خفض سرعة التشغيل

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "Underclocking" – الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( سبتمبر 2008 ) ( تعرف على كيفية ووقت إزالة هذه الرسالة )

إن خفض سرعة المعالج ، المعروف أيضًا باسم خفض سرعة المعالج ، هو تعديل إعدادات توقيت الكمبيوتر أو الدائرة الإلكترونية للعمل بسرعة ساعة أقل من السرعة المحددة. تُستخدم عملية خفض سرعة المعالج لتقليل استهلاك الكمبيوتر للطاقة، وزيادة عمر البطارية، وتقليل انبعاث الحرارة، وقد تزيد أيضًا من استقرار النظام وعمره الافتراضي/موثوقيته وتوافقه . قد يتم تنفيذ خفض سرعة المعالج من قبل المصنع، ولكن قد يتم خفض سرعة العديد من أجهزة الكمبيوتر والمكونات من قبل المستخدم النهائي. إن خفض سرعة المعالج هو عكس رفع سرعة المعالج .

بالنسبة للمعالجات الدقيقة، فإن الغرض بشكل عام هو تقليل الحاجة إلى أجهزة تبديد الحرارة أو تقليل استهلاك الطاقة الكهربائية . يمكن أن يوفر هذا استقرارًا متزايدًا للنظام في البيئات ذات الحرارة العالية، أو يمكن أن يسمح للنظام بالعمل بمروحة تبريد ذات تدفق هواء أقل (وبالتالي أكثر هدوءًا ) أو بدونها على الإطلاق. على سبيل المثال، يمكن "خفض سرعة" معالج Pentium 4 الذي يعمل عادةً بسرعة 3.4 جيجاهرتز إلى 2 جيجاهرتز ومن ثم يمكن تشغيله بأمان بسرعات مروحة منخفضة. يأتي هذا دائمًا على حساب بعض أداء النظام. ومع ذلك، يكون الانخفاض النسبي في الأداء أقل عادةً من الانخفاض النسبي في سرعة الساعة لأن الأداء غالبًا ما يكون محدودًا باختناقات أخرى: القرص الصلب ، وحدة معالجة الرسومات ، وحدة تحكم القرص ، الإنترنت ، الشبكة ، إلخ. يشير خفض السرعة إلى تعديلات توقيت الدائرة المتزامنة من أجل خفض احتياجات الجهاز من الطاقة. تتضمن عملية خفض سرعة المعالج بشكل متعمد الحد من سرعة المعالج، مما قد يؤثر على سرعة العمليات، لكنه قد يجعل الجهاز أقل قدرة بشكل ملحوظ أو لا يجعل ذلك ممكنًا، وذلك اعتمادًا على الأجهزة الأخرى والاستخدام المطلوب.

تسمح العديد من أجهزة الكمبيوتر والأجهزة الأخرى بخفض سرعة المعالج. ويضيف المصنعون خيارات خفض سرعة المعالج لأسباب عديدة. ويمكن أن يساعد خفض سرعة المعالج في الحد من تراكم الحرارة المفرطة، لأن الأداء المنخفض لن يولد قدرًا كبيرًا من الحرارة داخل الجهاز. كما يمكن أن يقلل أيضًا من كمية الطاقة اللازمة لتشغيل الجهاز. غالبًا ما تحتوي أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الأخرى التي تعمل بالبطاريات على إعدادات خفض سرعة المعالج، بحيث يمكن أن تدوم البطاريات لفترة أطول دون شحنها.

بالإضافة إلى توفير ميزات خفض سرعة المعالج، يمكن للمصنعين اختيار الحد من قدرة الجهاز من أجل جعله أكثر كفاءة. يمكن أن تساعد نماذج أجهزة الكمبيوتر ذات مجموعة التعليمات المخفضة (RISC) المصنعين على بناء أجهزة تعمل بطاقة أقل.

يمكن أيضًا إجراء خفض سرعة وحدة معالجة الرسومات ، عادةً بهدف تقليل إخراج الحرارة. على سبيل المثال، من الممكن ضبط وحدة معالجة الرسومات للعمل بمعدلات ساعة أقل عند أداء المهام اليومية (مثل تصفح الإنترنت ومعالجة الكلمات)، مما يسمح للبطاقة بالعمل في درجة حرارة أقل وبالتالي سرعات مروحة أقل وأكثر هدوءًا. يمكن بعد ذلك رفع سرعة وحدة معالجة الرسومات لتطبيقات أكثر كثافة رسوميًا، مثل الألعاب. سيؤدي خفض سرعة وحدة معالجة الرسومات إلى تقليل الأداء، ولكن هذا الانخفاض ربما لن يكون ملحوظًا إلا في التطبيقات المكثفة رسوميًا.

