ПРОБЛЕМЫ УТИЛИЗАЦИИ, РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ СВТ
| По окончанию изучения данного раздела студент (ученик) должен: - знать: - для чего необходима утилизация неисправных элементов СВТ; - основные моменты утилизации СВТ; - для чего необходимы ресурсосберегающие технологии использования СВТ; |
- для чего необходимы энергосберегающие технологии использования СВТ; - требования энергосбережения к различным компонентам ПК. -уметь: -применить теоретические знания на практике; - определять объем энергопотребления персонального компьютера. |
В Японии вступил в силу новый закон об утилизации старой компьютерной техники. Теперь владельцы домашних компьютеров не имеют права выбрасывать их на обычные свалки, а должны направлять старые ПК на переработку. При этом пользователям придется вносить за утилизацию устаревшей техники плату в размере от 3000 до 4000 иен (27-36 долларов), в зависимости от типа компьютера. После вступления закона в силу сбор на утилизацию ПК будет включаться в цену компьютеров.
Утилизация компьютерной техники осуществляется производителями в соответствии с заключенными с японским правительством соглашениями. На сегодняшний день в программе утилизации старых ПК участвуют 36 компаний, продающих 98% процентов компьютеров на японском рынке. Прием старых машин осуществляется в почтовых отделениях, переправку ПК на переработку также взяло на себя японское почтовое ведомство.
По оценкам Японской ассоциации электронной промышленности и информационных технологий, в стране используются около 24 миллионов домашних компьютеров - они имеются у 50,1% населения. На свалку ежегодно отправляются порядка 460 тысяч старых ПК, однако есть опасения, что в ближайшие годы эта цифра может удвоиться, а то и утроиться. При этом корпоративных пользователей обязали утилизировать компьютеры, начиная с 2001 года.
В нашей стране подобного закона об утилизации пока не существует, хотя утилизации неисправных элементов СВТ придают большое значение.
Утилизация неисправных элементов СВТ
Любые средства вычислительной техники недолговечны, особенно ПЭВМ. Так как технический прогресс не стоит на месте, то всего за 2-3 года компьютер устаревает морально, а за последующие несколько лет он устаревает физически. В настоящее время очень остро стоит вопрос об утилизации устаревшей компьютерной техники. По мнению экологов, в течение ближайших лет устаревшее компьютерное оборудование станет основным твердым мусором, загрязняющим планету.
В принципе, любой компьютер можно переработать и пустить во вторичное использование. При грамотной утилизации около 70–80% отходов техники способны вернуться к нам в том или ином виде.
Но не только экологическая проблема волнует наше государство, а особенно Министерство финансов.
Почти во всех компьютерах есть некоторое количество золота, серебра и других драгоценных металлов. В связи с этим, все организации без исключения должны вести их учет. За отсутствие учета основных средств, к которым относятся компьютеры можно поплатиться штрафом. Любая организация обязана документально оформлять поступление, движение, инвентаризацию и выбытие драгметаллов, содержащихся в составных частях офисной техники. На это указывают сразу два документа:
- Федеральный закон от 26.03.98 №41 ФЗ «О драгоценных металлах и драгоценных камнях» (п.2 ст.20);
- Инструкция по учету драгметаллов, разработанная в Минфине.
«…Организации обязаны вести учет драгоценных металлов и драгоценных камней во всех видах и состояниях, включая драгоценные металлы и драгоценные камни, входящие в состав основных и оборотных средств, покупных комплектующих деталей…» (Пункт 6.3 Инструкции о порядке учета и хранения драгоценных металлов и драгоценных камней, продукции из них и ведения отчетности при их производстве использовании и обращении, утвержденной приказом Минфина России от 29.08.01. № 68н.)
Несмотря на то, что данные нормативные акты никто не отменял, фирмы, деятельность которых напрямую не связана с драгметаллами, не принимают всерьез эти нормативные документы. Чем же обернется фирме отсутствие учета «драгоценных» запчастей? Вот какой ответ дали специалисты Центральной государственной инспекции пробирного надзора Российской государственной пробирной палаты (именно этот госорган проверяет, правильно ли фирмы ведут учет драгметаллов). «Вести учет драгметаллов, в том числе содержащихся в компьютерной технике, обязаны все фирмы. Нарушителям грозит штраф по статье 19.14. КоАП РФ. Для организации он составляет от 20 до 30 тыс. рублей, а для ее руководителя – от 2 до 3 тыс. рублей».
