Компьютер для дома
Понятие сбалансированной конфигурации ПК
Понятие оптимальной конфигурации
Классификация домашних компьютеров
Универсальные домашние компьютеры
В идеале (что, правда, бывает крайне редко) конфигурация компьютера должна соответствовать классу решаемых на нем задач. В этом смысле нет плохих конфигураций ПК — есть лишь конфигурации, не соответствующие типу выполняемых на ПК задач. Классический пример несоответствия конфигурации компьютера его назначению — приобретение компьютера ценой 400 долл. на базе процессора Intel Celeron D для использования в качестве игрового.
Кроме того, можно говорить о сбалансированности или несбалансированности конфигурации компьютеров, ориентированных на решение одного и того же класса задач.
Понятие сбалансированной конфигурации ПК
ассмотрим более подробно понятие сбалансированной конфигурации компьютера на примере игрового ПК. В таких компьютерах основное внимание уделяется видеокарте и процессору. При этом для каждой видеокарты существует свой оптимальный процессор, и именно их сочетание делает ПК сбалансированным. Например, даже самая мощная видеокарта при слабом процессоре не позволит увеличить скорость обработки кадров, а значит, при любых разрешениях экрана скорость обработки кадров будет оставаться одинаково низкой. Причиной такой зависимости является несбалансированность системы, то есть видеокарта справляется со своими обязанностями и даже простаивает часть времени, а процессор не способен загрузить ее потоком данных с нужной скоростью.
Несбалансированность системы наблюдается и при маломощной видеокарте и высокопроизводительном процессоре, только в данном случае, наоборот, возможности процессора превышают возможности видеокарты. В результате скорость обработки кадров будет зависеть от разрешения экрана, уменьшаясь по мере увеличения разрешения.
Итак, сбалансированным можно назвать решение, когда возможности видеокарты соответствуют возможностям процессора. Естественно, что сбалансированность зависит также от конкретного приложения (игры) и от разрешения экрана.
Существуют три вида типичной зависимости скорости обработки кадров (fps) от разрешения экрана. В первом случае (рис. 1) результат остается неизменным при любом разрешении экрана. Это означает, что производительность видеокарты превышает производительность подсистемы «процессор—чипсет—память», в результате чего видеокарта остается недогруженной и большую часть времени графический процессор простаивает. В данном случае имеет место несбалансированная конфигурация: мощная видеокарта сочетается со слабым центральным процессором (подсистемой «процессор—чипсет—память»). В этой ситуации замена видеокарты на более мощную не повлияет на производительность всей системы и результат останется таким же. В то же время замена процессора на более мощный приведет к увеличению результатов тестирования, а система станет более сбалансированной.
Рис. 1. Пример зависимости результатов тестирования от разрешения экрана при использовании производительной видеокарты и маломощной подсистемы «процессор—чипсет—память»
Во втором случае (рис. 2) результат остается неизменным при низких разрешениях экрана и начинает линейно уменьшаться при высоких разрешениях. Это означает, что при низких разрешениях экрана производительность видеокарты превышает производительность подсистемы «процессор—чипсет—память», а при высоких, наоборот, производительность подсистемы «процессор—чипсет—память» становится больше производительности видеокарты. Оптимальным в данном случае можно считать разрешение 1024x768, при котором возможности видеокарты примерно соответствуют возможностям процессора.
Рис. 2. Пример зависимости результатов тестирования от разрешения экрана при применении сбалансированной конфигурации видеокарты и подсистемы «процессор—чипсет—память»
В случае замены процессора на более мощный увеличится скорость обработки кадров только при низких разрешениях экрана, а при высоких разрешениях результат останется прежним. Точка оптимальной конфигурации сдвинется в сторону меньшего разрешения. При замене видеокарты на более высокопроизводительную результат не изменится при низких разрешениях экрана, но улучшится при высоких разрешениях. Точка оптимальной конфигурации сдвинется в сторону большего разрешения.
Еще один возможный характер зависимости результатов тестирования от разрешения экрана показан на рис. 3. В данном случае наблюдается линейное уменьшение результатов тестирования по мере увеличения разрешения экрана.
