Приложение для оверклокинга видеокарты компьютера

Департамент образования мэрии города Новосибирска

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение города Новосибирска

"Средняя общеобразовательная школа №19"

XXXVI городская открытая научно-практическая конференция Новосибирского научного общества учащихся «Сибирь»

Секция: Информатика и ИКТ

                    Приложение для оверклокинга видеокарты компьютера

Автор: Гудов Дмитрий Николаевич,

9 класс, МБОУ СОШ №19,

Руководитель: Самойлова Екатерина Михайловна,

учитель информатики и ИКТ,

Новосибирск

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

Часть 1. Теоретическая часть

1.1. Видеокарта. Основные характеристики видеокарты 4

1.2. Разгон видеокарты. 5

1.3. Каким способом можно разогнать видеокарту 6

1.4. Какие трудности могут возникнуть при разгоне видеокарты 7

Часть 2. Практическая часть

2.1. Результаты анкетирования………………………………………………8

2.2. Описание этапов написания приложения для разгона видеокарты…..8

2.3. Тестирование программы. Анализ полученных результатов ………...9

Заключение 11

Список литературы 12

Приложение 13

Введение

Актуальность

Мы живем в XXI веке, веке информационных технологий. Так для многих людей стоит потребность в мощном и производительном компьютере. Производители комплектующих для компьютера не перестают улучшать характеристики своих устройств и выпускать все новые и новые модели. Так и на примере видеокарт. Для того, чтобы установить и играть в большинство новых компьютерных игр необходима мощная видеокарта, которая порой стоит не малых средств. Поэтому для большинства пользователей становится проблема того, что невозможно угнаться за новинками компьютерного рынка.

Гипотеза: предположим, что возможно создать такое приложение, которое позволит улучшить технические характеристики видеокарты персонального компьютера.

Объект исследования: видеокарта персонального компьютера.

Предмет исследования: оверклокинг1 видеокарты компьютера с помощью приложения.

Целью моей работы стало написание приложения для оверклокинга видеокарты персонального компьютера.

Для достижения своей цели я ставлю перед собой следующие задачи:

изучить технические характеристики видеокарт;

узнать, что такое "разгон" видеокарты и для чего нужно "разгонять" видеокарту;

выяснить, каким способом можно "разогнать" видеокарту;

проанализировать проблемы, с которыми можно столкнуться при "разгоне" видеокарты;

написание приложения;

проанализировать полученные результаты;

сделать выводы;

подготовить для защиты мультимедийную презентацию.

Методы исследования:

поиск и анализ информации из различных источников;

опрос;

эксперимент;

графическая и статистическая обработка результатов.

Часть 1.

  Видеокарта. Основные характеристики видеокарты

Видеокарта – плата, преобразующая видеоизображение в цифровые сигналы и выводящая на экран монитора. Это один из основных компонентов компьютера. Она отвечает за обработку графики и вывод изображения на экран монитора. Поэтому при выборе видеокарты очень важно обращать внимание на ее характеристики. Поскольку именно от характеристик видеокарты зависит, сможет ли она удовлетворить все требования пользователя.

Графический процессор (чип)

Первое на что следует обратить внимание при выборе видеокарты — это графический процессор. От модели графического процессора зависят все остальные характеристики видеокарты.

Тактовая частота графического процессора

Тактовая частота графического процессора это одна из важнейших характеристик видеокарты. Как правило, тактовая частота графического процессора видеокарты указывается в мегагерцах (МГц), реже используются гигагерцы (ГГц). Чем выше тактовая частота, тем быстрее процессор обрабатывает информацию, а это непосредственно влияет на быстродействие видеокарты.

Объем видеопамяти

Объем видеопамяти – это характеристика, объём хранимой информации в видеокарте, конечно на производительность окажет эффект увеличение видеопамяти, но всего на 5-8%, но другое дело если её не хватает чтобы загрузить все что надо, тогда её несомненно надо увеличивать. Объёма видеокарты обычно хватает, чтобы справляться с предназначенными для неё целями.

.

Тип памяти

Тип памяти уже более весомая характеристика видеокарты. Сейчас в продаже можно найти видеокарты с такими типами видеопамяти: DDR3, GDDR3, GDDR4 и GDDR5.

На данный момент, в большинство современных видеокарт устанавливается память типа GDDR3 или GDDR5. Память GDDR3 используется в дешевых видеокартах, тогда как GDDR5 в видеокартах среднего и высокого уровня.

Частота видеопамяти

Частота видеопамяти – это характеристика, которая влияет на скорость обмена данными между процессором и памятью. Естественно скорость обмена данными между процессором и памятью влияет на общую производительность устройства.

Разрядность шины памяти

Разрядность шины памяти – это еще одна характеристика, влияющая на скорость обмена данными между процессором и памятью. Сейчас в продаже можно найти видеокарты с разрядностью шины памяти: 32, 64, 128, 196, 256, 384, 512 и 768 бит.