Кроме того, за нарушение порядка ведения учета операций с драгметаллами организация несет и налоговую ответственность.
Отсутствие учета драгметаллов, содержащихся в основных средствах, можно рассматривать как неправильное отражение на счетах бухгалтерского учета и в отчетности хозяйственных операций и материальных ценностей, что влечет согласно статье 120 НК РФ наложение штрафа от 5 до 15 тысяч рублей. Помимо этого, неоприходование лома и отходов, содержащих драгоценные металлы, в случаях списания основных средств приводит к занижению прибыли и недоплате налога на прибыль.
В России уже существует достаточно фирм по переработке вычислительной и радиоэлектронной техники с целью извлечения цветных, драгоценных, редких и черных металлов с последующей сдачей в Госфонд.
Также существует множество организаций, которые не хотят конфликтовать с Законом. К тому же не имеет смысла платить налог на имущество с устаревшего или давно неиспользуемого компьютерного оборудования. Так же как и продолжать медленно списывать старую технику через амортизацию. Намного выгоднее вовремя избавиться от этих ненужных обязанностей. Легче всего ненужное имущество просто списать. Как и в любой другой операции, при списании имущества главное – правильно выписать первичные документы. Списание основных средств должно быть оформлено приказом руководителя и актом на списание основных средств ОС-4 (ОС-4а - акт на списание автотранспортных средств) в соответствии с Постановлением Госкомстата РФ № 71А от 30.10.97 в ред. от 06.04.01.
Сам процесс утилизации несложен. Сначала прибор разбирают, насколько это возможно, сортируют металлы (черные, цветные, драгоценные), пластмассу и так далее. То, что разобрать уже нельзя, загружают в дробильный станок. Мелкая крошка попадает на движущийся транспортер. Воздухоотсосы заглатывают пластмассовую пыль и таким образом отделяют ее от металла. А металлическую смесь в дальнейшем подвергают плавке. При определенной температуре из нее выплавляется тот или иной металл - алюминий, медь, цинк, а также золото, серебро, металлы платиновой группы.
Ресурсосберегающие технологии использования СВТ
Два или три года – обычный срок службы СВТ. На этот срок ориентирована и смена поколений компьютерной техники, и срок службы компонентов. При условии своевременного и грамотного проведения модернизации СВТ этот срок может быть продлен примерно до пяти лет. После этого техника безнадежно устаревает, перестает отвечать уровню решаемых задач, не поддается дальнейшей модернизации из-за несовместимости новых комплектующих со старыми и в случае отказа - практически неремонтопригодна. Особую важность соблюдение указанных сроков замены СВТ приобретает в случае их использования для работы с ответственными приложениями, а также в составе категорированных объектов. Это связано с недопустимостью потери или искажения критической информации (особенно - секретной), используемой для принятия решений государственной важности.
Многие фирмы по сервисному обслуживанию и ремонту СВТ используют морально устаревшую или просто старую компьютерную технику для запасных частей, то есть практически все элементы компьютера в той или иной степени могут использоваться и в других компьютерах. Таким образом, системные компоненты являются широко распространенными и недорогими аппаратными средствами, устанавливать которые довольно легко. Типичный ПК содержит ряд следующих заменяемых компонентов, большая часть которых изготовлена по промышленным стандартам и соответствует определенному форм-фактору, некоторые компоненты могут быть сразу интегрированы в материнскую плату:
- системная плата;
- процессор;
- радиатор/вентилятор охлаждения центрального процессора;
- ОЗУ (RAM);
- батарея CMOS;
- корпус с дополнительным вентилятором;
- блок питания;
- видеоадаптер;
- монитор;
- звуковая плата;
- динамики;
- сетевой адаптер;
- жесткий диск;
- привод CD-ROM/RW или привод DVD-ROM/+RW;
- дисковод;
- кабели приводов;
- клавиатура;
- мышь.
Энергосберегающие технологии использования СВТ
Несколько крупных компаний, среди которых Google, Dell, Intel, Microsoft, HP, создали экологическую организацию Climate Savers Smart Computing Initiative (CSSCI). Компании признают, что половину электроэнергии средний компьютер тратит впустую. CSSCI предлагает поработать над энергосберегающими технологиями и сократить потребление электричества компьютерами вдвое уже к 2010 году. Речь идет не только о пользе для окружающей среды, но и об ощутимой экономии – до 5,5 миллиардов долларов.
