Шина ring что это

Видео:Разгон кольцевой шины и кэша L3 процессораСкачать

Процессоры Intel. Внутренняя кольцевая шина (ring bus) и топология сетки (mesh).

Видео:03. Основы устройства компьютера. Память и шина. [Универсальный программист]Скачать

Процессоры Intel. Внутренняя кольцевая шина (ring bus) и топология сетки (mesh).

Intel в процессорах Skylake-X и -SP использует топологию сетки (mesh) вместо кольца. В новой архитектуре процессоров Intel отказалась от внутренней кольцевой шины.Intel продолжает увеличивать число ядер в своих процессорах. Skylake-X и Kaby Lake-X будут содержать до 18 ядер, что ставит перед Intel новые проблемы — инженерам компании пришлось серьезно пересмотреть структуру чипа. Еще с поколения Sandy Bridge Intel для соединения ядер использовала (рис. 1) так называемую кольцевую шину (ring bus). В последующих поколениях она тоже использовалась, пусть и с некоторыми изменениями. Хотя Intel вплоть до третьего поколения Ring Bus расширяла число поддерживаемых ядер (рис. 2), но технология достигла предела своих возможностей.

Рис. 1. Каждый процессор обслуживался двумя кольцевыми шинами.

Процессоры Skylake-SP и Skylake-X используют топологию сетки (mesh) для связи ядер. Кэш L3, контролеры памяти и ввода/вывода тоже интегрируются в сетку. В результате можно легко наращивать число ядер процессора, сочетая высокую пропускную способность и низкие задержки. Технология для Intel не новая, поскольку она уже использовалась в вычислительных ускорителях Xeon Phi.

При переходе на топологию сетки Intel пришлось изменить расположение контроллеров памяти. Раньше они располагались ниже ядер, теперь вынесены в правую и левую часть. Все это обеспечивает более эффективную работу с памятью (рис. 3).

Тесты покажут, насколько существенно Intel смогла увеличить производительность благодаря переходу на сетчатую топологию в многопоточных приложениях. В теории новая топология обеспечивает большую пропускную способность по сравнению с кольцевой шиной, а также меньшие задержки, что должно увеличить производительность.

Ещё в марте 2017 года компания Intel показала изображение 28-ядерного кристалла процессора Skylake-SP. Тогда все обратили внимание, что расположение ядер и интерфейсов претерпели значительные изменения. Как выяснилось, в дальнейшем Intel откажется (и уже отказалась для процессоров Skylake в версиях Xeon и настольных решений высшей производительности) от внутрипроцессорной кольцевой шины.

Рис. 2. Intel Xeon Processor E5 v4 Product Family HCC.

Кольцевая шина (ring bus) была представлена еще в 2008 году вместе с архитектурой Nehalem и процессорами Westmere-EX. Она была необходима в связи с увеличением числа ядер на кристалле. Разработчики Intel использовали три варианта дизайна процессоров (в зависимости от максимального числа ядер на кристалле) с тремя вариантами кольцевой шины. В самом сложном случае процессор внутри разделялся на два кластера, каждый из которых обслуживался двумя кольцевыми шинами (рис. 2). Между собой шины соединялись двунаправленными коммутаторами с буферизацией (на диаграмме выше обозначены серым цветом).

По мере роста числа ядер кольцевая шина стала препятствием на пути увеличения пропускной способности и снижения задержек. Точнее, она стала слишком много потреблять, чтобы её можно было масштабировать в сторону увеличения скорости по обмену данными. Поэтому в процессорах Skylake-SP разработчики Intel решили применить иную структуру для связи ядер друг с другом — хорошо опробованную в архитектуре Intel Xeon Phi (Knights Landing) ячеистую сеть (рис. 3).

Кольцевая шина, как вы можете знать, в максимальной конфигурации представляет собой четыре двунаправленных кольца (по два кольца на кластер из ядер), соединённых двумя двунаправленными коммутаторами с буферами. Дальнейшее наращивания числа ядер, кластеров и коммутаторов значительно увеличивает потребление и задержки при обмене данными между ядрами из разных кластеров. Выход найден в переходе на ячеистую сеть, в которой каждое ядро поддержано собственным коммутатором и возможностью координатной пересылки данных фактически напрямую любому другому ядру в процессоре.

