Гонка вооружений

Гонка вооружений

BlackLynx

Железо, номер #028, стр. 028-100-1

Большие объемы – большие проблемы

Сколько денег, сил и нервов можно угробить в погоне за «навороченностью» своей техники? Совершенству нет предела – верно, но, на наш взгляд, основным должен стать принцип оптимальности. Система должна быть сбалансированной. Как в математике: доказательство теоремы должно быть необходимым и достаточным. В компьютерной отрасли сейчас в моде гонка вооружений: больше, круче, дороже, мощнее. Многие рассуждают: «Пугали ограничением жестких дисков в 137 Гб, а у меня все работает! Пугали ограничением оперативной памяти в гигабайт, а у меня стоит, и ничего! У меня три жестких диска, четвертый буду ставить – у соседа же работает. И процессор помощнее, и с водяным охлаждением, и RAID-массив, и суперкорпус с шестью вентиляторами. И блок питания на 600 Вт – вчера в магазине продавали...». Хорошо, у каждого есть увлечения: кто-то коллекционирует марки, кто-то тюннингует машины, а кто-то – свой любимый компьютер. Ну и отлично! Если бы не одно «но»: вместо удовольствия от собранной своими руками системы получаем незначительный прирост производительности и кучу проблем. Что же это за проблемы? Разберемся на примерах.

Большие жесткие диски

Безусловно, еще вчера казавшиеся гигантскими объемы сегодня доступны каждому и уже напрочь съедены личными коллекциями музыки, фильмов, дистрибутивов. Конечно, удобно иметь всегда под рукой «все богатства» информационного пространства, но каково же разочарование при внезапной потере всего нажитого непосильным трудом? А ведь жесткий диск – далеко не самое надежное устройство, и данные могут случайно пострадать даже при полностью исправной системе от некорректной работы программы. Особенно остро встает проблема при превышении ограничения, наложенного спецификацией ATA, логического максимума LBA с 24-битной адресацией в 137 Гб (512*2^28=137438953472).

На некоторых HDD есть перемычка «Limit drive capacity» – ограничение объема диска для совместимости. Если BIOS материнской платы не поддерживает большого объема диска (кстати, это касается и ограничений в 2.8 и 36 Гб), то можно обновить его с сайта производителя или посмотреть отредактированные прошивки на ROM.by (http://rom.by). Если новых прошивок нет (или диск определяется в BIOS, но с него невозможно загрузиться), то можно обойти проблему средствами Windows, которая определяет объем в обход BIOS. Для этого достаточно отключить определение большого диска в CMOS Setup (или подключить его к RAID, FireWire или USB) и загрузиться с HDD меньшего объема. Но, даже имея возможность работать с дисками больших объемов, нужно учитывать особенности файловых и операционных систем. Если система не поддерживает 48-битную адресацию (BigLBA), то возможны сбои системы и порча файлов (и даже целых разделов). Для Windows 98 необходима поддержка на уровне BIOS, для Windows 2000 необходимо наличие SP3 и ключа EnableBigLBA в реестре (http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;RU;305098), а для Windows XP необходимо либо наличие SP2, либо дополнения к SP1 (KB303013, http://support.microsoft.com/default.aspx?scid=kb;RU;303013). При этом желательно не делать системный раздел больше 128 Гб.

Вообще, чем больше системный раздел, тем выше вероятность его повреждения и меньше скорость работы системы, так как при повышении фрагментации файлов увеличивается путь головки диска при поиске нужного сектора. Обычно для системного раздела Windows 98 достаточно 2 Гб, для 2000/XP – 3-5 Гб. Кроме того, это косвенно влияет на размер «помоек» (Recycled и Temporary Internet Files), размер которых задается в процентах от емкости диска. Для Windows 2000/XP лучше создать отдельный 1-3 Гб (1.5-2 максимально возможного размера RAM) раздел ближе к началу диска и разместить на нем только файл подкачки (размер файла – от рекомендованного Windows до 0.9 размера раздела).

Дополнительные жесткие диски имеет смысл устанавливать в съемных отсеках (Mobile Rack) и включать по минимуму, для резервного копирования или восстановления данных. Тогда можно уменьшить перегрев носителя от длительной работы, снизить риск потери ценной информации при сбое питания или ошибке программного обеспечения. Как показывает практика, наиболее удачное расположение IDE-дисков в системе – это только один (Master) системный загрузочный диск на первичном (Primary) контроллере, второй – Master на вторичном (Secondary) контроллере. На вторичном же и CD/DVD-привод, установленный как Slave. При таком расположении достигается максимальная скорость работы основного диска и записи с него на CD/DVD-RW. Скорость работы вторичного контроллера ограничивается только режимом работы самого медленного устройства. Расположение сменного HDD на вторичном контроллере позволяет отключать его в процессе работы (отключив контроллер через диспетчер устройств Windows) и производить замену. Расположение CD/DVD в качестве Slave позволяет практически не задумываться о положении перемычки на сменном HDD (как правило, она установлена в Master или Cable Select).

