قابلیت تراتلینگ Throttling، زمانی رخ می‌دهد که به دلایلی مانند بار پردازشی سنگین، ناکارآمدی خنک کننده یا افزایش دمای محیط قطعات سخت افزاری مانند پردازنده ها در معرض بیشینه دمای قابل تحمل قرار میگیرند، در این حالت برای جلوگیری از آسیب به این قطعات، گلوگاه حرارتی رخ می‌دهد. با فعال شدن این قابلیت، عملکرد پردازنده کاهش می یابد و به تبع آن تولید گرما هم کاهش یافته و فرصتی برای خنک شدن قطعات فراهم می شود. در غیر اینصورت ممکن است با افزایش شدیدتر دما شاهد اختلالاتی مانند توقف اجرای برنامه‌ها، کاهش وضوح تصویر، ری استارت شدن ناگهانی و… باشیم. در واقع با فعال شدن Throttling، سرعت کلارک و در پی آن عملکرد سیستم بطور موقت کاهش می یابد تا از آسیب دائمی به قطعات و مختل شدن کامل عملکرد سیستم در اثر دمای بالا جلوگیری شود. در ادامه با Throttling، علل بروز و نحوه جلوگیری از آن آشنا خواهید شد.
🔶 بیشتر بخوانید: سرور هوش مصنوعی و سرور گرافیکی | راهنمای خرید و قیمت AI and GPU Server
قابلیت تراتلینگ چیست؟
کاهش عملکرد پردازنده یا تراتلینگ (Throttling)، یک رویکرد حفاظتی خودکار است که در طی آن پردازنده، کارت گرافیک یا دیگر قطعات سخت افزاری برای جلوگیری از تاثیرات مخرب دمای بالا، سرعت کلاک و عملکرد خود را به طور موقت کاهش میدهند. Throttling معمولا زمانی فعال می شود که قطعات سخت افزاری تحت فشار زیاد ناشی از بار پردازشی سنگین یا عدم کارایی خنک کننده قرار می گیرند و دمای آن ها از بیشینه قابل تحمل بیشتر بالا می رود.
کاربرد ویژگی throttling
تراتلینگ به عنوان یک راهکار مدیریتی کاربردی برای کنترل منابع و جلوگیری از آسیب به آن ها در زمینه‌های مختلفی از جمله شبکه، پردازنده، سرور، برنامه و… کاربرد دارد. برخی از مهمترین کاربردهای throttling شامل موارد زیر هستند.
throttling در سرور: در مواقعی که بار پردازشی سرور بیشتر از حداکثر توان آن است، معمولا throttling باعث کاهش تعداد درخواست‌های همزمان به یک سرور و کاهش بار اضافی می شود تا از آسیب رسیدن به سرور و سایر اجزای شبکه جلوگیری کند.
سرور هوش مصنوعی: throttling در سرورهای هوش مصنوعی معمولا زمانی فعال می شود که بر اثر افزایش بار کاری، دمای سرور تا حد زیادی افزایش می یابد. در این حالت گلوگاه حرارتی با کاهش سرعت پردازش GPU به حفظ پایداری، کاهش مصرف انرژی و جلوگیری از آسیب به قطعات کمک می کند.
سرور گرافیکی: در سرورهای گرافیکی هم هنگام افزایش بیش از حد دما با فعال شدن گلوگاه حرارتی، سرعت پردازش کاهش می یابد. این کاهش سرعت می تواند به صورت کاهش تعداد فریم در بازی‌ها یا کاهش سرعت رندرینگ در برنامه‌های گرافیکی دیده شود و از آسیب جدی به قطعات جلوگیری می کند.
پردازنده ها (cpu): در اکثر کامپیوترها، لپ‌تاپ‌ها، کنسول های بازی و تلفن‌های همراه، CPU قابلیت فعال کردن خودکار throttling را دارد تا هنگام داغ شدن به دلیل پردازش طولانی مدت یا سنگین بتواند با کاهش دما پایداری سیستم و عملکرد خود را حفظ کند.
سخت افزارهای کامپیوتر: Throttling به عنوان یک ویژگی مهم برای حفاظت از قطعات و مدیریت مصرف انرژی، در بسیاری از قطعات سخت افزاری کامپیوتر مانند پردازنده ها، هارد دیسک ها، ماژول های حافظه و… دیده می شود و با کاهش دما از آسیب دیدن این قطعات جلوگیری می کند.