Ранее подобную сеть Intel реализовала в архитектуре процессоров Xeon Phi (Knights Landing и другие), так что разработка опробована на практике и показала свою эффективность, ведь в составе ускорителей и процессоров Xeon Phi может быть свыше 70 ядер.

Рис. 3. Структура ячеистой сети.

Архитектура ячеистой 2D-сети дебютировала в продуктах Intel Knights Landing. Сеть состоит из горизонтальных и вертикальных межсоединений между ядрами, кэшем и контроллерами ввода-вывода. На схеме отсутствуют буферизированные переключатели, которые очень негативно сказываются на задержках. Возможность «ступенчатого» движения данных через ядра позволяет осуществлять гораздо более сложную и предположительно эффективную маршрутизацию. Intel утверждает, что 2D-сеть имеет более низкое напряжение и частоту, чем у кольцевой шины, но при этом обеспечивает более высокую пропускную способность и более низкую задержку.

Каждое ядро в новой архитектуре имеет свой коммутатор с буфером и связано с любым другим ядром в составе процессора только через два узла — исходящий и входящий. Это позволяет ячеистой шине работать на относительно небольших частотах и существенно снизить общее потребление интерфейса без ухудшения пропускной способности и увеличения задержек. К тому же подобная структура коммуникаций очень хорошо масштабируется, позволяя Intel в будущем наращивать число ядер на кристалле без заметного увеличения энергетических затрат на внутреннюю транспортировку данных. Разъяснение сути новой внутренней шины, а также появление изображения 18-ядерного процессора с новым дизайном, позволяет также убедиться, что новые процессоры действительно несут интегрированный 6-канальный контроллер памяти, который теперь разнесён по краям сбоку на кристалле чуть выше середины.

Читайте также: Что означает вторая цифра в размере шин

Видео:Преимущества от разгона процессора и памяти в играх. Как, что и когда разгонять?Скачать

Железный сайт

Совсем недавно компания AMD предложила систему команд SSE5. Однако Intel решили создать свою собственную реализацию SSE5, которая получила название AVX (Advanced Vector Extensions).

Данные инструкции представляют собой дальнейшее развитие SSE и используют те же операции SIMD (Single Instruction, Multiple Data), ведущих свое начало с системы команд MMX. Только в AVX для ускорения обработки данных увеличена разрядность операций. Система команд AVX добавляет 12 новых инструкций и увеличивает размер регистров XMM со 128 бит до 256 бит.

Для обмена данными между внутренними компонентами CPU в архитектуре Sandy Bridge предусмотрена кольцевая шина. Упрощенно ее можно описать следующим образом. Когда компонент хочет «общаться» с другим компонентом, он помещает информацию в кольцевую шину, а она перемещает эту информацию адресату. Компоненты не «говорят» непосредственно друг с другом, они должны использовать кольцо. Кольцевая шина используется для общения между ключевыми компонентами процессора. Это ядра CPU, кэш-память L3 (теперь называется кеш-память последнего уровня или LLC), а также System Agent (в него входят интегрированный контроллер памяти, контроллер PCI Express, блок управления питанием и дисплей) и графическое ядро.

На рисунке ниже Вы можете видеть схему кольцевой шины (черный овал) с ее «остановками» (красные прямоугольники). Доступ к кешу L3 имеют не только процессорные ядра, но также графическое ядро и system agent. Каждое процессорное ядро имеет прямой доступ к своему сегменту кеша L3. Все сегменты кеша L3 имеют контроллер доступа к кольцевой шине.

Кроме того, ядра CPU не привязаны в определенному сегменту кеша. Любое ядро может использовать любой из кешей. На рисунке ниже изображен четырехъядерный CPU с четырьмя сегментами L3. Так, например, Core 1 может обращаться не только к кешу 1, а к любому. То есть любое ядро процессора может получить доступ данным, которые хранятся в любом из кешей.