Рис. 3. Пример зависимости результатов тестирования от разрешения экрана при использовании производительной подсистемы «процессор—чипсет—память» и маломощной видеокарты
Ясно, что в подобном случае производительность системы в целом определяется производительностью видеокарты. Это пример несбалансированной системы, когда возможности процессора ограничиваются возможностями видеокарты. При замене процессора на более высокопроизводительный результаты тестирования не изменятся, а при замене видеокарты на более производительную — увеличатся при всех разрешениях.
Следует помнить, что во всех рассмотренных случаях речь идет об одном конкретном приложении (игре) и что в другой игре картина может быть иной. Поэтому сбалансированность решения определяется лишь на основе анализа результатов различных тестов. Кроме того, говоря о сбалансированности платформы, следует всегда учитывать, для решения каких задач применяется данный ПК. К примеру, если компьютер используется исключительно для работы с медиаданными (обработка фото, видео, хранение и прослушивание аудиофайлов), то основное внимание должно быть уделено именно производительности процессора и памяти, а не видеокарты.
Из всего вышеизложенного можно сделать следующий важный вывод: для каждого типа решаемых задач существует своя сбалансированная конфигурация ПК.
В дальнейшем мы рассмотрим примеры сбалансированных конфигураций компьютеров, которые позиционируются для решения различных типов задач.
 |
|
Понятие оптимальной конфигурации
роме сбалансированности компьютера, нередко приходится принимать во внимание и его оптимальность, причем сбалансированность и оптимальность конфигурации — это не одно и то же, то есть не всякая сбалансированная система является оптимальной, хотя любая оптимальная система должна быть сбалансированной. Чтобы разобраться с понятием оптимальности, рассмотрим простой пример. Имеются две сбалансированные для решения каких-то задач конфигурации ПК: система A и система B. Предположим, что производительность конфигурации A в интересующих нас тестах на 10% превосходит производительность конфигурации B. В то же время стоимость конфигурации A выше стоимости конфигурации B в два раза. Понятно, что переплачивать вдвое за 10-процентный прирост производительности слишком расточительно, поэтому конфигурация B является оптимальной. Если построить график зависимости производительности ПК от его стоимости (рис. 4), то он окажется нелинейным — с участками возрастания и насыщения.
Понятно, что по углу наклона касательной к графику зависимости производительности от стоимости можно судить об эффективности капиталовложений. На графике, показанном на рис. 4, участок приблизительно линейного увеличения производительности ПК можно считать участком оправданных капиталовложений, то есть каждый лишний рубль, потраченный на приобретение ПК, приводит к заметному приросту производительности. На участке насыщения эффективность капиталовложений очень низкая — увеличение стоимости ПК не приводит к пропорциональному увеличению его производительности. Конфигурация такого ПК хотя и сбалансированное, но не оптимальная, так что выбирать ее имеет смысл только в том случае, если требуется достичь максимально возможной производительности любой ценой. Промежуточный участок графика, соответствующий переходу от участка линейного возрастания к участку насыщения, — это участок оптимальной конфигурации, когда уже исчерпаны возможности эффективных капиталовложений, но еще не достигнут участок насыщения. Конечно, представленная схема деления компьютеров по оптимальности весьма условна, однако она позволяет понять, каким образом можно сравнивать компьютеры по оптимальности.
Рис. 4. Зависимость производительности ПК от его стоимости
|
|
Классификация домашних компьютеров
о цене и назначению все домашние компьютеры можно разделить на следующие категории:
- домашние игровые ПК;
- универсальные домашние компьютеры;
- мультимедийные компьютеры.
Домашние игровые ПК
Игровые ПК — это самые высокопроизводительные и дорогие компьютеры. Говорить об оптимальности конфигурации в данном случае не приходится — цена таких компьютеров зашкаливает за 2 тыс. долл.
Игровые компьютеры могут считаться универсальными, поскольку позволяют выполнять все основные задачи. Однако использование подобных компьютеров для решения неспецифичных для них задач (например, для работы с офисными приложениями) и неоптимально, и нерентабельно.
