Троттлинг процессора и видеокарты: как управлять и отключить понижение частот

Термический троттлинг может стать настоящей проблемой для любого компьютера или смартфона. Но что это такое и как он работает?

Сегодня я хочу поделиться с вами всем, что нужно знать о тепловом троттлинге, включая методы его предотвращения и устранения.

Давайте начнём с самого начала.

Термический троттлинг – что это такое и как это работает

Во-первых, давайте просто определим тепловой троттлинг.

Термический троттлинг или «регулирование» центрального процессора или графического процессора характеризуется снижением их частот и, следовательно, производительности после достижения определенного температурного порога или температуры.

Обычно процесс терморегулирования запускается при температуре около 90 градусов по Цельсию для конкретного устройства. Однако, некоторые модели могут регулировать скорость раньше или позже этого порога. Точная температура зависит от характеристик вашего устройства, но ясно одно: это будет высокий температурный предел, которого следует избегать.

Термический троттлинг – это процесс снижения производительности, когда центральный процессор или видеокарта распознают, что они слишком сильно нагрелись (и рискуют получить необратимые повреждения), и принимают решение замедлиться. В этом суть явления.

Теперь давайте углубимся в механизм этого процесса.

Как тепловой троттлинг влияет на графический процессор

Ваша видеокарта или графический процессор будут подвергаться тепловому троттлингу, как только она достигнет достаточно высокой температуры.

Для настольных графических процессоров это обычно начинается на уровне 90°C, но некоторые видеокарты рассчитаны на работу при температуре до 95°C, прежде чем активируется троттлинг.

Однако, графические процессоры ноутбуков не могут быть изготовлены с такими же высокими допусками, поэтому вы, скорее всего, столкнётесь с троттлингом уже в диапазоне от 75°С до 85°С.

Когда начнётся термический троттлинг, то, что произойдёт, будет зависеть от того, для чего используется ваш графический процессор.

В случае профессионального рендеринга тепловой троттлинг может привести к заиканиям в процессе редактирования, увеличить время рендеринга или и то, и другое. В особо экстремальных случаях это может даже привести к сбою.

Для игр это зависит от того, сколько ресурсов графического процессора используется. Если ваш графический процессор используется не полностью (особенно если вы работаете со скоростью 60 кадров в секунду с современными видеокартами), тепловой троттлинг может быть кратковременным и незначительным.

Однако, если вы доводите свой графический процессор до предела, вы сразу почувствуете разницу, когда производительность начнёт снижаться, поскольку вы быстро потеряете частоту кадров в реальном времени, и станет ещё хуже, если ваша система не сможет охладиться. В крайних случаях это может привести к сбою.

Как тепловой троттлинг влияет на центральный процессор

Центральный процессор начнёт тепловой троттлинг, когда достигнет определенного диапазона температур, обычно от 90 до 100 градусов Цельсия.

Это касается как настольных компьютеров, так и ноутбуков, но последним, из-за их размера и ограничений на воздушный поток, гораздо сложнее поддерживать температуру ниже порогового значения.

Поскольку ваш центральный процессор (ЦП) отвечает практически за все, что вы делаете в своей системе, тепловой троттлинг, связанный с перегревом, будет заметен сразу, особенно при выполнении любых сложных задач.

Перегрев видеокарты, безусловно, снижает производительность, но перегрев центрального процессора может негативно сказаться на удобстве использования и стабильности всей системы. Если ваш процессор постоянно подвергается троттлингу, это не следует игнорировать.

Почему тепловой троттлинг – это хорошо!

Прежде чем мы зайдём слишком далеко, важно, чтобы мы уделили время тому, чтобы оценить важную функцию, выполняемую тепловым троттлингом.

Термическое регулирование – это встроенная в аппаратное обеспечение вашего ПК защита, которая не позволяет ему выйти из строя.

Да, неприятно терять производительность, за которую вы заплатили хорошие деньги, но лучше потерять несколько кадров, чем навсегда лишиться дорого оборудования.

Помимо защиты, терморегулирование также служит для вашего ПК способом сообщить вам о наличии проблемы!

Почти каждый случай теплового троттлинга связан с одной или несколькими конкретными причинами, и даже на устройствах с фундаментально плохим тепловым дизайном (троттлинг смартфона – столь же частое событие) существуют программные решения для решения этих проблем.

Теперь давайте используем оставшуюся часть этой статьи, чтобы научить вас всему, что вам нужно знать об избавлении от теплового троттлинга!

Почему тепловой троттлинг – это плохо!

Хотя тепловой троттлинг лучше, чем катастрофический перегрев или аппаратный сбой, оно все равно отстой. И, к сожалению, производители, особенно производители ноутбуков, печально известны тем, что выпускают конструкции с плохими тепловыми характеристиками.