Кольцевая шина включает фактически четыре 32-х байт колец: шина данных (Data Ring), шина запросов (Request Ring), шина подтверждения (Acknowledge Ring) и шина мониторинга (Snoop Ring). Все они работают на тактовой частоте процессора. Передача данных между ними основана на протоколе QPI (QuickPath Interconnect), который используется в CPU LGA 1366 для обмена данными с чипсетом.

Каждый компонент решает, нужно ли ему использовать кольцевую шину, если она свободна. Кольцо всегда выбирает кратчайший путь к месту назначения.

Видео:Разгон на "постоянку" в современных процессорахСкачать

Как разогнать процессор Intel Core 9-го поколения до 5 ГГц на материнской плате MSI серии Z390. Несколько практических советов

Недавно компания Intel выпустила процессоры 9-го поколения вместе с чипсетом Z390. Продуктовую линейку пополнили модели Core i9-9900K, i7-9700K и i5-9600K. По сравнению с процессорами 8-го поколения было увеличено количество вычислительных ядер, чтобы более успешно конкурировать с продуктами AMD. Так, у модели Core i9-9900K имеется 8 ядер, способных выполнять 16 вычислительных потоков одновременно!

В свою очередь, компания MSI представила 9 моделей материнских плат на базе чипсета Z390 для процессоров 9-го поколения. Среди них, например, MEG Z390 ACE с мощной 13-фазной системой питания. И в данной статье мы расскажем, как с их помощью разогнать процессор Core i9-9900K до частоты 5,0 ГГц и выше. Наши инструкции подходят для всех плат MSI серии Z390, и даже неопытные пользователи смогут осуществить разгон своей системы, просто выполнив их шаг за шагом.

ЧТО ТАКОЕ РАЗГОН?

Разгон – это увеличение частоты работы компьютерных компонентов по сравнению со стандартным уровнем, чтобы повысить их производительность. Разогнать можно все ключевые узлы: процессор, память, видеокарту. Однако, разгон всегда связан с определенным риском. Он может привести к нестабильной работе компьютера или даже повреждению компонентов.

Технология Intel® Turbo Boost – это официальный разгон от компании Intel. Благодаря ей частота процессора меняется в зависимости от его нагрузки, чтобы соблюсти баланс между энергопотреблением и производительностью.

Мы же покажем другой способ разгона, который позволяет задавать параметры работы процессора вручную.

ЧИПСЕТ INTEL® Z390 И ПРОЦЕССОРЫ INTEL® 9-ГО ПОКОЛЕНИЯ

В линейку процессоров Intel Core 9-го поколения входят модели Core i9-9900K, i7-9700K и i5-9600K. Все они поддерживают разгон. По сравнению с восьмым поколением, девятое использует в качестве термоинтерфейса припой, а не термопасту, поэтому такие процессоры должны лучше охлаждаться, а значит и обладать более высоким разгонным потенциалом. Благодаря этому максимальная частота процессора Core i9-9900K в режиме Turbo достигает 5 ГГц.

Отличия чипсета Z390 от его предшественника Z370 состоят в поддержке беспроводного модуля Intel Wireless-AC и интерфейса USB 3.1 Gen2. По сравнению с процессорами 8-го поколения, модели 9-го поколения отличаются лучшим охлаждением, а значит и увеличенным разгонным потенциалом, за счет использования припоя в качестве термоинтерфейса.

Читайте также: Чарли шин ушел из два с половиной человека почему

Линейка процессоров Intel® Core 9-го поколения включает в себя модели i5-9600K, i7-9700K и i9-9900K. Термопакет каждой равен 95 Вт, все они поддерживают технологию Intel Turbo Boost 2.0. Количество ядер увеличено по сравнению с предыдущим поколением: до 6 у модели i5-9600K и до 8 у моделей i7-9700K и i9-9900K. Процессор i9-9900K – единственный из них, в котором реализована технология Hyper-Threading, позволяющая выполнять два вычислительных потока на одном ядре одновременно для повышения общей производительности.