قد يتم خفض سرعة ذاكرة الوصول العشوائي الأحدث والأسرع لتتناسب مع الأنظمة الأقدم كطريقة غير مكلفة لاستبدال الذاكرة النادرة أو المتوقفة. قد يكون هذا ضروريًا أيضًا في حالة مواجهة مشكلات الاستقرار عند الإعدادات الأعلى، وخاصة في جهاز كمبيوتر يحتوي على عدة وحدات ذاكرة بسرعات ساعة مختلفة. إذا تم خفض سرعة معالج الكمبيوتر، وظل عامل الساعة أو المضاعف (النسبة بين سرعة ساعة المعالج وسرعة ساعة الذاكرة) دون تغيير، فسيتم أيضًا خفض سرعة الذاكرة.

يعد التدرج الديناميكي للتردد (خفض سرعة المعالج تلقائيًا) شائعًا جدًا على أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأصبح شائعًا على أجهزة الكمبيوتر المكتبية أيضًا. في أجهزة الكمبيوتر المحمولة، يتم خفض سرعة المعالج تلقائيًا كلما كان الكمبيوتر يعمل بالبطاريات. معظم معالجات أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المكتبية الحديثة (التي تستخدم مخططات توفير الطاقة مثل Cool'n'Quiet و PowerNow! من AMD ^[1] ) سوف تقوم بخفض سرعة نفسها تلقائيًا تحت حمل معالجة خفيف، عندما يدعمها BIOS الخاص بالجهاز ونظام التشغيل. كما استخدمت شركة Intel هذه الطريقة على العديد من المعالجات من خلال ميزة تسمى SpeedStep . ظهرت SpeedStep لأول مرة على شرائح مثل Core 2 Duo ونماذج Pentium الانتقائية، وأصبحت فيما بعد معيارًا في نماذج Core i3 وi5 وi7 المتوسطة إلى الراقية.

تقوم بعض المعالجات بخفض تردد التشغيل تلقائيًا كإجراء دفاعي، لمنع ارتفاع درجة الحرارة الذي قد يتسبب في تلف دائم. عندما يصل هذا المعالج إلى مستوى درجة حرارة يعتبر مرتفعًا جدًا للتشغيل الآمن، يتم تنشيط دائرة التحكم الحراري ، مما يقلل تلقائيًا من تردد التشغيل وجهد نواة وحدة المعالجة المركزية حتى تعود درجة الحرارة إلى مستوى آمن. في بيئة مبردة بشكل صحيح، يجب أن يتم تشغيل هذه الآلية نادرًا (إن لم يكن أبدًا).

هناك العديد من مسابقات خفض سرعة المعالج المختلفة والتي تشبه في شكلها مسابقات رفع سرعة المعالج ، إلا أن الهدف هو الحصول على أقل جهاز كمبيوتر سرعة، وليس أعلى جهاز كمبيوتر سرعة. ^{[ أيهما؟ ] [ بحاجة لمصدر ]}

• انخفاض استهلاك الطاقة الكهربائية، وخاصة عند دمجه مع خفض الجهد (أي خفض جهد المكون إلى ما دون الاسمي). على سبيل المثال، من خلال خفض تردد معالج Athlon XP 1700+ من 1466 إلى 1000 ميجاهرتز وخفض جهد النواة من 1.75 إلى 1.15 فولت، قلل مستخدم الكمبيوتر من استهلاك الطاقة من 64.0 إلى 21.6 وات، أي خفض الطاقة بنسبة 66%، مع انخفاض الأداء بنسبة 26% فقط. ^[2] وينطبق الشيء نفسه على المعالجات الأحدث: عندما تم خفض تردد وحدة المعالجة المركزية أحادية النواة من Intel بنسبة 20%، انخفض أداء الكمبيوتر الشخصي بنسبة 13% فقط مع انخفاض الطاقة بنسبة 49%. ^[3]

بشكل عام، الطاقة التي تستهلكها وحدة المعالجة المركزية بسعة C ، والتي تعمل بتردد f وجهد V هي تقريبًا ^[4]

${\displaystyle P=CV^{2}f.}$

• انخفاض توليد الحرارة، والذي يتناسب تمامًا مع استهلاك الطاقة.
• ضوضاء أقل لأن مراوح التبريد قد تتباطأ أو حتى يتم التخلص منها. كفاءة مروحة التبريد تتناسب طرديًا مع سرعة دورانها، ولكن مع زيادة السرعة، تزداد الضوضاء أيضًا.
• عمر أطول للأجهزة.
• زيادة الاستقرار.
• زيادة عمر البطارية.
• توافق أفضل مع التطبيقات القديمة.
• الأداء السليم لألعاب الكمبيوتر القديمة جدًا التي كانت تعتمد على توقيت وحدة المعالجة المركزية.