Когда система или компонент склонны к перегреву, тепловой троттлинг почти неизбежен!

К счастью, даже если вы застряли с таким устройством, у вас могут быть некоторые варианты решения проблемы.

Мы обсудим это в ближайшее время, но сейчас мы, наконец, перейдем к тому, что на самом деле вызывает тепловой троттлинг.

Что вызывает тепловой троттлинг графического процессора?

• Термопаста с истекшим сроком годности. Если у вас очень старый графический процессор (старше 5 лет), у вас может быть термопаста с истёкшим сроком годности, что снижает производительность.
• Нестабильный разгон. Если вы разгоняете графический процессор и увеличиваете предельную температуру, вы можете столкнуться с тепловым троттлингом и терять производительность. Кроме того, вы подвергаете оборудование высокому риску полного сбоя.
• Забитый или плохой поток воздуха. Плохой поток воздуха к видеокарте, особенно в случаях без хороших приточных вентиляторов или в запыленном ноутбуке, может привести к быстрому нагреву графического процессора. Плавный поток воздуха в/из графического процессора жизненно важен для его правильной работы.

  Установка нескольких видеокарт с открытым воздушным охлаждением со слишком маленьким пространством между ними может серьёзно снизить производительность графических процессоров.

• Вентиляторы охлаждения видеокарты не работают. Если один или несколько вентиляторов видеокарты не вращаются вообще, даже при большой нагрузке, вы можете столкнуться с частым тепловым троттлингом и сбоями из-за снижения эффективности охлаждающей системы видеокарты. Если все вентиляторы не работают, это должно произойти довольно быстро.
• Расширенные рабочие нагрузки с полной загрузкой требуют высокой эффективности системы охлаждения графического процессора и, скорее всего, вызовут перегрев, если у вас нет идеальных условий для охлаждения.
• Скопление пыли.

Что вызывает тепловый троттлинг центрального процессора?

• Расширенные рабочие нагрузки с полной загрузкой. Как и в случае с графическими картами, поддержание полной загрузки ЦП может быть опасным, если вы надеетесь избежать теплового троттлинга или перегрева. Многие профессиональные приложения, такие как приложения для рендеринга, могут склоняться к максимальному использованию ЦП по умолчанию, прежде чем изменять параметры конфигурации. Будьте осторожны с подобными вещами, особенно с ноутбуками.
• Корпуса с плохим воздушным потоком или видеокарта с открытым охлаждением в небольшом корпусе. Если в корпусе плохой воздушный поток, поток воздуха, проходящий через радиатор процессорного кулера, будет недостаточно быстрым для эффективного рассеивания тепла. Слабое охлаждение процессора означает, что он будет нагреваться под нагрузкой, особенно при выполнении тяжелых задач, которые могут привести к тепловому троттлингу.

  Кроме того, если вы используете небольшой корпус, выпуск горячего воздуха от видеокарты с открытым воздушным охлаждением может повысить температуру воздуха внутри корпуса, что, в свою очередь, повысит температуру вашего процессора.

• Неправильное применение термопасты или истёкший срок годности. Помимо потенциального истечения срока годности термопасты (обычно через пять лет или около того!), термопаста также может быть нанесена неправильно, особенно неопытным сборщиком. Неправильно нанесенная термопаста может по-прежнему работать, но у неё не будет такой же проводимости, что приведет к тому, что некоторые или все ядра процессора получат худшее охлаждение.
• Скопление пыли.

Как предотвратить тепловой троттлинг

1. Отключите очевидные причины (разгон или «режимы разгона»)

   Если вы занимаетесь разгоном процессора или видеокарты, даже с помощью простых инструментов, таких как «режимы разгона», вы можете выйти за пределы текущей настройки охлаждения.

   Даже при правильном разгоне существует риск, что ваш компьютер будет работать стабильно, но при длительной нагрузке может перегреваться. Это повышает вероятность сбоя или перегрева.

   Если вы заметили, что ваш компьютер начал испытывать тепловой троттлинг, обязательно отключите все функции разгона или аналогичные параметры.

2. Включить режимы низкого или сбалансированного энергопотребления

   Включение режима низкого или сбалансированного энергопотребления в вашей операционной системе может существенно снизить вероятность возникновения теплового троттлинга.

   Если в системе охлаждения нет серьёзных проблем, то тепловое троттлинг не возникает до тех пор, пока оборудование не окажется под высокой нагрузкой.

   Благодаря ограничениям мощности, установленным планами питания, ваше оборудование не сможет достичь этой точки полной нагрузки или даже генерировать столько же тепла, поскольку будет потреблять меньше энергии.