ОБЗОР РАЗГОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОЦЕССОРОВ INTEL 9-ГО ПОКОЛЕНИЯ

На то, какой частоты можно достичь при разгоне, влияние оказывают несколько факторов. В их числе конструкция системы питания материнской платы, наличие радиатора для охлаждения транзисторов и, самое важное, разгонный потенциал самого чипа. У каждого экземпляра процессора имеется свой частотный потолок. Хорошие чипы могут работать на более высокой частоте, чем менее удачные, а также требовать меньшего напряжения питания.

Мы взяли несколько экземпляров процессоров Intel 9-го поколения и выявили соотношение между их частотой и напряжением. Все они были поделены на классы A, B и C в соответствии с результатами тестов. Класс A лучше всего подходит для разгона, класс C – плох в разгоне, а класс B – нечто среднее между двумя другими. На представленных ниже диаграммах показано процентное соотношение разных классов. Как видите, 20% экземпляров процессора i9-9900K хорошо проявляют себя при оверклокинге.

↓ По результатам тестов, A – лучшие чипы для разгона, B – средние, C – наименее удачные.

СООТНОШЕНИЕ ЧАСТОТА/НАПРЯЖЕНИЕ ПРОЦЕССОРОВ INTEL 9-ГО ПОКОЛЕНИЯ

Основываясь на результатах наших собственных тестов процессоров Intel 9-го поколения, мы составили кривую зависимости частоты от напряжения. Эта зависимость может быть иной для конкретного экземпляра, однако приведенные ниже данные послужат хорошей отправной точкой для разгонных экспериментов. Используя их, вы сэкономите время на поиск оптимальных настроек для вашего процессора.

РАЗГОН ПРОЦЕССОРА I9-9900K ЧЕРЕЗ ИНТЕРФЕЙС BIOS

Существуют разные методы разгона: с помощью интерфейса BIOS, эксклюзивной разгонной утилиты MSI Command Center или функции геймерского ускорения Game Boost. В данной статье мы будем осуществлять оверклокинг через BIOS. Начнем!

1. Входим в интерфейс BIOS

Первым делом нужно войти в интерфейс MSI Click BIOS, нажав клавишу Delete при загрузке компьютера.

2. Жмем F7, чтобы переключиться в расширенный режим BIOS

В интерфейсе Click BIOS имеется два режима: упрощенный и расширенный. В упрощенном режиме все часто используемые настройки выводятся на одной странице, а в расширенном пользователю предлагаются абсолютно все имеющиеся настройки BIOS. Именно расширенный режим рекомендуется для разгона. Для перехода в него нужно нажать клавишу F7.

3. Переходим к настройкам разгона

Перейдите на страницу OC, которая содержит все настройки, относящиеся к разгону. Переключите параметр OC Explore Mode из стандартного значения Normal в значение Expert. Теперь вы видите все, что нужно для оверклокинга, включая такие настройки как частотный множитель процессора, частота памяти, напряжение питания процессора и памяти.

↓ По умолчанию интерфейс BIOS открывается в упрощенном режиме. Чтобы перейти в расширенный, нажмите клавишу F7.

↓ На этой странице можно увидеть множество настроек.

4. Изменяем частотные множители (CPU Ratio и Ring Ratio)

Параметр Ring Ratio

Разгон процессора i9-9900K нужно начать с параметра CPU Ratio. Нашей целью является 5 ГГц, поэтому введите для него значение 50. Затем измените параметр Ring Ratio в значение 47. Вы можете попробовать другие значения для Ring Ratio, однако мы рекомендуем, чтобы оно было на 3 меньше, чем значение параметра CPU Ratio. Кольцевая шина Ring Bus связывает не относящиеся к вычислительным ядрам элементы процессора, такие как контроллер памяти и кэш, поэтому более высокая частота ее работы поможет достичь более высокой производительности.