Видеокарты с разрядностью шины памяти меньше 128 бит – это дешевые устройства для офисного использования. Видеокарты среднего уровня и выше оснащаются шиной с разрядностью от 128 бит.

Разъемы для подключения к монитору

Немаловажным параметром являются разъемы на задней панели видеокарты, предназначенные для подключения к монитору. В большинстве случаев для подключения к монитору используется разъем DVI. Такой тип подключения поддерживают большинство видеокарт и мониторов.

Но, если вы планируете подключать к компьютеру телевизор с помощью порта HDMI или проектор с помощью порта VGA, то необходимо убедиться, что выбранная видеокарта оснащена нужным вам портом.

1.2. Разгон видеокарты

Разгон - это попытка увеличения вычислительной мощности без замены основных компонентов. В нашем случае мы будем выполнять разгон видеокарты.

Под вычислительной мощностью видеокарты понимается тактовая частота GPU (графический процессор) и RAM (оперативная память видеокарты).

Чтобы понять, почему они (тактовая частота GPU и RAM) являются главными параметрами. Тактовая частота CPU обозначает количество тактов в секунду. Каждый такт процессор может выполнить не более 1 инструкции, но время выполнения инструкции может быть и меньше такта и больше.

t – такт;

i – инструкция.

Как видно при возможности каждый такт берётся 1 инструкция, но если увеличить частоту, то время простоя и перехода на следующею инструкцию сократиться.

Но скорость выполнения самой инструкции не увеличиться, да и каждый такт требует подачи какого- либо количества электричества. И с увеличением частоты подниматься тепловыделение.

Также можно изменить вольтаж CPU, но это будет рассмотрено позже.

С частотой CPU разобрались, но что о RAM частоте?

Уже давно инструкции и переменные храниться вместе. Для выполнения инструкций они должна быть получены из RAM, да и сами инструкции не редко обращаются к RAM. Как вывод чем выше частота, тем быстрее выполняться, получаются инструкции.

Но, скорость общения с RAM в любом случае ограничена системными параметрами.

1.3. Каким способом можно разогнать видеокарту

Разогнать видеокарту можно двумя способами:

Программным. Способ разгона при помощи программ хорошо подходит для новичков, поскольку риски выхода из строя видеокарты при его использовании минимальны. Смысл данного метода заключается в установке специальных приложений, предназначенных для разгона видеокарты, которые берут всю работу на себя.

Перепрошивкой BIOS. Более сложный способ, который подходит для опытных специалистов. Он заключается в замене установленного программного обеспечения в видеокарте на новое, которое специально переработано под работу с более высокими частотами. Для каждой модели видеокарты выпускается свой разогнанный BIOS, а чаще и не один. В некоторых ситуациях BIOS старшей модели в линейке видеокарт подходит для младшей.

1.4. Какие трудности могут возникнуть при разгоне видеокарты

Итак, если вы решились разогнать видеокарту, то в первую очередь стоит определить примерные максимально стабильные частоты видеокарты.

Увеличивать частоты следует не одновременно, а по очереди – так мы будем точно знать, что именно переразогнано в случае зависания или сброса частот.

Переразгоном называется такой разгон, при котором появляются артефакты в играх и тестах, зависания, БСОДы (Blue Screen of Doom), вылеты тестов, произвольные перезагрузки, срабатывает автотормоз (для NVIDIA) или VPU Recover (для ATI), и т.п.

Рассмотрим, что означают эти глюки и как с ними бороться.

Артефактами называются самые разнообразные искажения и дефекты изображения, такие как вылет полигонов, разноцветные точки, полосы и прочие неестественные явления.

С ними сталкивается каждый при разгоне своей видеокарты. В подавляющем большинстве случаев именно они появляются первыми и означают, что разгон уже превышает разумную грань.

Зависания – это очень распространенная проблема, с которой можно столкнуться при разгоне. Они бывают разные: может просто замереть картинка, чаще всего это признак переразгона чипа. Судить о природе этого зависания можно по тому, что было на экране перед тем, как компьютер завис.

BSOD - Blue Screen of Death, что в переводе «Синий Экран Смерти», это такой глюк при котором система зависает, а на экране мы видим непонятные закорючки на синем фоне. BSOD обычно характерен для переразгона оперативной памяти (редко – процессора), но может быть вызван и видеокартой.

Вылет тестов – это ситуация, когда при прохождении теста, или при игре неожиданно тестовая/игровая программа закрывается, и мы видим перед собой рабочий стол. Характерно для переразгона CPU или оперативной памяти. В редких случаях может быть виновато ядро видеокарты.

Произвольная перезагрузка характерна для нехватки мощности блока питания, но в редких случаях может быть также вызвана и переразгоном практически любого компонента.

Метод борьбы – установка более мощного блока питания, понижение частот или улучшение охлаждения.

Автотормоз и VPU Recover – это защитные функции видеокарты, которые предназначены для понижения тактовых частот ее ядра/памяти при сильном перегреве или при появлении ошибок.