В силу своей конфигурации игровые ПК предназначены именно для игр. При этом подразумевается, что на игровых компьютерах можно запускать все современные ресурсоемкие 3D-игры и играть без торможения при высоком разрешении экрана (1280x1024 или 1600x1200) и с применением технологии анизотропной фильтрации и сглаживания, что повышает реалистичность изображения.
Собственно, термин «игровой ПК» не означает, что на всех остальных компьютерах играть нельзя. Конечно, играть можно и на компьютерах, которые позиционируются как универсальные ПК для дома, однако при этом, во-первых, не во всех играх будет обеспечиваться нужная скорость, а во-вторых, для повышения скорости игры придется уменьшить разрешение экрана, отказаться от использования технологий сглаживания и фильтрации и понизить детализацию игры.
В игровых компьютерах основное внимание уделяется сочетанию видеокарты, процессора и памяти — именно эти компоненты ПК определяют его производительность в играх. Все игровые компьютеры по производительности и цене можно условно разделить на три уровня: высший, средний и начальный.
Игровой ПК высшего уровня
В игровых компьютерах высшего уровня (табл. 1) используются самые высокопроизводительные на данный момент компоненты. Сегодня это лучший игровой процессор AMD Athlon 64 FX-57 или AMD Athlon 64 FX-55 и игровые видеокарты NVIDIA GeForce 7800 GTX/GT, объединенные по технологии SLI. Конкретный производитель видеокарт в данном случае совершенно неважен. Как, впрочем, и производитель материнской платы — главное, чтобы она основывалась на чипсете NVIDIA nForce4 SLI. Что касается оперативной памяти, то применяется наиболее скоростная память, поддерживаемая процессорами AMD в двухканальном режиме. Объема памяти в 2 Гбайт вполне достаточно для всех современных игр.
Таблица 1. Возможные конфигурации игрового ПК высшего уровня
Дисковая подсистема в данном случае состоит из двух дисков емкостью по 250 Гбайт, объединенных в RAID-массив уровня 0 с использованием интегрированного на материнской плате RAID-контроллера. Для современного игрового ПК хватит общего объема дискового пространства в 500 Гбайт. Кроме того, можно создать два RAID-массива, один из которых будет применяться для операционной системы у программ, а другой — для хранения коллекции игр и данных.
Ну и, конечно же, для игрового ПК важна звуковая карта. Однако игровой ПК — это не мультимедийный компьютер, поэтому интегрированной 8-канальной звуковой карты стандарта High Definition Audio будет вполне достаточно.
Приблизительная цена данной конфигурации ПК с учетом стоимости корпуса составляет порядка 3 тыс. долл.
Можно привести другой пример конфигурации игрового ПК высшей категории, который также основан на базе процессора AMD Athlon 64 FX-57 или AMD Athlon 64 FX-55, но в качестве графической подсистемы в нем применяются две видеокарты ATI Radеon X1800 XT или ATI Radеon X1800 XL, объединенные по технологии CrossFire. Для этого необходимо использовать материнскую плату на чипсете ATI Radeon Xpress 200 CrossFire Edition. В остальном данная конфигурация игрового ПК ничем не будет отличаться от вышерассмотренной.
Описанные конфигурации игрового компьютера высшей категории требуют создания эффективной системы теплоотвода. В противном случае неизбежен перегрев отдельных компонентов ПК, что может привести к периодическому зависанию или даже к непредсказуемому отключению компьютера.
Обе рассмотренные конфигурации трудно назвать сбалансированными. Дело в том, что мощная графическая подсистема этих компьютеров не сбалансирована с возможностями процессора, так как сегодня просто не существует процессоров, производительность которых позволяла бы реализовать весь потенциал графической подсистемы из двух видеокарт, объединенных по технологии SLI или CrossFire. Однако в данном случае речь идет о вынужденной несбалансированности и о пределе производительности игрового ПК.
Игровой ПК среднего уровня
Игровой компьютер среднего уровня (табл. 2) допускает значительно большее разнообразие конфигураций.