Параметр CPU Ratio Mode

Множитель частоты процессора может задаваться в фиксированном (Fixed Mode) или динамическом (Dynamic Mode) режиме. Мы рекомендуем выбрать фиксированный. В нем частота процессора будет постоянной, независимо от нагрузки. В динамическом же она меняется в зависимости от нагрузки и, например, в спящем режиме опустится ниже обычного значения.

5. Меняем напряжение питания процессорного ядра

Далее займемся напряжением питания процессорного ядра. Для достижения высокой частоты напряжение нужно повысить. Наша рекомендация для частоты 5 ГГц: 1,32 В для процессора i9-9900K, 1,37 В для i7-9700K и 1,43 В для i5-9600K. Каждый экземпляр процессора будет работать стабильно на определенной частоте. Если вам повезет, то ваш заработает на частоте 5 ГГц при меньшем напряжении, чем указано выше. Поэтому вы можете попробовать понизить или увеличить рекомендуемое напряжение, чтобы найти оптимальный вариант именно для вашего чипа.

Читайте также: Диски литые r17 шины

Автоматическая настройка напряжения

Если вы не имеете ни малейшего представления о том, какое напряжение питания требует ваш чип, можно оставить параметр CPU Core Voltage в значении Auto. В этом случае напряжение питания будет выбрано автоматически в соответствии с возможностями процессора. Такой выбор осуществляется на основе тестовых данных, собранных специалистами MSI, и зависит от конкретного процессора: ниже для удачных экземпляров и выше для не очень удачных. Впоследствии вы сможете изменить напряжение на основе результатов теста стабильности.

Функция автоматической настройки напряжения питания процессора, реализованная на материнских платах MSI серии Z390, не гарантирует идеального результата. Например, ниже показаны результаты для двух экземпляров процессора i9-9900K, разогнанных до 5 ГГц. Одному потребовалось напряжение 1,345 В, а другому – 1,38 В.

↓ Разным экземплярам процессора требуется разное напряжение питания.

Формирование напряжения питания ядра

Имеется 5 вариантов формирования напряжения питания процессорных ядер:

В режиме Override напряжение ядра остается фиксированным, независимо от нагрузки на процессор. В режиме Adaptive оно меняется в зависимости от нагрузки. В режиме Offset к базовому напряжению добавляется некоторое значение. Также есть комбинированные режимы: Override+Offset и Adaptive+Offset. Для разгона рекомендуется режим Override – он же по умолчанию выбирается в BIOS при оверклокинге.

Параметр CPU Loadline Calibration

Обычной ситуацией в работе процессора является уменьшение напряжения питания ядра при возрастании нагрузки. Такое проседание напряжения может привести к нестабильной работе компьютера во время разгона, и для исправления данной проблемы служит параметр CPU Loadline Calibration. Наша рекомендация – оставить его в значении Auto (Mode 3), чтобы система BIOS применяла оптимальные значения этого параметра во время разгона. Если вам хочется узнать об этом больше, ознакомьтесь с нашей статьей ЧТО ТАКОЕ LLC И ПОЧЕМУ МАТЕРИНСКИЕ ПЛАТЫ MSI Z370 — ЛУЧШИЙ ВЫБОР ДЛЯ ОВЕРКЛОКЕРОВ?

6. Отключаем технологию Intel C-State (C-State: CPU State)

Технологии управления электропитанием Intel, такие как C-State и Package C-State, могут оказывать негативное влияние на стабильность компьютера при разгоне. Чтобы избежать этой проблемы, мы рекомендуем отключить их.

7. Готово! Жмем F10, чтобы сохранить изменения.

Задав все необходимые настройки, нажмите на клавишу F10, чтобы их сохранить и выйти из интерфейса BIOS. Для этого выберите Yes в появившемся диалоговом окне.

ТЕСТ СТАБИЛЬНОСТИ ДЛЯ РАЗОГНАННОГО КОМПЬЮТЕРА

После того, как все параметры разгона будут заданы в интерфейсе BIOS, наступит время провести тест стабильности. Если компьютер будет работать без проблем, значит можно попытаться поднять частоту еще больше, чтобы достичь еще более высокой производительности. Или можно снизить напряжение, чтобы уменьшить температуру процессора. Если же компьютер станет работать с ошибками, нужно увеличить напряжение питания процессора или снизить его частоту.