Пожалуй, самый полный разбор проблемы 137 Гб – на форуме сайта IXBT (http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=11:27711).

Критический объем памяти

Максимальный объем оперативной памяти обычно ограничен конструктивными особенностями материнской платы и указан в ее спецификации (инструкции пользователя). Некоторые платы могут некорректно работать с большими объемами, что лечится обновлением BIOS. Если модулей два, то для повышения производительности на некоторых платах (Asus P4C800, например) нужно поэкспериментировать с их расположением в слотах, так как слоты, организующие один банк, могут находиться как подряд, так и через один. При превышении определенного (не максимального) объема установленной памяти производительность системы может резко упасть. Это связано с максимальным кэшируемым объемом RAM, являющимся особенностью каждого чипсета. Также автоматический выбор размера файла подкачки обычно напрямую связан с объемом установленной оперативной памяти, и превышение его объема может тоже привести к нежелательным последствиям. Для систем с Windows XP и объемом RAM больше 1 Гб можно обойтись вообще без файла подкачки. Windows 98 требует изменения в секции [vcache] файла SYSTEM.INI: MaxFileCache=524288. В противном случае начинаются совершенно непредсказуемые явления в системе.

Дополнительно о проблемах «большого объема» и их решении можно узнать на форуме IXBT (http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=22:14564) и сайте Microsoft (http://support.microsoft.com/support/kb/articles/Q108/0/79.ASP).

Меньше шума – больше эффекта

Когда тепловыделение системы достигает предела, встает вопрос об улучшении охлаждения. Безусловно, воздушное охлаждение системы более надежно и безопасно, чем водяное или криогенное. Его эффективность во многом обеспечивается скоростью воздушного потока, проходящего через радиаторы элементов системы. Обычно эта задача решается установкой дополнительного вентилятора. И, как правило, это приводит к незначительному улучшению ситуации, а иногда и ухудшению, и, естественно, – к повышению уровня шума.

А дело в том, что необходим комплексный подход к охлаждению. Нужно определить единственно верное направление движения воздуха в корпусе. Обычно это спереди снизу назад кверху, что обусловлено как физической закономерностью – теплый воздух поднимается вверх, так и конструктивными особенностями AT/ATX – блок питания расположен сверху, и его вентилятор «выбрасывает» воздух наружу. Если второй вентилятор расположить также сзади и направить его внутрь, то возникает циркуляция и выброшенный из корпуса теплый воздух снова поступает внутрь. Аналогичная ситуация возникает, если нет достаточного количества отверстий спереди корпуса. Дополнительный же вентилятор «на выдув» на задней панели нередко расположен так, что отбирает воздух, поступающий к радиатору процессора, и температура CPU повышается. Для предотвращения такого эффекта нужно сделать сепаратор потока – пластинку из пластика, отделяющую поток воздуха к процессору от потока, идущего от процессора к дополнительному корпусному вентилятору, так, чтобы не нарушалось направление потока в системе.

Размер входных отверстий на лицевой панели тоже должен быть достаточным, иначе возникнет разрежение атмосферы в корпусе, недостаток приточного воздуха и, как следствие, повышение температуры, а также протяжка через щели накопителей, вызывающая их запыление и усложняющая обслуживание системы. Наилучшие результаты получены при установке большого мощного вентилятора на передней стенке корпуса. При этом были вырезаны лишние элементы передней стенки, мешающие потоку, установлен воздушный фильтр, а основной поток направлен на жесткий диск.

Оптимальный режим работы вентилятора достигается при удалении его крыльчатки от препятствий. Таким образом, установив его на резиновый амортизирующий кожух, можно «убить двух зайцев». Кожух изготавливается из микропористой резины (например, из старого коврика от мыши). Каркас для обеспечения жесткости – из ПВХ-оболочки проводов, в которые вворачиваются саморезы, крепящие вентилятор к кожуху, а кожух к корпусу. Резина клеится к рамке и по стыкам проклеивается пленкой.

Правильность расчетов проверяется на практике, при включенной системе и закрытом корпусе, при помощи тонкой струйки дыма (например, испускаемого тлеющей сигаретой или ароматической палочкой). Пронося ее вдоль щелей корпуса, определяем направление движения воздуха. В идеале, воздух должен засасываться только через отверстия в лицевой панели, а из других щелей – выходить наружу.