Сейчас по темпам роста энергопотребления IT-сфера уступает только транспортной. Компания Cisco заявила, что на IT-сектор приходится 2% от всемирного объема выбросов углекислого газа. Столько же, сколько на все самолеты.
Таким образом, сохранение энергии – важное требование для сегодняшней офисной техники.
В 1992 году агентством по защите окружающей среды (Environmental Protection Agency) США и изготовителями компьютеров была создана программа Energy Star для содействия эффективности использования энергии и снижения загрязнения воздуха благодаря использованию в домах, организациях и на предприятиях оборудования, которое более эффективно использует энергию. Данный стандарт был предназначен для продвижения решений с низким энергопотреблением. Первыми устройствами, которые соответствовали Energy Star стали компьютеры и мониторы. В настоящее время логотип сертификации соответствия Energy Star можно увидеть и на другой офисной технике (рисунок 68). Техника, соответствующая требованиям ENERGY STAR, потребляет энергию на 30-75% меньше, чем традиционная техника аналогичного класса. При этом, продукты, получившие квалификацию ENERGY STAR выполняют все те же функции, что и стандартные продукты. С помощью опции сохранения мощности и возможности двусторонней печати, принтеры и копировальные аппараты, получившие квалификацию ENERGY STAR дают возможность значительно снизить расходы на электроэнергию.
На сегодняшний день около четверти всех продаваемых компьютеров имеют логотип Energy Star.
В настоящее время действует четвертая версия спецификации Energy Star, вступившая в силу 20 июля 2007 года. Согласно её требованиям пользовательский компьютер должен иметь наличие «спящего режима», в котором энергопотребление не должно превышать 30% от пикового. Главные изменения коснулись требований к эффективности блоков питания. Выпускаемые ныне блоки питания стандарта ATX 2.2 имеют КПД от 68%. Energy Star 4.0 предполагает, что в среднем этот показатель будет превышать 80% (средневзвешенный показатель при 20%, 50% и 100% уровнях загрузки).
Рисунок 68.- Логотип Energy Star
Согласно Energy Star все настольные компьютеры делятся на три категории:
- класс A;
Системы класса A подразумевают самое низкое энергопотребление. В него входят все компьютеры, не попавшие в категорию B и C.
- класс B;
Класс B предполагает наличие у ПК многоядерного процессора либо наличие нескольких процессоров, а также минимум 1 Гб оперативной памяти.
- класс C.
Класс C предполагает наличие у ПК многоядерного процессора либо наличие нескольких процессоров, дискретную видеокарту со 128 Мб памяти. Кроме этого должны выполняться два из трех следующих условий: минимум 2 Гб оперативной памяти, ТВ-тюнер с поддержкой HD, два или более жестких диска.
Ноутбуки согласно Energy Star делятся на две категории:
- класс A;
В класс A входят все ноутбуки, не попавшие в категорию B.
- класс B.
Класс B предполагает наличие у ноутбука видеокарты со 128 Мб памяти.
Для каждой из этих категорий установлен предельный уровень энергопотребления в каждом из режимов работы ПК (таблица 22).
Таблица 22 - Предельный уровень энергопотребления в режимах работы ПК
Тип ПК | Режим бездействия | «Спящий режим» | Режим Standby | КПД блока питания |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Настольные ПК (А) | 50 Вт | 4,0 Вт | 2,0 Вт | ≥80% |
Ноутбуки (А) | 14 Вт | 1,7 Вт | 1,0 Вт | ≥80% |
Настольные ПК (В) | 65 Вт | 4,0Вт | 2,0 Вт | ≥80% |
Ноутбуки (В) | 22Вт | 1,7 Вт | 1,0 Вт | ≥80% |
Настольные ПК (С) | 95 Вт | 4,0 Вт | 2,0 Вт | ≥80% |
Помимо перечисленных категорий в отдельный класс выделены серверы, у которых «типовое» энергопотребление должно составлять не более 35% от пиковой мощности БП плюс 1,75 Вт на каждый из имеющихся HDD.