VPU Recover – это защитная функция, реализованная в видеокартах на чипах ATI. Она является аналогом Автотормоза.

Часть 2.

Результаты опроса

Я провел социологический опрос в своем классе, в котором приняло участие 33 человека, который содержал следующие вопросы:

Играете ли Вы в компьютерные игры?

Встречаются ли Вам в играх дефекты графики?

Зависают или вылетают игры?

Хотели бы вы улучшить свою видеокарту?

Есть ли у Вас возможность купить более мощную видеокарту?

Воспользовались ли Вы приложением для разгона видеокарты?

Результаты опроса я обработал и представил в виде диаграммы.

По результатам опроса, я могу сделать вывод: большинство учащихся моего класса хотели бы улучшить технические характеристики видеокарты собственного компьютера, но сейчас у них нет возможности ее приобрести. Поэтому разработанное мною приложение имеет практическую значимость.

2.2. Описание этапов написания программного обеспечения для разгона видеокарты

Основной целью программы является мониторинг и обращение к видеокарте. Обращаться к видеокарте через аппаратные средства проблемно, поэтому я решил обращаться через драйвера, дабы не писать низкоуровневый код под каждое устройство. Выбор пал на Radeon ADL SDK.

Далее представлены выбранные мной методы:

С++ - язык программирования

QT - framework

ADL SDK - API для обращения к видеокарте

При создании программного обеспечения, выделил следующие этапы:

Выбор инструментов и среды разработки.

Написание прототипа ADL SDK.

Написание интерфейса.

Язык программирования пал на С++, из-за его возможности одновременно низкоуровневого и высококровного программирования.

Для разработки интерфейса был выбран QT 5.

И для управления видеокартой я выбрал ADL SDK, официальная С++ библиотека от AMD RADEON, которая обращается не на прямую к видеокарте, а через драйвера для OS.

Несмотря на использования QT Creator был использован компилятор от Microsoft VS 2015.

Первым прототипом было простое консольное приложения для мониторинга/(рис.1). Его первой целью было проверить совместимость и научиться пользоваться ADL SDK.

И по возможности создать удобный интерфейс (обертку) для более удобной разработки.

Затем следовало написание интерфейса и ядра приложения на QT. Весь интерфейс уместился в одном окне. ( рис. 2).

2.3. Тестирование программы. Анализ полученных результатов

Для тестирования своей программы я взял 4 видеокарты. Получил следующую прибавку в % для GPU (графический процессор) и MEM (оперативная память видеокарты) от начальных характеристик:

AMD Radeon R9 290X - 16% GPU 26% MEM

AMD Radeon HD 7850 - 18% GPU 18% MEM

Radeon R9 NANO - 30%

AMD Radeon HD 5850 - 25% GPU 25% MEM

Полученные результаты я отразил в диаграмме.

Как видно из диаграммы, незначительная прибавка есть во всех случаях. Максимальной оказалась прибавка в 30 % в тестах на видеокарте Radeon R9 NANO. Минимальной 16 % для графического процессора и 26 % для оперативной памяти видеокарты AMD Radeon R9 290X.

Заключение

Исследовав видеокарты и основные их характеристики, а также способы оверклокинга. Я на основании изученных материалов разработал приложение, которое позволяет разогнать видеокарту компьютера, т.е. улучшить ее технические характеристики. И это мне удалось. Следовательно, выдвинутая мною гипотеза доказана.

В ходе проведения тестирования мы получили прибавку в среднем в 20%, и я могу сказать, что полученных результатов хватит многим пользователям компьютера на некоторое время для того, чтобы еще пользоваться компьютером без замены видеокарты.

Список литературы

Аксенова М., Журавлева Е., Леонов А. Энциклопедия для детей. Информатика. – М.: Мир энциклопедий Аванта +, 2007. – 624 с.: ил.

Ушаков Д.Н. Большой толковый словарь русского языка. Современная редакция. – М.: Славянский Дом Книги, 2014. – 960с.

Шлее М., Qt5.3 Профессиональное программирование на C++. – СПб. БХВ-Петербург, 2015. -929с.

Как разогнать видеокарту самостоятельно. [Электронный ресурс]. URL: http://okeygeek.ru/kak-razognat-videokartu-samostoyatelno/ (дата обращения 12.12.2016 г.)

Разгон видеокарт - неочевидные аспекты. [Электронный ресурс]. URL: http://z52107.narod.ru/04_go/07/07.html (дата обращения 12.12.2016 г.)

ПРИЛОЖЕНИЕ

Опрос

Играете ли Вы в компьютерные игры?

Да

Нет

Встречаются ли Вам в играх дефекты графики?

Да

Нет

Зависают или вылетают игры?

Да

Нет

Хотели бы вы улучшить свою видеокарту?

Да

Нет

Есть ли у Вас возможность купить более мощную видеокарту?

Да

Нет

Воспользовались ли Вы приложением для разгона видеокарты?

Да

Нет