يدعم نواة لينكس تعديل تردد وحدة المعالجة المركزية. في المعالجات المدعومة، فإن استخدام cpufreq للوصول إلى هذه الميزة يمنح مسؤول النظام مستوى متغيرًا من التحكم في معدل ساعة وحدة المعالجة المركزية . تتضمن النواة ستة حكام بشكل افتراضي: Conservative وOndemand وPerformance وPowersave وUserspace وSchedutil. ^[5] يضبط الحكام Conservative وOndemand معدل الساعة اعتمادًا على حمل وحدة المعالجة المركزية، ولكن لكل منهما خوارزميات مختلفة. يقفز حاكم Ondemand إلى أقصى تردد عند حمل وحدة المعالجة المركزية ويقلل التردد خطوة بخطوة عند خمول وحدة المعالجة المركزية، بينما يزيد الحاكم Conservative التردد خطوة بخطوة عند حمل وحدة المعالجة المركزية ويقفز إلى أدنى تردد عند خمول وحدة المعالجة المركزية. تحدد حكام الأداء وتوفير الطاقة ومساحة المستخدم معدل الساعة بشكل ثابت: الأداء إلى أعلى مستوى متاح وتوفير الطاقة إلى أدنى مستوى متاح ومساحة المستخدم إلى تردد يحدده ويتحكم فيه المستخدم. يقدر حاكم Schedutil الحمل من خلال آلية تتبع الحمل لكل كيان (PELT) الخاصة بالمجدول .

يمكن إجراء خفض سرعة المعالج يدويًا في BIOS أو باستخدام تطبيقات Windows ، أو بشكل ديناميكي باستخدام ميزات مثل SpeedStep من Intel أو Cool'n'Quiet من AMD . في Windows 7 و10، يمكن ضبط خفض سرعة المعالج ضمن الإعدادات "المتقدمة" لخطة إدارة الطاقة. ^{[6] [7]}

استخدمت النماذج السابقة من جهاز كمبيوتر Asus Eee معالج Intel Celeron M بسرعة 900 ميجاهرتز وخفض تردده إلى 630 ميجاهرتز.

من الممكن إجراء خفض سرعة التشغيل في EFI.

تستخدم معظم الهواتف الذكية وأجهزة المساعد الرقمي الشخصي (PDA) ، مثل Motorola Droid و Palm Pre وApple iPhone ، خفض تردد المعالج الأقوى، بدلاً من خفض تردد المعالج الأقل قوة بالكامل، لزيادة عمر البطارية إلى أقصى حد. غالبًا ما يكتشف مصممو مثل هذه الأجهزة المحمولة أن المعالج الأبطأ يعطي عمر بطارية أسوأ من المعالج الأقوى بمعدل تردد أقل . يختارون المعالج على أساس الأداء لكل واط من المعالج. ^[8]

غالبًا ما يكون أداء الجهاز الذي يعمل بتردد أقل أفضل مما قد يتوقعه المرء. في ظل الاستخدام العادي لسطح المكتب، نادرًا ما تكون هناك حاجة إلى الطاقة الكاملة لوحدة المعالجة المركزية. وحتى عندما يكون النظام مشغولاً، يتم قضاء قدر كبير من الوقت عادةً في انتظار البيانات من الذاكرة أو القرص أو الأجهزة الأخرى. تتواصل مثل هذه الأجهزة مع وحدة المعالجة المركزية من خلال ناقل يعمل بنطاق ترددي أقل كثيرًا. بشكل عام، كلما انخفض مضاعف وحدة المعالجة المركزية (وبالتالي معدل تردد وحدة المعالجة المركزية)، كلما اقترب أداءها من أداء الناقل، وقل الوقت الذي تقضيه في الانتظار.

• كبير.صغير

• "خفض الجهد" و"خفض سرعة وحدة المعالجة المركزية" - مقدمة من SilentPCReview.com
• "Underclocking" برنامج تعليمي لـ Game Boy الكلاسيكي