Что касается выбора вентилятора – уровень шума в основном зависит от скорости вращения крыльчатки, типа его подшипника и формы его лопастей и канала. Производительность вентилятора зависит от скорости вращения, площади канала и формы лопастей. Подшипник скольжения (Sleeve Bearing) качественно изготовить проще, чем качения (Ball Bearing), поэтому дешевые шарикоподшипники громче дешевых подшипников скольжения. Но качественные шарикоподшипники и долговечнее, и тише. Есть еще и гипроподшипники (Hypro Bearing), разработанные фирмой ADDA – одним из лидеров в производстве устройств воздушного охлаждения, являющиеся дальнейшим развитием подшипников скольжения. Сейчас на многие гипроподшипниковые вентиляторы дают пожизненную гарантию. При выборе вентилятора из двух наиболее близких лучше выбрать тот, что при меньшей скорости вращения дает больший поток (CFM или CPM).

«Слабости» мощных блоков питания

Чем мощнее блок питания, тем лучше. Но что кроется за «паспортной мощностью»? Обычно мощность блока характеризуется способностью БП поддерживать нужное напряжение при повышении силы тока. Реализуется такая возможность за счет системы обратной связи, построенной на контроле падения напряжения канала питания. Иными словами, если повышается нагрузка на шине +12 В и напряжение снижается до +11.2 В, то стабилизатор поднимает его до +12 В. Но во многих дешевых схемах система стабилизации одна, и она выравнивает все напряжения по шине +12 В. То есть, если для достижения нужного напряжения на шине +12 В придется поднять его в 1.5 раза, то и напряжения на +5 В и +3.3 В вырастут пропорционально, примерно в 1.5 раза. В результате блок будет «тянуть» непомерную нагрузку по шине +12 В, но явно заваливать другие напряжения. В дорогих и качественных блоках питания ставят раздельные системы стабилизации по каждому каналу питания.

Вторым моментом является скорость срабатывания стабилизатора при снижении потребления (например, при остановке/отключении съемного жесткого диска или переходе в «режим сна»). Если скорость поднятия напряжения недостаточна, то при включении дополнительного устройства в процессе работы система может зависнуть или перезагрузиться. Если же скорость снижения недостаточна, то при отключении питания устройства напряжение по шине может резко подскочить. Последствия можно не объяснять. Возникает «естественное желание» подключить для сглаживания напряжения мощный конденсатор параллельно цепи питания жесткого диска. Результат такого действия – резкое повышение напряжения и вывод из строя компонентов системы. Дело в том, что выходное напряжение генерируется поочередным снятием тока с пары конденсаторов на выходе импульсного блока. Подключив еще один конденсатор в цепь, мы увеличим суммарную емкость конденсаторов системы и время их наполнения. В результате нарушится синхронизация и наступит момент, когда два конденсатора блока, работающие поочередно, откроются диодами одновременно. Двойной удар Ван-Дамма по почкам системы обеспечен.

В результате, качественный блок питания меньшей заявленной мощности зачастую более устойчиво работает под большими нагрузками за счет своего «запаса прочности» и развитой системы стабилизации.

Признаки, указывающие на качественный блок питания:

1. Маркировка проводов (от 16AWG до 18AWG для питания жестких дисков и т.п., от 18AWG до 20AWG для флоппи-дисковода).

2. Большие и мощные силовые трансформаторы, отсутствие нераспаянных на плате фильтров и дросселей (их часто заменяют перемычками), мощные фирменные конденсаторы на высоковольтном каскаде (470 мкФ и выше) – такие мелочи часто можно подглядеть через щели корпуса блока. Для удешевления конструкции часто блок лишают переключателя напряжения 110/220 В. На современных БП переключатель – автоматический, о чем говорит надпись «110/220 Auto Switching Power Supply» или указание AC Input 115V и 230V.

3. Качественные вентиляторы известной фирмы-производителя (ADDA, Jamicon, Kamei, Evercool) или собственного производства (ThermalTake, Powerman, Zalman), желательно Ball Bearing. Желательно наличие проволочной защитной решетки вместо штампованой.

4. Указание на наклейке максимальной силы тока по каждому каналу, желательно наличие описания с указанием в спецификации прогнозируемой наработки на отказ (MTBF или MTTF > 100 тыс. часов), уровней защиты по напряжению (OVP/UVP <6%), по току (OCP 110-150%) и защиты от короткого замыкания.