کارت گرافیک: کارت‌های گرافیک، هم ممکن است به دلایلی نظیر بار پردازشی سنگین، ناکارآمدی سیستم خنک کننده یا افزایش بیش از حد دمای محیط دچار گلوگاه حرارتی شوند. همچنین، انتخاب نادرست کارت گرافیک یا طراحی ضعیف برخی از این کارت ها ممکن است احتمال فعال شدن گلوگاه حرارتی را افزایش دهد.
سیستم های ورک استیشن workstation: از آنجایی که سیستم های ورک‌استیشن غالبا برای پردازش امور سنگین نظیر محاسبات پیچیده، رندرینگ، ویرایش ویدیو و … کاربرد دارند؛ ممکن است فشار زیادی به پردازنده و کارت گرافیک وارد کنند. تراتلینگ در سیستم های workstation با کاهش بار پردازشی و در نتیجه کاهش تولید گرما به حفظ پایداری و عملکرد این سیستم ها کمک میکند.
🔶 بیشتر بخوانید: خرید سرور HP | قیمت و خرید سرور اچ پی
مزایای استفاده از ویژگی تراتلینگ
قابلیت تراتلینگ به عنوان یک سناریو حفاظتی خودکار که به منظور حفظ عملکرد و افزایش دوام قطعات سخت افزاری فعال می شود، دارای مزایای متعددی است که برخی از مهمترین آن ها عبارتند از:
جلوگیری از آسیب به قطعات سخت‌افزاری: مهمترین کاربرد و مزیت تراتلینگ، جلوگیری از آسیب دیدن CPU و GPU در اثر افزایش بیش از حد دما است. اگر این قطعات سخت افزاری به دلیل بار پردازشی سنگین به شدت داغ شوند و خنک‌سازی مناسبی صورت نگیرد ممکن است بطور دائمی آسیب ببیند. در این حالت، گلوگاه حرارتی با کم کردن سرعت کلاک و در پی آن کاهش دادن دما مانع از آسیب دائمی به قطعات می شود.
جلوگیری از قطع عملکرد سیستم: هنگامی که دمای قطعات به شدت بالا می رود ممکن است، سیستم بطور ناگهانی خاموش شود. ویژگی Throttling، با کاهش سرعت عملکرد سیستم و کمک به خنک شدن قطعات مانع از خاموش شدن ناگهانی آن می شود.
پایداری بیشتر و جلوگیری از هنگ: گلوگاه حرارتی می تواند با کاهش سرعت و خنک کردن بیشتر قطعات در دمای بالا بدون آسیب به قطعات، به پایداری بیشتر سیستم و جلوگیری از هنگ کردن یا کرش کردن برنامه‌ها در اثر گرمای زیاد کمک کند.
افزایش طول عمر قطعات: هنگامیکه قطعات سخت افزاری بطور مداوم و متوالی در معرض گرمای شدید قرار میگیرند حتی اگر در آن لحظه آسیب جدی نبینند به مرور زمان دچار فرسایش و خرابی می شوند. گلوگاه حرارتی با کمک به خنک شدن قطعات و کاهش سرعت عملکرد آن ها در مواقع ضروری باعث افزایش طول عمر این قطعلت می شود.
معایب به کارگیری قابلیت گلوگاه حرارتی
با وجود اینکه گلوگاه حرارتی می تواند با کاهش عملکرد سیستم از بروز اختلالات ناگهانی و آسیب دیدن دائمی قطعات جلوگیری کند اما خود باعث بروز محدودیت هایی هم می شود. برخی از مهمترین معایب گلوگاه حرارتی عبارتند از:
کاهش عملکرد سیستم: هنگامی که گلوگاه حرارتی فعال میشود، سرعت کلاک سخت افزار برای مقابله با افزایش شدید دما کاهش یافته و در پی آن عملکرد کلی سیستم هم کاهش می یابد. بنابراین، گلوگاه حرارتی روی عملکرد سیستم بصورت موقت تاثیر منفی دارد.
ضعیف شدن تجربه کاربری: همانطور که خواندید، گلوگاه حرارتی موجب کاهش سرعت و عملکرد سیستم می شود. این موضوع می تواند باعث کند شدن رابط کاربری، تأخیر در اجرای برنامه‌ها، کاهش نرخ فریم و تاخیر در بازی ها شود که همگی کیفیت تجربه کاربری را کاهش میدهند.
افت سرعت و لگ: فعال شدن حالت Throttling، با تاثیر بر کاهش عملکرد و سرعت کلاک قطعات، سرعت رابط کاربری (UI) را کاهش داده و ممکن است باعث ایجاد تاخیر یا لگ در بازی‌ها شود.