Средства управления питанием позволяют снизить энергопотребление с помощью отключения ряда устройств компьютера без полного его отключения. Паузы (периоды времени до отключения этих компонентов) можно активизировать, настроить или отключить с помощью программы настройки компьютера.
Требования энергосбережения к мониторам
Сам по себе монитор потребляет немного энергии, но число использования мониторов растет, а значит увеличиваются суммарные энергозатраты. При работе мониторов происходит выделение тепла, что в больших учреждениях ведет к существенному локальному нагреванию воздуха.
Существует ряд нормативных документов в области экономии энергии. Среди них разработанный в США Energy Star и шведский Nutek. Эти стандарты устанавливают максимальные уровни мощности, потребляемой монитором в режиме экономии энергии.
Система управления энергопотреблением монитора, основанная на спецификации Energy Star, позволяет снизить энергопотребление системы в режиме бездействия на 60–80%, по сравнению с тем, сколько монитор потребляет энергии при работе в высоком разрешении и при большой глубине представления цвета (таблица 23).
Таблица 23. – Максимальное энергопотребление мониторов согласно спецификации Energy Star
Разрешение экрана | Потребляемая мощность, Вт |
1 | 2 |
640х480 | 42 |
800х600 | 49 |
1024х768 | 60 |
1280х768 | 68 |
1280х1024 | 80 |
1600х1024 | 93 |
1600х1200 | 103 |
1920х1200 | 118 |
1800х1440 | 129 |
2048х1440 | 143 |
2048х1536 | 150 |
Управление энергопотреблением происходит автоматически, после включения режима энергосбережения. При этом можно снизить уровень потребления энергии вплоть до 2 Вт в режиме полного отключения, хотя при работе монитор потребляет в среднем 80–90 Вт. В режиме Standby (режим временного переключения в режим ожидания) монитор потребляет менее 4 Вт. Кроме экономии энергии, использование режимов энергосбережения позволяет снизить тепловое излучение от работающего монитора. Выход из режима ожидания происходит простой активацией клавиатуры или манипулятора «мышь».
DPMS (Display Power Management Signaling) - это стандарт консорциума VESA (рисунок 69). DPMS определяет режимы управления энергопотреблением, которые могут быть использованы, когда монитор бездействует, при этом можно выбрать один из трех режимов: «Standby» (кратковременная пауза), «Suspend» (долговременная пауза) и «Off» (полное отключение). Но использовать эти режимы можно только в том случае, если и компьютер, и видеоадаптер, и операционная система поддерживают спецификацию DPMS, рекомендованную VESA.
Рисунок 69. – Логотип VESA
Шведская спецификация Nutek (Национальный совет индустриального и технического развития Швеции) требует, чтобы переход монитора в первый режим сохранения энергии («Standby») происходил в том случае, если мышь или клавиатура не использовались более 5 минут (но менее часа); при этом вернуться в нормальное состояние монитор может за 3 секунды. В этом режиме величина мощности должна обязательно быть меньше 30 Вт (желательно меньше 15 Вт). Через 70 минут мощность, потребляемая монитором, должна быть обязательно снижена до уровня менее 8 Вт (желательно до уровня менее 5 Вт). Время выхода из второго режима («Off») не определено. Уровни экономного потребления энергии, определенные Nutek, были включены в аттестационные системы TCO'92 и TCO'95. Логотип спецификации Nutek представлен на рисунке 70.
Рисунок 70. – Логотип Nutek
Сравнительные характеристики энергопотребления по спецификациям EPA и NUTEK представлены в таблице 24.
Таблица 24. - Энергопотребление по спецификациям EPA и NUTEK
Режим | ЕРА | NUTEK(ограничение TCO'95) | NUTEK(ограничение TCO'99) |
1 | 2 | 3 | 4 |
Работа | - | - | - |
Ожидание | - | - | - |
Приостановка | менее 30 Вт | менее 30 Вт | менее 15 Вт |
Сон | не более 15 Вт | менее 8 Вт | менее 5 Вт |
Время восстановления для режима «Приостановка» | - | 4 сек | 3 сек |
Благодаря затемнению экрана можно экономить энергию монитора на 20%. Функции управления расходом мощности гарантируют отключение питания долго неиспользуемого монитора. Активировать работу монитора можно нажатием клавиши на клавиатуре или движением мыши. Еще больше сэкономить энергию можно полным отключением монитора из сети.
