User:A dafi213/sandbox

پایین ساعته کردن که با زیرساعته کردن نیز شناخته میشود عبارت است از دستکاری تنظیمات زمانبندی مدارات الکترونیکی یا کامپیوتری به نحوی که با نرخ ساعت پایینتری نسبت به آنچه که برایشان تعریف شده کار کنند. پایین ساعته کردن برای پایین آوردن مصرف توان کامپیوتر-افزایش میزان عمر باطری-کاهش تولید حرارت استفاده میشود  و همچنین ممکن است سازگاری و پایداری سیستم را نیز افزایش دهد. پایین ساعته کردن ممکن است توسط کارخانه پیاده سازی گردد اما اکثر کامپیوترها و قطعات میتوانند به وسیله کاربر نهایی پایین ساعته گردند.

:پایین ساعته کردن پردازنده
برای ریزپردازنده ها عموما هدف کاهش نیاز به ابزارهای پخش حرارت یا کاهش مصرف توان الکتریکی می باشد.این موضوع میتواند منجر به افزایش پایداری سیتم در محیطهای پرحرارت گردد یا اجازه دهد که سیستم با جریان هوای پایین تر (و در نتیجه ضعیف تر بودن)فن خنک کننده یا یا بدون هیچیک از آنها کار کند. به عنوان مثال، یک پردازنده پنتیوم 4 با سرعت اسمی ساعت 2.4 گیگاهرتز را می توان "زیرساعته کرد" به 1.8 گیگاهرتز و می توان پس از آن با خیال راحت با سرعت فن پایین کار کرد. این ثبات به بهای کم کردن(هزینه کردن از) کارایی سیستم حاصل می شود. با این حال، نسبت کاهش کارایی معمولا کمتر از نسبت کاهش سرعت ساعت است زیرا کارایی اغلب توسط دیگر تنگناها محدود می شود: هارد دیسک، GPU، کنترل کننده دیسک، اینترنت، شبکه، و غیره پایین ساعته کردن اشاره دارد به ایجاد تغییرات در زمانبندی ساعت یک مدار همزمان به منظور کاهش انرژی مورد نیاز دستگاه. پایین ساعته کردن عمدی شامل محدود کردن سرعت یک پردازنده است، که ممکن است در سرعت عملیات تاثیر بگذارد، اما امکان اینکه دستگاهی را به طرز محسوسی کم توان سازد، بستگی به دیگر سخت افزارها و کاربرد مورد نظردارد.

بسیاری از کامپیوترها و دیگر تجهیزات اجازه پایین ساعته کردن را می دهند. تولید کنندگان گزینه های مربوط به پایین ساعته کردن را به دلایل بسیاری اضافه می کنند. پایین ساعته کردن می تواند در مساله ایجاد گرمایش بیش از حد کارگشا باشد، چرا که کارایی پایین، حرارت آنچنانی در داخل دستگاه تولید نمی کند. همچنین می تواند مقدار انرژی مورد نیاز برای اجرای دستگاه را کاهش دهد. کامپیوتر لپ تاپ و سایر دستگاه های نیازمند باطری اغلب تنظیمات پایین ساعته کردن را دارا هستند، به طوری که باتری می تواند بدون دریافت شارژ مدت زمان طولانی تری دوام بیاورد.

علاوه بر ارائه ویژگی های پایین ساعته کردن ، تولید کنندگان می توانید قابلیت یک دستگاه را به منظور کارآمد تر کردن آن محدود کنند. نمونه کامپیوتر با تعداد دستورات کم شده(RISC) می تواند به سازندگان در ساخت دستگاه هایی که با انرژی کمتری کار می کنند کمک کند.

پایین ساعته کردن کارتهای گرافیکی
پایین ساعته کردن همچنین می تواند روی GPU پردازنده کارت گرافیک معمولا با هدف کاهش تولید گرما انجام شود. به عنوان مثال، می توان یک GPU را برای کار با نرخ کلاک پایین تر در هنگام انجام کارهای روزمره (به عنوان مثال مرور اینترنت و پردازش کلمه)تنظیم نمود، که اجازه می دهد کارت در دمای پایینتر و در نتیجه سرعتهای پایین تر و آرام تر فن کار کند. پردازنده های گرافیکی پس از آن می توانند برای اجرای برنامه های کاربردی با گرافیکی تر بالاتر مانند بازی ها اورکلاک شوند. پایین ساعته کردن کارایی یک GPU را کاهش دهد، اما این کاهش احتمالا به جز در برنامه های با نیاز گرافیکی بالا قابل ملاحظه نخواهد بود.

