najskuteczniejszą wersję odpowiedniej części. Na przykład gry wideo wymagają ogromnej mocy obliczeniowej GPU i stosunkowo niewielkiej mocy obliczeniowej procesora. Flagowy procesor graficzny będzie działał w 100% na większości komputerów nawet z nowoczesnymi komponentami średniej klasy. Jest to po prostu ograniczenie tego, co jest obecnie możliwe w przypadku sprzętu graficznego i nierównowaga wymagań przetwarzania w grach.

Kluczową rzeczą jest zrozumienie, że zawsze będzie jakieś wąskie gardło, gdy naciskasz komputer tak mocno, jak to możliwe. To, co chcesz zrobić, to zrównoważyć wydatki na części, jak najlepiej dopasować się do oczekiwanych obciążeń. Jeśli spodziewasz się grać w wiele gier, warto wydać więcej na lepszy procesor graficzny, ponieważ prawie na pewno będzie to twoje wąskie gardło. Musisz jednak upewnić się, że nie wydajesz zbyt mało na inne części, aby nie ograniczyły one twojego GPU. Na przykład, jeśli chcesz transkodować lub edytować wiele filmów w wysokiej rozdzielczości, potrzebujesz wysokowydajnego procesora i dysku SSD, ponieważ będą to części najbardziej obciążone.

Wniosek

Czynnikiem ograniczającym komputer zawsze powinna być ta część, która będzie najbardziej obciążona przewidywanym obciążeniem pracą. Pozostałe części powinny wystarczyć, aby go wesprzeć, ale nie przesadnie. Jeśli wydasz zbyt dużo pieniędzy na część, która nie ogranicza wydajności, możesz uniemożliwić sobie zakup lepszej części, która faktycznie poprawiłaby wydajność. Nie zapomnij podzielić się swoimi komentarzami poniżej.