Требования энергосбережения к принтерам, сканерам и копировальным аппаратам
Режим энергосбережения позволяет снизить потребление энергии в то время, когда устройство не используется. Для включения этого режима необходимо указывать период времени после выполнения задания, по прошествии которого устройство переключается в режим пониженного энергопотребления.
В режиме ожидания лампа сканера под стеклом экспонирования автоматически отключается. Это позволяет экономить энергию и увеличить срок службы лампы. При сканировании лампа автоматически включится через определенное время, необходимое для разогрева. У сканеров также можно указать период времени, в течение которого лампа остается включенной после завершения сканирования.
У всех периферийных устройств также в соответствии со спецификацией Energy Star несколько режимов энергосбережения. В таблице25 приведены параметры энергосбережения лазерных принтеров HP LaserJet 6P и 6МР.
Таблица 25.- Энергосберегающие характеристики принтеров HP LaserJet 6P и 6МР
Режимы | LaserJet 6P | 6МР |
1 | 2 | 3 |
В процессе печати | 175 Вт (среднее) | 175 Вт (среднее) |
В режиме ожидания(мгновенная экономия энергии) | 8 Вт | 8 Вт |
В режиме ожидания | - 8 Вт | - 8 Вт |
Требования энергосбережения к жестким дискам, BIOS и блокам питания
Система энергосбережения - это набор протоколов, используемых в ПК и позволяющих уменьшить энергопотребление компьютера, особенно в моменты, когда ПК находится в режиме ожидания. В накопителе на жёстких дисках все время в течение активной работы, вращается шпиндель. Это основной потребитель энергии винчестера. Поэтому многие схемы энергосбережения включают в себя остановку шпиндельного двигателя, если в течение некоторого времени компьютер находится в режиме ожидания, и повторной раскрутки шпиндельного двигателя при возобновлении работы с компьютером. При этом контроллер накопителя всё время находится в рабочем режиме. Даже в те моменты, когда накопитель находится в режиме энергосбережения, электроника винчестера отвечает на все команды, разрешённые протоколом обмена ATA/ATAPI. В случае необходимости считывания данных с поверхности накопителя, шпиндельный двигатель заново раскручивается, распарковывая головки.
Новые жёсткие диски, обычно расходуют меньше энергии, чем старые. Если сравнить современный высокоуровневый SATA-винчестер со скоростью вращения в 15000 оборотов в минуту и винчестер Seagate начала эпохи винчестеров для ПК, имеющий скорость вращения шпинделя в 3600 оборотов в минуту, то меньше энергии расходует именно современный SATA-винчестер. В процессе своей раскрутки при появлении питания, шпиндельный двигатель расходует примерно в два раза больше тока, чем при стабильной работе. Если в компьютере имеются четыре и более винчестеров, то надо учитывать большую нагрузку на блок питания при включении компьютера. Без качественного питания компьютер будет работать нестабильно, а может и вовсе не заработать.
Самое очевидное назначение системы энергосбережения BIOS - переводить систему в один из трех режимов энергосбережения - Doze (снижение частоты CPU), Standby (отключение дисков и видео) или Suspend (понижение частоты и выключение всех устройств) - в соответствии со счетчиками отсутствия активности (таймерами). При этом предполагается слежение за активностью тех или иных устройств и подсчет секунд отсутствия активности, после чего включается один из режимов энергосбережения.
Новый стандарт блоков питания (и корпусов), называемый ATX, предполагает несколько альтернативных способов выключения питания системы. Кроме классического (тумблером на обратной стороне блока питания), ATX-система может находиться в состоянии Soft-Off, когда система питается от напряжения +5В и потребляет минимальный ток. Переход в Soft-Off осуществляется тремя способами:
- нажатием кнопки «Power»на передней панели (она подключена к материнской плате и подачу питания не прекращает);
- программно, как это делает Windows (отсюда и название Soft-Off);
- при пропадании и появлении питания в сети (зависит от опции BIOS).
Современные блоки питания стандарта ATX выдают постоянные напряжения +12, +5, +3,3 и -12 В. Напряжение +12 В подается на центральный процессор, графический ускоритель, а также на дисковые накопители и другие устройства с электродвигателями (например, корпусные кулеры), напряжение +5 В - на чипсет, контроллеры накопителей, платы расширения и различные микросхемы на системной плате, напряжение +3,3 В - на некоторые другие микросхемы. Допустимое стандартом ATX отклонение от номинального напряжения - ±5%, и, как правило, все блоки питания укладываются в эти нормы.