ПК данного типа могут быть построены опять-таки на процессорах AMD Athlon 64 FX-57 и AMD Athlon 64 FX-55. Допустимо также использование процессора AMD Athlon 64 FX-53 и даже процессоров AMD Athlon 64 4000+ и AMD Athlon 64 3800+. Кроме того, могут применяться процессоры Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,73 и Intel Pentium 4 670.
Таблица 2. Возможные конфигурации игрового ПК среднего уровня
Для игрового ПК среднего уровня подходят игровые видеокарты NVIDIA GeForce 7800 GTX или NVIDIA GeForce 7800 GT (без режима SLI), а также видеокарты семейства NVIDIA GeForce 6800 (GeForce 6800 Ultra/GT/GS/XT), но с интерфейсом PCI Express x16. Объединять видеокарты данного семейства в SLI-режим в данном случае не нужно, поскольку все видеокарты семейства NVIDIA GeForce 6800 отличаются высоким энергопотреблением. Кроме того, можно использовать видеокарты ATI Radeon X1800 XT/XL, ATI Radeon X1600 XT/Pro, ATI Radeon X850 XT PE/XT/Pro, ATI Radeon X800 XT PE/XT/XL/Pro.
От выбранного процессора зависит чипсет материнской платы. Для процессоров AMD лучше всего подходит чипсет NVIDIA nForce4 SLI или NVIDIA nForce4/nForce4 Ultra. Для процессоров Intel предпочтительнее материнские платы на чипсете Intel 955X Express или NVIDIA nForce4 SLI Intel Edition.
Следующий немаловажный компонент ПК — это память. Для игрового ПК среднего уровня можно использовать 1 или 2 Гбайт памяти, тип которой определяется применяемым процессором. Так, для процессоров AMD это память DDR400, а для процессоров Intel — память DDR2-800 (несмотря на работу в штатном режиме DDR2-667).
Игровой ПК начального уровня
Игровой ПК начального уровня — это своего рода бюджетный вариант игрового ПК, однако он тоже представляет собой высокопроизводительный компьютер с мощной графической подсистемой. Примеры возможных конфигураций представлены в табл. 3.
Игровой компьютер начального уровня несколько ограничен в своих возможностях по сравнению с игровыми компьютерами среднего и тем более высшего уровня. В частности, не во всех играх удается добиться производительности выше 40 fps (а именно такую скорость можно считать комфортной в игре). Кроме того, в некоторых играх комфортные условия игры достигаются за счет отказа от детализации и спецэффектов, понижения разрешения и отказа от сглаживания и фильтрации текстур.
Дисковая подсистема игрового компьютера начального уровня состоит из одного диска емкостью 120 Гбайт. Учитывая не очень высокое энергопотребление данной системы, в таком компьютере достаточно блока питания мощностью 400 Вт.
Универсальные домашние компьютеры
Универсальные домашние компьютеры предназначены для решения широкого спектра задач:
- работа с офисными приложениями;
- создание Интернет-контента;
- обработка цифровых фотографий;
- обработка видео- и аудиофайлов;
- работа с 3D-приложениями;
- деятельность в Интернете;
- просмотр видео и прослушивание музыкальных файлов.
Конечно, в зависимости от более четкой ориентации на решение тех или иных задач, конфигурация компьютера может меняться, однако в общем случае универсальные домашние ПК также можно условно разделить на три типа — компьютеры высшего, среднего и начального уровня.
Универсальный домашний компьютер высшего уровня
Универсальный домашний компьютер высшего уровня (табл. 4) — это высокопроизводительный компьютер, способный обеспечить многопоточную обработку данных, что наиболее типично для ПК, который используется именно для работы, а не для игр. Поэтому универсальные компьютеры высшего уровня основываются на двухъядерных процессорах серий AMD Athlon 64 X2 Dual-Core и Intel Pentium D. В соответствии с процессором подбирается чипсет материнской платы. Для процессоров семейства Intel Pentium D — это чипсеты Intel 955X Express и Intel 945P/G Express, а для процессоров AMD Athlon 64 X2 Dual-Core — NVIDIA nForce4 и SiS (SiS756+SiS965 или SiS761FX+SiS966).