پایین ساعته کردن حافظه
حافظه جدیدتر و سریعتر را می توان برای هماهنگ شدن با سیستمهای قدیمی تر به عنوان روشی ارزان در جایگزینی حافظه های کمیاب و یا توقف تولید شده پایین ساعته کرد.در صورتیکه مشکلات پایداری در تنظیمات بالاتربروز کند این مساله الزامی نیز می گرددبخصوص در یک کامپیوتر شخصی با چندین ماژول حافظه با سرعتهای ساعت مختلف.اگر پردازنده یک کامپیوتر شخصی را پایین ساعته کنید و عامل ساعت یا ضریب(نرخ بین سرعت ساعت پردازنده و حافظه) را تغییر ندهید در اینصورت حافظه نیز پایین ساعته خواهد شد.

چه زمانی استفاده می شود
مقیاس گذاری پویای فرکانس (پایین ساعته کردن خودکار)امری بسیار معمول در کامپیوترهای لپتاپ  هست که برای کامیوترهای رومیزی نیز به خوبی معمول گردیده است.در لپتاپها معمولا زمانی که سیستم از باطری استفاده میکند پردازنده به صورت خودکار پایین ساعته میگردد .بسیاری از پردازنده های نوت بوک و رومیزی (که از الگوهای حفظ انرزی مانند AMD's Cool'n'Quiet و PowerNow![1] بهره میبرند)هنگام پایین بودن بار پردازشی در صورتیکه BIOS و سیستم عامل پشتیبانی کنند خودشان را به صورت خودکار پایین ساعته می نمایند. اینتل همچنین از این روش در پردازنده های متنوعی تحت عنوان ابزار SpeedStep استفاده کرده است. SpeedStep اولین بار در تراشه هایی مانند Core 2 Duo و مدلهای انتخابی پنتیوم ظاهر شد بعدها به استانداردی در مدلهای متوسط به بالای Core i3, i5, i7 تبدیل شد.

بعضی پردازنده هابه عنوان یک معیار دفاعی بصورت خودکار پایین ساعته میگردند -برای جلوگیری از داغ شدن بیش از حدکه ممکن است به خرابی دائمی منجر گردد.وقتی پردانزنده به سطح دمایی که برای عملیات ایمن بسیار بالا تلقی میگردد برسد مدار کنترل دمایی فعال شده به صورت خودکار ولتاژ هسته پردازنده و ساعت رسیدن به دمای امن پایین می آید.در محیط های کاملا خنک این مکانیسم به ندرت ممکن است اتفاق بیفتد(اگر چنین حالتی پیش بیاید).

مشابه بالاساعته کردن روشهای متنوعی برای پایین ساعته کردن وجود داردبا این تفاوت که در اینجا در عوض بالاترین کردن نرخ ساعت - هدف داشتن کامپیوتری با پایینترین نرخ ساعت می باشد.

مزایا
مصرف انرژی الکتریکی کم شده - بخصوص زمانی که با پایین ولتاژه کردن ترکیب گردد(به عنوان مثال پایین آوردن ولتاژ قطعه به کمتر از مقدار اسمی). مثلا با پایین ساعته کردن یک پردازنده Athlon XP 1700+ از ۱۴۶۶ به ۱۰۰۰ مگاهرتز و کم کردن ولتاژ هسته از ۱.۷۵ به ۱.۱۵ولت کاربر کامپیوتر توانست مصرف توان را از ۶۴ به ۲۱.۶ وات کاهش دهد یعنی ۶۶٪ کاهش مصرف توان فقط با ۲۶٪ کارایی کمتر.همین مساله برای پردازنده های جدیدتر نیز صادق است:وقتی یک پردازنده تک هسته ای اینتل ۲۰٪ پایین ساعته می گردد کارایی فقط ۱۳٪و مصرف توان ۴۹٪ پایین می آید.

در حالت کلی توان مصرف شده توسط پردازنده با یک خازن C و فرکانس کاری f و ولتاژ v حدودا معادل P = C V 2 f. {\displaystyle P=CV^{2}f.} P=CV^{2}f. می باشد.

P = C V 2 f. {\displaystyle P=CV^{2}f.} P=CV^{2}f.

کاهش تولید حرارت که در حقیقت بخشی از توان مصرفی می باشد. کاهش نویز زیرا ممکن است سرعت کار فن های خنک کننده پایین بیاید یا حتی حذف گردد. بهره وری فن های خنک کننده تابعی است از سرعتچرخش آن اما هرچه سرعت آن بیشتر گردد منجر به تولید نویز میگردد. طول عمر طولانی سخت افزار پایداری بیشتر افزایش طول عمر باطری سازگاری بهتر با برنامه های قدیمی کارایی مناسب بازی های کامپیوتری قدیمی که به زمانبندی پردازنده وابسته بودند.

