Что такое Thermal Throttling?

Во время работы компьютеры выделяют тепло, но при большой нагрузке они выделяют его намного больше. Это может привести к снижению производительности, известному как Thermal Throttling или тротлинг. Так что же такое «тротлинг» и как его избежать?

Пропуск тактов или тротлинг — механизм пропуска части машинных тактов (циклов) в цифровой электронике с целью синхронизации работы различных компонентов (например, в интерфейсе SCSI) или их защиты, в том числе процессора, от термического повреждения при перегреве.

Чем выше тепловая нагрузка на процессор, тем больше тактов он пропускает, таким образом, не давая температуре подняться. Однако, при этом снижается производительность.

В большинстве центральных процессоров Intel защита этого типа срабатывает при приближении или достижении критической температуры кристалла, T_junction до 100—105 °С. Критическая температура — это максимальная температура кристалла процессора, при которой он может работать. В спецификациях на ЦП Intel фигурирует другой параметр — T_case (case temperature «температура корпуса») — допустимая температура в интегрированном теплораспределителе (IHS) процессора. Данная температура имеет различное значение у различных моделей процессоров, в отличие от почти одинаковой T_junction. Как правило, T_case взаимосвязана с мощностью тепловыделения (TDP) и значением T_junction (англ. junction «температура п/п перехода»), а также зависит от способа крепления IHS крышки к кристаллу ЦП (пластичная теплопроводящая прослойка или пайка припоем).

Температура замеряется несколькими термодатчиками, расположенными внутри кристалла в различных его точках по площади. Температура, необходимая для начала задействования механизма защиты при нагреве ядра процессора, — примерно 100 °С (T_jmax).

Thermal Throttling защищает оборудование

Компоненты компьютера, такие как процессор, видеокарта и даже модули оперативной памяти, выделяют тепло. При большой нагрузке они выделяют намного больше тепла, что может привести к их перегреву. При длительно высоких температурах эти компоненты могут быть серьезно повреждены.

Когда компонент достигает достаточно высокой температуры, производительность ограничивается, чтобы предотвратить накопление тепла и ускорить охлаждение. Компоненты могут безопасно работать на полную мощность только в том случае, если охлаждающее может поддерживать их безопасную рабочую температуру.

«Throttling» в данном контексте означает падение производительности путем снижения тактовой частоты. Ваша видеокарта или процессор будут работать медленнее, что приведет к снижению производительности. Это проявляется в виде торможений, в то время видеокарта снижает частоту кадров в играх.

Более серьезные признаки перегрева включают сбои, визуальные артефакты и искажения на экране, а также внезапные рестарты системы.

Безвентиляторные устройства более восприимчивы тротлингу

В то время как игровые видеокарты и процессоры могут выделять много тепла, предотвращение троллинга возможно при соответствующем охлаждении. Вы можете проверить, регулируете ли вы температуру, используя инструмент системного монитора, такой как MSI Afterburner,  для наблюдения за тактовой частотой вашей видеокарты и процессора.

Но это явление не ограничивается компьютерами. Многие планшеты и смартфоны сталкиваются с Thermal Throttling из-за их безвентиляторной конструкции. Эти устройства используют пассивное охлаждение, которое подходит для легких задач, но может вызвать троттлинг при длительной нагрузке.

Например, чип Apple Silicon M1 был отмечен критиками за его отличную производительность и эффективный дизайн, но ни базовая модель MacBook Air, ни модели iPad Pro 2021 года не получают активного охлаждения. Что привело к тому, что некоторые владельцы MacBook Air оснастили свои ноутбуки термопрокладками, чтобы лучше отводить тепло через алюминиевый корпус.

Как избавится от троллинга?

Основной причиной троллинга процессора является выделяемое избыточное тепло. Это увеличение тепла может происходить по разным причинам. Следовательно, основной способ остановить тепловое дросселирование процессора — снизить температуру до нормального рабочего уровня.

Нормальная рабочая температура процессора составляет около 50-60 °С. Средняя температура процессора составляет 70 °С.

Критическая температура процессора составляет 80 °С . Когда температура повышается выше этого значения, происходит тепловой троллинг. Следовательно, вы должны поддерживать температуру ниже этой.

Вы можете поддерживать температуру ниже 80 градусов и предотвратить троллинг процессора следующими способами.

Очистка от грязи и пыли вентиляционных отверстий

Ноутбуки склонны к попаданию пыли и грязи, потому что они прилипают к вентиляционным отверстиям, а также проходят через эти отверстия.

Грязь и пыль продолжают накапливаться внутри вентиляционных отверстий и предотвращают утечку горячего воздуха из них. Поскольку горячий воздух не может быть удален из вентиляционных отверстий, тепло увеличивается, что увеличивает температуру процессора и приводит к троллингу процессора.

Пониженное напряжение и пониженная частота процессора

Пониженное напряжение — это снижение рабочего напряжения процессора. По мере уменьшения протекания тока также уменьшается выделяемое тепло, что снижает температуру ЦП и предотвращает тепловое дросселирование ЦП.

Понижение тактовой частоты — это снижение производительности процессора. Уменьшение тактовой частоты снижает мощность, потребляемую процессором. По мере снижения энергопотребления уменьшается тепловыделение, что снижает температуру процессора и предотвращает троллинг.

Это один из лучших методов избавления от троллинга, особенно для безвентиляторных устройств, и он совершенно безопасен, если вы знаете, как это сделать правильно. Это также может сделать вашу систему более стабильной.