دلایل استفاده از قابلیت تراتل کردن
با وجود اینکه قابلیت تراتل کردن باعث افت عملکرد سیستم می شود اما دلایل زیادی برای توجیه کارایی و استفاده از آن وجود دارد. برخی از مهمترین دلایل تراتل کردن عبارتند از:
پیشگیری از آسیب و خرابی قطعات: تراتل کردن می‌تواند با کاهش سرعت و عملکرد سیستم از آسیب به قطعات سخت افزاری جلوگیری کند و در طولانی مدت باعث افزایش طول عمر و دوام قطعات شود.
بهینه سازی مصرف انرژی: تراتل کردن با جلوگیری از تولید بیش از حد گرما و مصرف انرژی برای خنک سازی سیستم، باعث صرفه جویی در انرژی می شود. همچنین، کاهش مصرف انرژی از بروز اختلال در عملکرد باتری و قطعات الکترونیکی به دلیل داغ شدن زیاد جلوگیری می کند.
بهبود عملکرد در شرایط خاص: قابلیت تراتل کردن در شرایطی که نیاز عملکرد بالا وجود ندارد، می تواند با کاهش سرعت و عملکرد سیستم به حفظ عملکرد آن در سایر شرایط کمک کند.
بهینه سازی منابع در شبکه: تراتل کردن در شبکه های کامپیوتری با کاهش دادن عملکرد کلی سیستم، باعث کاهش سرعت انتقال داده‌ها و محدود کردن پهنای باند شده و از هدر رفت بیش از حد منابع شبکه پیشگیری می کند.
🔶 بیشتر بخوانید: تکنولوژی Liquid Cooling | فناوری خنک کننده مایع در سرورهای HPE
چگونه از تراتلینگ پردازنده و gpu پیشگیری کنیم؟
اگر چه تراتل کردن به عنوان یک روش کنترلی می تواند برای حفاظت از قطعات و سیستم‌ها در برابر آسیب کارآمد باشد، اما در مواقعی که نیاز به عملکرد بالای سیستم وجود دارد می تواند بهره‌وری را کاهش دهد. بنابراین، راهکارهایی برای جلوگیری از تراتلینگ (Throttling) وجود دارد که استفاده از آن ها ضمن جلوگیری از افزایش بیش از حد دما و آسیب به قطعات باعث تداوم عملکرد سیستم با بالاترین کارایی می شود. برخی از این روش ها شامل موارد زیر هستند.
بهره مندی از سیستم های خنک‌کننده کارآمد: یکی از راه های مقابله با تولید گرمای بیش از حد استفاده از سیستم‌های خنک کننده Water Cooling یا Air Cooling با توانایی متناسب با نیاز سیستم است. خنک‌کننده‌های بادی، از فن برای ایجاد جریان هوای اجباری و کاهش دمای قطعات استفاده می کنند و برای پردازنده‌ای با قدرت متوسط ایده آل هستند. استفاده از خنک کننده های Watercooling یا همان سیستم‌های خنک‌کننده مایع می تواند برای مقابله با تراتلینگ با کارایی بیشتری عمل کند و برای پردازنده‌های پرقدرت و شرایط بار سنگین مناسب تر است.
تعویض خمیر سیلیکون خنک‌کننده: تعویض کردن پاست یا خمیر حرارتی بین پردازنده و هیت‌سینک هم می تواند نقش مهمی در دفع بهتر حرارت و جلوگیری از Throttling داشته باشد؛ زیرا اگر این خمیر قدیمی و خشک شود، کارایی آن در کاهش حرارت کاهش می یابد.
بررسی سیستم و برطرف کردن اشکالات داخلی: برطرف کردن مشکلات فنی بخصوص مشکلات مربوط به خنک کننده سیستم و بررسی مداوم سلامت قطعات می تواند از تولید گرمای بیش از حد در هنگام عملکرد آن جلوگیری کند. به عنوان مثال، پاکسازی قطعات از گرد و غبار می تواند با کمک به تهویه بهینه هوا در سراسر سیستم، روند خنک سازی را بهبود داده و از Throttling جلوگیری کند.
کم ولتاژ کردن GPU: در نهایت اگر راهکارهای فوق برای کاهش تراتلینگ به اندازه کافی موثر واقع نشدند، می توانید از طریق کم ولتاژ کردن پردازنده، میزان مصرف برق و تولید گرما را کاهش دهید. در این روش که برعکس اورکلاک است، می توانید از طریق نرم افزارهای اختصاصی میزان ولتاژ و مصرف انرژی GPU را کاهش دهید تا از تولید بیش از حد گرما و بروز تراتلینگ جلوگیری شود. این روش بدون تاثیر زیادی بر عملکرد پردازنده احتمال بروز گلوگاه حرارتی را کاهش می‌دهد و در عین حال نسبت به اورکلاک احتمال آسیب به سخت افزار را به اندازه بیشتری کاهش می‌دهد.