Интересно, что в инструкции, приложенной к блоку питания Powerman Pro (http://www.powerman.ru), в английской части указано значение наработки на отказ 100’000 часов, а в русском переводе – всего 50’000. Вряд ли это опечатка :).

Чисто китайский подход

Наши китайские друзья – ребята ушлые, как только ни исхитряются, дабы сэкономить пару юаней даже на самом неходовом товаре. Недавно в Россию поступила небольшая партия процессоров Intel Pentium III в корпусе SECC (Slot-1). Характерной особенностью этих процессоров является их определение в системе как Pentium II или Celeron. Различные утилиты для определения типа процессора – CPU-Z (http://www.cpuid.com/download/cpu-z-133.zip) и CrystalCPUID (http://crystalmark.info/download/download.cgi?file=CrystalCPUID50Beta.zip) «сбивались» в своих определениях: дескриптор процессора 066Ah – это Mobile Pentium II в корпусе Mobile PGA или BGA, а по данным DMI – это Celeron на Slot-1. На пластиковом корпусе картриджа процессора выштамповано Pentium III, 500/256/100/1.75V. Если снять радиатор, то сам кристалл не похож на Pentium II/Celeron, но и чуть меньше Pentium III. Родная Intel’овская маркировка заклеена голограммой и «фирменной» наклейкой, повторяющей надпись на пластиковом корпусе.

Если же снять наклейку, то можно прочесть L951A163 SL32R KC 300/256.

На сайте Intel (http://processorfinder.intel.com/scripts/default.asp) по индексу SL32R удалось выяснить, что это действительно PII-300 KC Mobile, но он никогда не выпускался в корпусе SECC, и таких процессоров нет ни на одном из сайтов-коллекций процессоров (http://www.cpu-collection.de/, http://cpu-museum.de/). Выходит, китайцы впаяли мобильный процессор в переходник и продавали его как другую модель. И не лень было тратить время и силы из-за какой-то пары центов? Видно, стоило. Известно, что китайцы трудолюбивы, но это, IMHO, перебор...

Интересно, что этот процессор действительно устойчиво работал на частоте 5х100 МГц, хотя и перегревался до 62 градусов. Нормальная работа была достигнута при частоте 400 МГц (температура 54 градуса), что показывает высокий разгонный потенциал мобильных процессоров.

Итак, подведем итог

При сборке/модернизации компьютера нужно руководствоваться необходимостью и достаточностью. Комплектующие должны быть не самые дорогие, но и не дешевки, главный критерий – качество. Лучше взять диск чуть помедленнее, но хорошо себя зарекомендовавший (это можно определить по отзывам на форумах сервис-центров), а память – лучше с разгонным потенциалом (если она будет работать на завышенных частотах, то на стандартных – уж точно не подведет), и т.п. Сэкономить лучше на красивостях и фенечках-прибамбасах (моддингом можно и самому на досуге позаниматься не в ущерб качеству комплектующих), и, иногда, на имени производителя (благо и гиганты временами лажают, и подделывают их часто) – взять менее раскрученный брэнд, если он сделан по уму.

Количество устройств тоже должно быть необходимым и достаточным. Зачем три жестких диска и три CD-привода? «Один диск для системы, второй – для видео, на третьем – архивы, с одного CD читаю, на другой – пишу, с третьего музыку слушаю»... А при забросе по питанию – умирают все вместе. Или не тянет блок питания.

Как показывает практика, при использовании на домашнем компьютере RAID-массивов для повышения объема и распределения записи прирост наблюдается разве что при видеомонтаже (и тот незначителен), а офисные приложения и игры могут работать даже медленнее. Чем больше устройств, тем выше вероятность их выхода из строя. Лучший выход – обзавестись съемным отсеком под второй HDD и включать его только при необходимости записать – восстановить копию или заменить записи в папке любимой музыки на рабочем HDD.

DVD-RW достаточно тоже одного: писать с диска на диск – не лучший вариант, так как если на исходной болванке есть проблемы, то записываемую болванку можно выбрасывать, а в процессе создания образа или копии на HDD можно избежать ошибок чтения.

Больше железа – больше забот, в том числе и по обслуживанию. Больше устройств – больше тепловыделение, перегрев. Чем больше вентиляторов, тем чаще они выходят из строя и сильнее шумят. Да и толку от двух больших вентиляторов, тихих и грамотно установленных, больше, чем от пяти маленьких, шумных, да еще и дующих в противоположные стороны или гоняющих тепло по кругу... Главное – умеренность и точный расчет. Тогда и нагрузки на систему, и тепловыделение, и проблем будет меньше.