Важная характеристика блока питания - его КПД, то есть процентное отношение отдаваемой мощности к мощности, получаемой из сети. Значение КПД при номинальной нагрузке для компьютерных блоков питания составляет обычно около 80% - можно считать, что остальные 20% идут на нагрев компонентов. Многие современные БП, соответствующие требованиям Energy Star 4.0, имеют КПД не ниже 80% при любой нагрузке выше 20%. При низкой нагрузке КПД падает примерно до 65% - это означает, что если вы используете в компьютере со скромной конфигурацией мощный блок питания "про запас", то вы не только зря потратили деньги при его покупке, но и постоянно приплачиваете лишнего за электричество.
Еще одна важная характеристика блока питания - сила тока на линиях с разным выходным напряжением.
Применительно к накопителям на жёстких дисках, у системы энергосбережения существуют недостатки:
- для накопителя очень критичны моменты парковки или распарковки головок, которые неизбежно при входе и выходе из энергосберегающего состояния. Ведь при парковке или распарковке головок происходит контакт головок с поверхностью магнитной пластины. Если очень часто производится вход и выход накопителя из энергосберегающего режима, также как и частые включения и выключения, происходит снижение ресурса накопителя в целом, вследствие снижения ресурса магнитных головок. На практике известны случаи, когда накопитель, войдя в энергосберегающий режим, не смог уже из него выйти, так как головки перестали считывать сервометки.
- при включении накопителя основная часть энергии тратится на раскрутку пакета с магнитными дисками, а для устойчивого кручения шпиндельного двигателя требуется значительно меньше электроэнергии. Для сохранности своих данных нежелательно включать режим энергосбережения, даже на ноутбуках.
Жесткие диски будущего (рисунок 71) будут тихими, быстрыми, энергосберегающими и устойчивыми к механическим воздействиям благодаря отсутствию движущихся частей. Сегодня эти накопители называют твердотельными дисками - Solid State Disks, или SSD. По мнению специалистов компании Samsung дни накопителей на жестких магнитных дисках уже сочтены. В ближайшие несколько лет HDD сможет удерживать свои позиции на рынке благодаря высокой емкости и низкой стоимости, но, тем не менее, будет смещаться в более специфичные и уменьшающиеся ниши. SSD обеспечивает большую скорость передачи данных, намного меньшее энергопотребление (то есть большее время автономной работы для ноутбуков), отсутствие шума и минимум тепловыделения. Например, когда данные не передаются, энергопотребление накопителя мизерное, всего 0,03 Вт. А во время работы оно составляет около 0,9 Вт.
Рисунок 71. - Solid State Disks
Обзор технологий энергосбережения для процессоров
Одним из основных потребителей энергии в системном блоке является процессор. Постоянный рост тактовой частоты и, соответственно, количества элементов приводит в увеличению энергопотребления. Однако, при выполнении определенного рода работ или при простое необходимости в работе процессора на полную мощность нет. В связи с этим было разработано и внедрено несколько технологий энергосбережения. Рассмотрим некоторые из них подробнее.
SpeedStep - энергосберегающая технология Intel, в основе которой лежит динамическое изменение частоты и энергопотребления процессора в зависимости от используемого источника питания. Впервые была использована в процессорах Mobile Pentium 3.
C1E - одна из функций энергосбережения процессоров серии 570J (ядро Prescott степпинга E0). Состояние C1E позволяет снизить напряжение при переводе процессора в состояние HALT, применяемое при низком уровне загрузки системы. При этом снижается уровень энергопотребления системы при низкой загрузке процессора.
Cool’n’Quiet - технология понижения скорости и энергопотребления центрального процессора, представленная AMD в серии процессоров Athlon 64. Её действие заключается в понижении частоты и напряжения при неполной загруженности ЦП. Цель данной технологии - снизить общее энергопотребление и тепловыделение, позволяя тем самым уменьшить скорость вращения вентилятора, отсюда - название «Cool’n’Quiet».
Данная технология пришла из сферы мобильных процессорных систем на базе AMD, только там она называется «PowerNow!». На данный момент она реализована во всех процессорах семейства AMD K8 - Athlon 64, Athlon 64 FX, Opteron.