Таблица 4. Возможные конфигурации универсального домашнего ПК высшего уровня
Объем памяти такого компьютера должен быть не менее 2 Гбайт (естественно, предполагается двухканальный режим работы), а ее тип зависит от используемого процессора.
Выбрать видеокарту несколько сложнее. Дело в том, что двухъядерные процессоры с успехом применяются для создания графических станций для дизайнеров, то есть подходят для работы с такими специфичными 3D-приложениями, как 3ds max, Maya и т.п. В этом случае могут потребоваться профессиональные графические карты типа NVIDIA Quadro. Однако учитывая, что в домашних условиях графические станции используются редко, мы не будем их рассматривать. В остальных же случаях, поскольку работа преимущественно ведется с 2D-графикой, вполне достаточно 3D-видеокарты среднего уровня. В пользу видеокарты говорит также то, что все современные видеокарты имеют встроенный видеопроцессор, поддерживающий аппаратное ускорение MPEG-4/WMV-декодирования. Кроме того, они обеспечат возможность и поиграть на компьютере.
Дисковая подсистема игрового ПК высшего уровня может включать два или даже четыре диска, которые могут быть объединены в RAID-массив. Уровень RAID-массива зависит в данном случае от требований к сохранности данных. Если речь идет о хранении большого объема критически важной информации, то стоит прибегнуть к RAID-массиву уровня 1 (зеркалирование). При этом операционную систему и данные необходимо сохранять на разных дисках (или массивах).
Со звуковой подсистемой такого компьютера все достаточно просто: интегрированные звуковые карты стандарта HDA обеспечивают приемлемое качество звука для прослушивания музыки и просмотра фильмов, а наличие восьми независимых каналов — эффективную обработку как видео, так и звуковых файлов.
В заключение отметим, что цена универсального домашнего компьютера высшего уровня составляет от 800 до 1200 долл.
Универсальный домашний компьютер среднего уровня
Универсальный домашний компьютер среднего уровня (табл. 5) — это оптимальный по своей конфигурации компьютер со средней производительностью. Стоимость такого компьютера лежит в пределах от 500 до 800 долл.
Подобные компьютеры позволяют эффективно работать с офисными приложениями, с программами по созданию Интернет-контента, а также с цифровыми фотографиями и, аудио- и видеоданными.
Таблица 5. Возможные конфигурации универсального домашнего ПК среднего уровня
Компьютеры среднего уровня базируются на одноядерных процессорах семейства AMD Athlon 64 или Intel Pentium 4. В соответствии с процессором подбирается чипсет материнской платы.
Объем памяти такого компьютера должен быть равен 1 Гбайт (предполагается двухканальный режим работы), а ее тип зависит от используемого процессора.
Видеоподсистема компьютера среднего уровня представляет собой видеокарту среднего уровня (желательно с пассивной системой охлаждения), которая позволяет эффективно работать с 2D-графикой и в то же время поддерживает работу с 3D-приложениями (включая игры).
Дисковая подсистема компьютера среднего уровня может включать два диска, которые в случае необходимости могут быть объединены в RAID-массив уровня 0 или 1.
Универсальный домашний компьютер начального уровня
Универсальные компьютеры начального уровня (табл. 6) имеют минимальную конфигурацию и, как следствие, ограниченную функциональность. Как правило, это офисный вариант ПК, то есть при составлении конфигурации цена является решающим фактором. Впрочем, такой компьютер можно использовать не только как офисный, но и как первый компьютер для обучения. Цена ПК начального уровня лежит в диапазоне от 300 до 500 долл.
Таблица 6. Возможные конфигурации универсального домашнего ПК начального уровня
Подобный компьютер имеет не слишком быстрый процессор (семейства AMD Athlon 64 и AMD Sempron или Intel Pentium 4 и Intel Celeron D), не более 512 Мбайт оперативной памяти, оснащен бюджетной видеокартой начального уровня или имеет интегрированную видеокарту, один жесткий диск и интегрированную звуковую карту. Однако не стоит недооценивать такой ПК, ведь его недаром называют офисным. Все современные офисные приложения (Word, Excel и т.д.) будут работать на таком компьютере без проблем. То же самое относится и к приложениям с двумерной графикой. Таким образом, если не требуется аппаратная поддержка рендеринга трехмерных сцен, то интегрированного графического решения или установленной видеокарты начального уровня будет вполне достаточно для работы с обычной двумерной графикой (речь идет обо всех офисных приложениях, цифровой фотографии и фильмах).