Рекомендованные приложения для теста стабильности

Ниже представлен список популярных утилит, которые часто используются для проверки стабильности компьютера.

— Утилита CPU-Z используется для проверки частоты процессора.

— Утилиты Core Temp и HWiNFO используются для отслеживания температуры и энергопотребления процессора.

— Приложение Cinebench R15 служит для быстрой проверки стабильности и отслеживания роста производительности компьютера.

— AIDA64 или Prime95 v26.6 (non-AVX) / Prime95 v27.9 (AVX) используются для стресс-теста.

Проверка стабильности с приложением Cinebench R15

Cinebench R15 – это полезный инструмент для быстрой проверки стабильности компьютера. При этом утилита CPU-Z может использоваться для того, чтобы проверить работоспособность настройки CPU Ratio, которую мы меняли в BIOS, а утилита Core Temp – для мониторинга температуры процессора. Если компьютер работает нестабильно, попробуйте увеличить напряжение питания (Core Voltage) или снизить множитель частоты (CPU Ratio). Если температура процессора превышает 90°, следует снизить его напряжение питания.

Рост производительности процессоров серии 9000 в тесте Cinebench R15

Ниже представлены данные о результатах теста Cinebench R15 для процессоров i9-9900K, i7-9700K и i5-9600K. Можете использовать их для оценки того, насколько производительность вашего процессора растет по мере повышения его частоты.

Данное руководство по разгону предназначено для платформы Z390 с системой BIOS компании MSI. Все приведенные в нем результаты были получены нами во время собственных тестов. Если вы являетесь новичком, то следуйте этим инструкциям шаг за шагом, используя наши настройки. Для более опытных пользователей они могут стать фундаментом для того, чтобы затем вручную подкорректировать параметры разгона в соответствии со своими предпочтениями.

Подробнее о материнских платах MSI серии Z390:

*Примечание: Ответственность за риск, связанный с разгоном, ложится на пользователя. Неправильные действия при разгоне могут привести к повреждению компонентов. Представленная в данной статье информация относится к конфигурации с системой BIOS версии E7B10IMS.100, двухканальной памятью DDR4-2133 и самосборной системой водяного охлаждения. Параметры разгона, тепловыделение и производительность компьютера могут меняться в зависимости от версии BIOS и отличий в конфигурации. В процессе разгона рекомендуется соблюдать максимальную осторожность.

• Свежие записи
  • Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
  • Скрипят амортизаторы на машине что делать
  • Из чего состоит стойка амортизатора передняя
  • Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
  • Для чего нужны амортизаторы в автомобиле

  🎬 Видео

  Частота процессора или частота системной шины?Скачать

  

  Виды видеопамяти и сколько её нужно? Какая нужна шина?Скачать

  

  Как разогнать процессор и память? Гоним по шине и множителю.Скачать

  

  Частота процессора, множитель и системная шинаСкачать

  

  Ethernet на пальцахСкачать

  

  Системная шина процессораСкачать

  

  Виды топологий локальных сетей | Звезда, кольцо, шинаСкачать

  

  Влияние шин PCI-e и внутренней шины видеокарты на производительностьСкачать

  

  Intel mesh vs ring bus. Сравнение в играх.Скачать

  

  Как работает процессор: частоты, шины и т.д.Скачать

  

  Как выбрать видеокарту. Или почему шина 256 бит - не рулит. (см. описание)Скачать

  

  Как разогнать процессор. Инструкция для чайников. Intel.Скачать

  

  Топологии сетей | Курс "Компьютерные сети"Скачать

  

  Отключаем поэтапно память у RTX 3090 и 3060 и измеряем разницу в производительности.Скачать

  

  Колеса для фикса / Miche Pistard WR vs Dura Ace HB-7600 h + son Archetype сравнениеСкачать

  

  Разгон процессоров Intel и AMD через BIOS.Скачать