3. Установите ограничение FPS или включите V-Sync

   Если вы используете монитор с высокой частотой обновления или просто не включаете ограничение FPS, вы можете заметить, что ваша видеокарта работает на полную мощность, даже в играх, которые в этом не нуждаются.

   Даже если вы не сталкивались с проблемой троттлинга, запуск игр без контроля частоты кадров приводит к увеличению задержки ввода, что снижает вашу производительность как игрока, а не только вашего оборудования.

   Если это возможно, рекомендуется использовать внутриигровое ограничение FPS для каждой игры. Это позволит установить комфортную максимальную частоту кадров в пределах частоты обновления вашего монитора, что не заставит ваш графический процессор работать на пределе своих возможностей.

   Настройки V-Sync могут обеспечить достижение этой цели одним щелчком мыши, но стоит учесть, что при использовании V-Sync вы можете столкнуться с задержкой ввода и возможными падениями производительности по сравнению с внутриигровым или внешним ограничителем FPS, таким как RTSS.

4. Тщательно очистите компьютер от пыли

   Пыль – это известный враг компьютерного оборудования, и не только потому, что она портит внешний вид. Если её не удалять долгое время, то она скапливается внутри компьютера, затрудняя циркуляцию воздуха.

   Для человека ограниченный поток воздуха означает, что ему трудно дышать. Для компьютера же невозможность «дышать» приводит к ухудшению охлаждения, что, в свою очередь, вызывает повышение температуры и снижение производительности.

   Правильная и тщательная очистка компьютера от пыли может стать эффективным решением этой проблемы.

   Независимо от того, используете ли вы ноутбук или настольный ПК, обязательно используйте баллончик со сжатым воздухом и работайте в чистом, защищенном от статического электричества рабочем месте.

   При чистке пыли обязательно делайте перерывы, когда баллончик со сжатым воздухом становится холодным, и держите все вентиляторы неподвижно во время подачи воздуха, чтобы они не вышли из-под контроля и не повредились.

   Чтобы узнать, как открыть свой конкретный компьютер (особенно если вы используете ноутбук!), обратитесь к руководству производителя или веб-сайту для получения более подробной информации.

5. Улучшите охлаждение корпуса

   Если вы являетесь пользователем настольного ПК, то крайне важно правильно настроить вентиляторы вашего корпуса.

   Для создания конфигурации положительного давления вам потребуется как минимум два приточных (передних) вентилятора и один вытяжной (задний) вентилятор. Это обеспечит циркуляцию воздуха, как входящего, так и исходящего из вашего компьютера, что значительно улучшит общую температуру.

   Вы можете увеличить количество вентиляторов по своему усмотрению, особенно если у вас корпус большего размера. Однако, важно, чтобы конфигурация оставалась в режиме положительного давления. Для поддержания этого условия просто следите за тем, чтобы количество всасывающих вентиляторов всегда было как минимум на один больше, чем вытяжных.

6. Понижение напряжения видеокарты или процессора

   В отличие от разгона, который подразумевает увеличение максимальной мощности видеокарты и, как следствие, повышение тепловыделения за счёт повышения частоты ядра и памяти, андервольтинг использует другой подход.

   Суть андервольтинга заключается в сохранении стабильности работы на стандартных тактовых частотах. Это безопасный и простой способ уменьшить энергопотребление и тепловыделение графического процессора, при этом обеспечивая стабильную и высокую производительность.

   Если вам удастся решить проблему с температурным троттлингом, вы даже можете получить более высокую производительность, чем при обычном режиме, так как GPU с пониженным напряжением легче остаётся стабильным.

   Понижение напряжения процессора работает аналогично снижению напряжения видеокарты. Однако, независимо от выбранного вами метода, потребуется ручная настройка и, вероятно, многочисленные перезапуски.

   К счастью, ни один из этих процессов не должен привести к повреждению вашего оборудования. Более подробное руководство по понижению напряжения выходит за рамки данной статьи.

7. Замените термопасту процессора (очень сложно на ноутбуке)

   Если вашему компьютеру более 5 лет, скорее всего, срок действия вашей термопасты уже истёк. Когда это происходит, теплопроводность между процессором и кулером снижается, что значительно усложняет поддержание низкой температуры процессора.

   

   Неправильно нанесенная термопаста также может быть проблемой, особенно для неопытных сборщиков, которые использовали слишком мало или слишком много термопасты.

   В любом случае, иногда лучшее, что вы можете сделать, – это (безопасно) открыть компьютер, снять кулер и стереть существующую термопасту тканью из микрофибры, смоченной изопропиловым спиртом.