Рассмотрим основные принципы работы данной системы. BIOS в ходе начальной загрузки создаёт для процессора описание возможных его состояний (P-States, состояния производительности), характеризуемых комбинацией частоты и рабочего напряжения. Эти описания в соответствии с интерфейсом ACPI считываются операционной системой при запуске. В ходе работы операционная система следит за загрузкой процессора, и если она не максимальна, делает попытку перевести процессор в одно из младших состояний. Для этого система обращается к драйверу процессора. Драйвер программирует регистры процессора, запуская процедуру перехода в запрошенное состояние. Снизив частоту и напряжение, процессор будет потреблять меньше энергии (примерно в два-три раза), а значит, будет меньше нагреваться. Шум тоже снизится, если кулер имеет термоконтроль. Тем самым будет достигнута цель - уменьшить температуру и шум системы.
Если операционная система обнаружит увеличение нагрузки, она снова запросит изменение состояния процессора, но на этот раз в сторону увеличения его частоты. По той же цепочке (OC-драйвер-процессор) будет выполнен необходимый переход, и процессор начнёт работать на номинальной частоте.
О том, как часто и в какое из состояний переводить процессор, операционная система решает в соответствии с выбранной политикой управления энергосбережением. Пользователь самостоятельно выбирает политику в «Панели управления» или sysfs - от минимального вмешательства (переходить в пониженный режим только при простое) до жёсткой экономии энергии (процессор практически всегда будет находиться в состоянии сниженного энергопотребления).
Алгоритм переключения процессора Athlon 64 между состояниями показан на рисунке 72.
Рисунок 72.- Алгоритм переключения процессора Athlon 64 между состояниями
Сначала процессор начинает ступенчато переключать напряжения (вверх или вниз), выдавая сигналы VID (номинал напряжения) на соответствующие контакты (фаза 1). Шаг переключения — 0.25 В. Добравшись до напряжения, которое немного выше целевого (чтобы процессор не потерял стабильность в момент смены частоты), процессор отключается от шины и подает новые сигналы FID (выбор частоты) на тактовый генератор (фаза 2). Это соответствует смене множителя. Когда новая частота процессора установится, напряжение переключается на целевое (фаза 3), после чего процессор возобновляет работу.
Для каждой модели процессора Athlon 64 существует своя таблица возможных состояний. У младших моделей (2800+ — 3200+) и моделей со старым степпингом C0 состояний всего три: максимальное (номинальное), минимальное (800 МГц/1.3 В, множитель 4х) и промежуточное. Операционная система «держит» процессор обычно либо в минимальном, либо в максимальном режиме.
На общем быстродействии Cool’n’Quiet сказывается, но очень незначительно. Основное влияние на производительность оказывает таблица возможных состояний процессора (P-States) и выбранная политика управления энергопотреблением операционной системы.
Power Now! - технология, разработанная AMD для применения в версиях процессоров K6-2+, K6-III+ и Athlon, которые устанавливаются в ноутбуки. Тактовая частота и напряжение питания процессора автоматически снижаются, когда компьютер простаивает или недостаточно загружен. Это позволяет снизить энергопотребление (увеличить время работы от батарей) и уменьшить тепловыделение. Аналогичная технология применяется и компанией Intel под названием SpeedStep. Вариант технологии Power Now! для обычных немобильных процессоров называется Cool'n'Quiet
Контрольные вопросы для закрепления пройденного
-
В каких законодательных актах РФ говориться об утилизации элементов СВТ?
-
Каким образом проходит утилизация СВТ?
-
В чем заключается ресурсосбережение средств ВТ?
-
Для чего была создана программа Energy Star?
-
Какие стандарты низкого энергопотребления мониторов Вам известны?
-
Какие категории настольных ПК согласно сертификации Energy Star Вам известны?
-
С помощью чего можно снизить энергопотребление компонентов СВТ?
-
Какие режимы энергосбережения монитора Вам известны?
-
Каким образом с помощью BIOS снизить энергопотребление ПК?
-
Как можно снизить энергопотребление блока питания?
-
Как можно снизить энергопотребление жесткого диска?
-
Как можно снизить энергопотребление процессора?
-
Какие энергосберегающие технологии для процессоров Вам известны?