Thermal Throttling چیست؟
گلوگاه حرارتی یا (Thermal Throttling) یک راهکار پیشگیرانه برای کاهش احتمال آسیب به قطعات در سیستم های کامپیوتری و الکترونیکی است و زمانی اتفاق می‌افتد که دمای یک یا چند جز سیستم که در شبکه کامپیوتری معمولا شامل پردازنده مرکزی (CPU) یا کارت گرافیک است، از حداکثر دمای قابل تحمل قطعه تجاوز کند. در این مواقع، با فعال شدن Thermal Throttling با همان گلوگاه حرارتی سرعت کلاک و دمای عملکرد آن قطعه کاهش می یابد تا از آسیب جدی به آن جلوگیری شود.
🔶 بیشتر بخوانید: سرور سوپرمیکرو | خرید Supermicro Server، قیمت سرور سوپر میکرو
جمع بندی
در این مقاله اطلاعاتی پیرامون فعال شدن Throttling در سیستم های کامپیوتری ارائه شد. گلوگاه حرارتی یا Thermal Throttling یک تدبیر پیشگیرانه برای حفظ پایداری سیستم، جلوگیری از آسیب به قطعات و کاهش مصرف انرژی است. این پدیده هنگامی رخ می‌دهد که عواملی مانند بار پردازشی سنگین، عملکرد ناکافی خنک کننده کارکرد مداوم یا افزایش دمای محیط باعث گرم شدن بیش از حد یک قطعه شوند، در اینصورت فعال شدن گلوگاه حرارتی با کاهش سرعت پردازش به کاهش دما و خنک شدن سریعتر قطعه کمک می کند. بروز گلوگاه حرارتی از آسیب آنی به قطعات در اثر دمای بالا جلوگیری میکند اما عملکرد کلی سیستم را هم کاهش می دهد. در این مقاله ضمن ارائه توضیحات تکمیلی پیرامون علت و نحوه بروز گلوگاه حرارتی نکاتی برای مقابله با این پدیده ارائه شد.
سوالات متداول
در این بخش به چند سوال پرتکرار کاربران در مورد تراتل کردن یا قابلیت Throttling پاسخ می‌دهیم
چگونه تراتلینگ بر طول عمر قطعات تأثیر می‌گذارد؟
اگر Throttling به‌طور مکرر و در مدت زمان طولانی اتفاق بیفتد، ممکن است سبب افزایش تنش حرارتی و افزایش احتمال فرسایش قطعات شود.
Thermal Throttling چه تاثیری بر فریم ریت بازی ها دارد؟
هنگامی که در حال اجرای بازی به علت داغ شدن بیش از حد قطعات، کارت گرافیک یا پردازنده‌ی شما دچار Thermal Throttling شود، میزان تاثیر این پدیده بر فریم ریت بازی به مواردی مانند شدت داغ شدن قطعات و قدرت پردازشی پردازنده بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر از یک پردازنده قدرتمند استفاده می کنید که سیستم خنک‌کننده آن به خوبی کار نمی کند بروز گلوگاه حرارتی ممکن است درصد کمی از حداکثر توان پردازنده را کاهش دهد و این تاثیر بصورت کاهش چند فریم در ثانیه مشاهده شود. اما اگر گلوگاه حرارتی پردازنده یا کارت گرافیک در اثر عملکرد ناکارآمد سیستم خنک‌کننده، عدم تهویه مناسب هوا یا افزایش دمای محیط رخ دهد؛ ممکن است نرخ فریم (FPS) به شدت کاهش یابد و این کاهش فریم ریت بصورت اسلاید شدن بازی، هنگ کردن یا کاهش سرعت بازی با ریستارت شدن سیستم مشاهده شود.
چطور بفهمیم خنک کننده عملکرد لازم را ندارد؟
در مواردی ممکن است حتی در صورت غیرفعال بودن GPU، دمای سیستم تا حد 190 درجه فارنهایت افزایش یابد، این پدیده نشان می‌دهد به احتمال زیاد سیستم خنک کننده به خوبی کار نمی کند یا عملکرد آن پاسخگوی نیاز سیستم شما نیست.