   После этого нанесите каплю термопасты размером с горошину в центр вашего процессора перед повторной установкой кулера, обязательно оказывая равномерное давление на процессор, когда вы это делаете.

8. Обновите кулер процессора

   Если простая замена термопасты не помогает, и вы уверены, что установили её правильно, возможно, пришло время подумать об обновлении процессорного кулера.

   Особенно, если вы используете высокопроизводительный процессор (Core i7, Ryzen 7 или лучше), более мощный процессорный кулер может быть тем, что вам нужно, чтобы получить максимальную производительность.

9. Замените термопасту графического процессора (сложно)

   Хотя замена термопасты центрального процессора не требует особых усилий, если только вы не используете ноутбук, замена термопасты графического процессора всегда будет более сложной задачей.

   Для графических процессоров ноутбуков процесс замены термопасты во многом напоминает переустановку процессора ноутбука. На самом деле, если вы используете ноутбук, вам, вероятно, придётся выполнять оба этих действия одновременно.

   Пользователям настольных компьютеров потребуется полностью извлечь видеокарту из ПК и следовать инструкциям производителя, чтобы отсоединить кулер. Здесь будет использоваться тот же метод, что и при замене термопасты центрального процессора: очистка старой пасты с помощью чистой ткани из микрофибры, смоченной изопропиловым спиртом, перед нанесением новой.

   Однако кристаллы графического процессора немного меньше, поэтому я бы рекомендовал начинать с капли размером с рис и вручную наносить новую пасту тонким слоем на кристалл. Когда матрица будет покрыта тонким слоем пасты, это всё, что вам нужно — не добавляйте больше.

10. Замените кулер графического процессора (чрезвычайно сложно)

    Если вы уже заменили термопасту графического процессора, то процесс установки нового кулера будет похож.

    Вам потребуется совместимый нестандартный кулер для вашей видеокарты, который вы будете устанавливать и обслуживать самостоятельно. Это не самый рекомендуемый вариант для большинства пользователей, особенно если ваш старый кулер всё ещё работает нормально.

    Если вы всё же решите пойти по этому пути, и остальная часть вашего компьютера сможет его поддерживать, возможно, стоит рассмотреть возможность приобретения водяного блока для графического процессора и установки системы водяного охлаждения AIO.

Часто задаваемые вопросы о троттлинге

Как определить, что устройство подвергается тепловому троттлингу?

Тепловой троттлинг – это довольно заметное явление, так как оно напрямую связано с перегревом системы и сразу же сказывается на её производительности. Однако, как именно это происходит, может варьироваться в зависимости от рабочей нагрузки.

Если у вашего компьютера очень плохие тепловые характеристики, то вы можете столкнуться с троттлингом даже при обычных задачах. В таких крайних случаях вы можете заметить полное зависание системы, которое может быть вызвано даже такими незначительными действиями, как ввод с помощью мыши. Это приводит к заметным задержкам и пропускам кадров.

Однако обычно вы не заметите троттлинг до тех пор, пока не начнёте выполнять интенсивные задачи, такие как рендеринг, игры или многозадачность. В таких ситуациях вы, вероятно, увидите снижение частоты кадров в играх или увеличение времени рендеринга в профессиональных приложениях.

Могут ли игровые консоли подвергаться тепловому троттлингу?

Да, игровые консоли, особенно с возрастом, подвержены накоплению пыли и другим проблемам, связанным с перегревом, как и другие устройства.

Если это будет продолжаться достаточно долго, консоль начнёт работать при температуре, значительно превышающей её нормальный рабочий диапазон, и перегреваться. Для продолжения работы ей потребуется обслуживание.

Однако консоли не предназначены для извлечения кулеров конечными пользователями, поэтому обычно всё, что вам нужно сделать, это очистить систему от пыли для обеспечения её стабильной работы.

Если проблема с перегревом становится слишком серьёзной, возможно, пришло время задуматься о замене термопасты.

Кто должен беспокоиться о тепловом троттлинге?

Если вы сталкиваетесь с тепловым троттлингом любой мощности, вы должны быть обеспокоены, потому что это означает, что охлаждения недостаточно для вашего оборудования.

Термический троттлинг может не представлять катастрофического риска, но он очень сильно снижает производительность, за которую вы заплатили своими с трудом заработанными деньгами.

Нет смысла покупать ноутбук с высокопроизводительным процессором для расширенного рендеринга видео, если этот процессор не может работать на высоких частотах без перегрева.

Что касается того, кого это должно волновать больше всего, я бы назвал профессионалов и геймеров.

Термический троттлинг для любого из этих пользователей может иметь катастрофические последствия, если он происходит в неподходящее время, особенно если приводит к сбою.