لینوکس
هسته لینوکس از مدولاسیون فرکانس پردازنده پشتیبانی میکند. در پردازنده های پشتیبانی شده، دستور cpufreq برای به دست آوردن این ویژگی یک سطح کنترل متغیر نرخ ساعت پردازنده به مدیر سیستم ارایه میکند. هسته به صورت پیش فرض شامل ۵ بخش می باشد: محافظه کار-انتظار تقاضا-کارایی-ذخیره انرزی و فضای کاربری. بخشهای محافظه کار و انتظار تقاضا نرخ ساعت را بر مبنای فشار کاری پردازنده تنظیم می کنند اما هر کدام با الگوریتمی متفاوت.بخش انتظار تقاضا هنگام ترافیک کاری پردازنده به بالاترین فرکانس جهش نموده و سپس در زمان بیکاری پردازنده مرحله به مرحله فرکانس را کم میکند در حالیکه بخش محافظه کار هنگام ترافیک پردازنده فرکانس را مرحله به مرحله زیاد میکندو سپس هنگام بیکاری پردازنده به کمترین فرکانس جهش میکند.بخشهای کارایی-حفظ انرژی و فضای کاربری نرخ ساعت را به صورت ایستا تنظیم میکنند: کارایی به بیشترین مقدار ممکن-حفظ انرژی به کمترین مقدار ممکن- و فضای کاربری به فرکانس تعیین و کنترل شده توسط کاربر.

ویندوز:
زیرساعته کردن میتواند به وسیله BIOS یا برنامه های ویندوز یا بصورت پویا با ابزارهایی مانند SpeedStep شرکت اینتل و یا Cool'n'Quiet شرکت AMD صورت گیرد.

Asus Eee PC
برخی نسخه های Asus Eee PC از پردازنده ۹۰۰ مگاهرتزی سلرون-ام اینتل در حالت پایین ساعته ۶۳۰ مگاهرتزی استفاده می کنند.

Mac OS X
پایین ساعته کردن میتواند در EFI انجام گیرد.

تلفنهای هوشمند و دستیاران شخصی
بسیاری از تلفنهای هوشمند و دستیاران شخصی مانند Motorola Droid, Palm Pre, و Apple iPhone پایین ساعته کردن یک پردازنده خیلی قدرتمند را به استفاده تمام ساعته از یک پردازنده ضعیفتر ترجیح می دهند - برای افزایش عمر باطری.طراحان چنین وسایل قابل حمل عموما به این نتیجه می رسند که پردازنده های ضعیفتر طول عمر پایین تر باطری را در مقایسه با یک پردازنده قویتری که پایین ساعته شده به همراه دارند.آنها پردازنده را در مبنای واحد کارایی بر وات پردازنده انتخاب میکنند.

کارایی
کارایی یک ماشین پایین ساعته شده اغلب بهتر از چیزی است که انتظار می رود.در استفاده های معمول رومیزی تمام انرژی پردازنده به ندرت لازم میگردد.حتی وقتی سیستم مشغول است مدت زمان قابل توجهی عموما صرف انتظار داده از حافظه دیسک یا سایر قطعات می گردد.چنین قطعاتی با پردازنده از طریق یک گذرگاه  که دارای پهنای باند خیلی پایینی می باشد در ارتباط هستند.عموما ضریب پردازنده پایینتر(و بنابراین نرخ ساعت پردازنده  پایینتر) موجب نزدیکتر شدن کارایی آن به کارایی گذرگاه  شده و زمان کمتری را انتظار خواهد کشید.

پیوندهای مرتبط
big.LITTLE

منابع و مراجع
"Global Provider of Innovative Graphics, Processors and Media Solutions". AMD. Retrieved 2016-06-02. "Ultimate Underclock & Undervolt Project". Silentpcreview.com. 2002-07-28. Retrieved 2016-06-02. "Archived copy". Archived from the original on July 8, 2011. Retrieved November 27, 2010. "Enhanced Intel SpeedStep Technology for the Intel Pentium M Processor - White Paper" (PDF). Intel Corporation. March 2004.

"Microprocessor Design: Performance Metrics"

پیوند به بیرون
CPU "Undervolting" & "Underclocking" A Primer From SilentPCReview.com "Underclocking" a Game Boy classic tutorial