Однако здесь есть один неприятный момент. Если вы собираетесь запускать на компьютере современные игры, то простейшая видеокарта — не лучший выбор. Дело в том, что почти все современные игры представляют собой сложные трехмерные приложения, где требуется аппаратная поддержка API DirectX 9.0 со всеми вытекающими отсюда последствиями.
Итак, универсальный домашний компьютер начального уровня можно эффективно использовать для выполнения следующих задач:
- работа с офисными приложениями;
- создание Интернет-контента;
- работа с 2D-графикой;
- Интернет-серфинг;
- прослушивание музыкальных файлов и просмотр видеофайлов.
Мультимедийные компьютеры
Мультимедийные компьютеры, или Entertainment PC, или домашние кинотеатры на базе ПК (Home Theater PC, HTPC), представляют собой особый класс компьютеров, основное назначение которых — заменить прочие электротехнические бытовые устройства: DVD-проигрыватели, музыкальные центры и т.п.
Собственно, работа с различными приложениями на подобном компьютере хотя и возможна, но не является их основной функцией. Именно поэтому такие компьютеры по своему внешнему виду напоминают DVD-проигрыватель или музыкальный центр. И хотя мультимедийные ПК, как правило, оснащаются клавиатурой, она не является обязательным элементом. А вот пульт дистанционного управления необходим. Стандартом операционной системы для таких ПК является Microsoft Windows XP Media Center Edition, которая имеет специализированную оболочку, упрощающую управление компьютером с пульта дистанционного управления. Хотя, конечно, может применяться и любая другая операционная система.
Обычно все мультимедийные ПК поставляются как barebone-системы, включающие корпус с блоком питания, материнскую плату и систему охлаждения. В полноценный компьютер данная платформа превращается при установке процессора, памяти, жесткого диска, видеокарты и DVD/RW-привода. Кроме того, учитывая назначение данного ПК, в комплекте с платформой нередко поставляется TV/FM-тюнер, а также модуль беспроводной связи Wi-Fi.
Конфигурация мультимедийного компьютера в полной мере соответствует его назначению. Для того чтобы обеспечить проигрывание видеофайлов, прослушивание музыкальных файлов и просмотр телепрограмм, не нужен ни высокопроизводительный компьютер, ни мощная игровая видеокарта. Это позволяет создавать малошумные ПК, поскольку для охлаждения внутренних компонентов такого ПК не требуется высокоэффективной системы теплоотвода.
В подавляющем большинстве случаев мультимедийные ПК оснащаются процессором Intel Pentium 4 или Intel Celeron D с тактовой частотой до 3 ГГц либо процессором AMD Athlon 64 Sempron. Кроме того, могут использоваться и мобильные версии процессоров Intel Pentium M с пониженным уровнем энергопотребления и выделяемой тепловой мощностью.
Дисковая подсистема мультимедийных ПК, как правило, включает всего один диск, что связано с недостатком места внутри корпуса компьютера. Видеокарта, которой оснащается мультимедийный ПК, может либо быть интегрированной в чипсет, либо представлять собой видеокарту среднего или начального уровня с пассивным охлаждением и, что самое важное, с интегрированным видеопроцессором, поддерживающим аппаратное ускорение MPEG-4/WMV-декодирования и выход на телевизор.
Звуковая подсистема мультимедийных ПК ничем не отличается от звуковой подсистемы всех остальных компьютеров. Сегодня стандартом де-факто стало использование восьмиканальной интегрированной звуковой карты стандарта High Definition Audio.
Все мультимедийные ПК в обязательном порядке оснащаются мультиформатными картридерами для работы с флэш-картами разных форматов.
