12186

Мониторинг работоспособности материнской платы

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторная работа № 17 Мониторинг работоспособности материнской платы 1. Цель работы Научиться диагностировать работоспособность системной платы 2. Теоретические сведения SpeedFan мощная утилита мониторинга Задача мониторинга критически важных параметров р

Русский

2013-04-24

41.91 KB

14 чел.

Лабораторная работа № 17

Мониторинг работоспособности материнской платы

1. Цель работы

Научиться диагностировать работоспособность системной платы

2. Теоретические сведения

SpeedFan - мощная утилита мониторинга

Задача мониторинга критически важных параметров работы аппаратного обеспечения особенно часто встает перед любителями разгона. Совершенно очевидно, что конечная цель любого разгона – добиться наибольшего быстродействия системы путем повышения скорости работы отдельных компонентов.

Побочные эффекты разгона

Обычно разгону подвергаются процессор, системная память и видеокарта. Для получения более высокой тактовой частоты устройства необходимо запрограммировать регистры внутренних и внешних тактовых генераторов; часто приходится также вносить изменения в режим работы – добавлять такты ожидания и задержки, иначе устройство не будет функционировать на повышенной частоте. Все эти манипуляции выполняются средствами BIOS Setup – практически все платы имеют соответствующие настройки. Либо прибегать к помощи различных утилит разгона, которые сегодня выпускаются не только независимыми разработчиками, но и самими производителями материнских плат и видеокарт.

В последнее время активно применяется прием, который позволяет улучшить частотные характеристики транзисторов, входящих в состав микросхем, и тем самым увеличить потенциал разгона устройства. Из теории известно, что время переключения транзистора уменьшится, если увеличить напряжение питания. Поэтому производители материнских плат давно включили возможности программирования стабилизаторов VRM, отвечающих за подачу питания на компоненты платы, в перечень обязательных опций настройки BIOS. И если раньше пользователь мог только настроить напряжение питания ядра процессора, то сегодня он имеет доступ к напряжениям практически всех важных компонентов – памяти, северного и южного мостов чипсета, схем-формирователей шин процессора, памяти, внутренней шины между мостами чипсета и т.д. Благодаря этому разгону поддаются практически все системные шины, что существенно расширяет поле для экспериментов с разгоном.

И даже если таких настроек не имеется (например, BIOS видеокарт обычно не позволяет выполнять такие манипуляции, хотя успешные эксперименты в этой области уже были), опытный оверклокер всегда найдет возможность добиться повышения напряжения – например, путем перепайки платы (так называемый "вольтмод").

Однако повышение частот никогда не проходит бесследно для компонентов системы. Известно, что от частоты напрямую зависит энергопотребление микросхемы. Зависит оно и от напряжения питания. Поэтому, разгоняя компоненты, оверклокер заведомо ухудшает параметры работы компонентов – повышает их температуру и энергопотребление, зачастую в несколько раз. Высокая температура негативно влияет на параметры работы микросхем; перегрев может в некоторых случаях привести к выходу из строя устройства. Применение эффективных средств охлаждения при разгоне строго обязательно.

Еще один негативный эффект возникает из-за резкого увеличения энергопотребления системы при разгоне. Блок питания компьютера может не справляться со стабилизацией токов и напряжений, из-за чего многие критические для работы параметры начинают "уплывать". Это не только чревато потерей стабильности, но и повышенным нагревом или сбоями в работе других устройств – жесткого диска, оптического привода, видеокарты и т.д.

Аппаратные средства мониторинга

Быть в курсе критических параметров системы – температур и напряжений – необходимо не только при подборе параметров разгона, но и в дальнейшем, при наблюдении за работой устройств в условиях стресса. Приобретать для этих целей специальное измерительное оборудование было бы слишком накладно. Тем более что производители материнских плат давно осознали необходимость встраивания в свои продукты простых и эффективных средств отслеживания напряжений и температур.

Кроме мониторинга, эти средства хорошо подходят для защиты системы от сбоев и повреждений в нештатных ситуациях. В частности, система мониторинга предупредит вас о перегреве процессора и системы, остановке вентилятора, неисправности блока питания, а также вызовет принудительный останов системы или замедление работы.

Средства мониторинга поначалу были реализованы с помощью специального чипа мониторинга и внешних датчиков температуры – термисторов, термодиодов и т.п. Чип мониторинга содержал ряд АЦП, на входы которых подавались напряжения питания и сигналы с термодатчиков и тахометров вентиляторов. Программный доступ к чипу осуществлялся по шине ISA/LPC или SMBus, причем пользоваться его услугами могли как функции BIOS, так и программные утилиты. В дальнейшем функции мониторинга были интегрированы в другие компоненты системы, например, в южные мосты чипсета или мосты ввода-вывода ("Super I/O", микросхемы поддержки старых портов – LPT, COM, PS/2, FDD). Некоторые производители материнских плат применяют свои чипы мониторинга, которые отличаются реализацией некоторых специфических функций.

Датчики измерения температуры появились во всех современных процессорах и графических ускорителях, что позволило производить измерение их температуры более точно. Кроме того, процессоры получили средства автоматического слежения за своей температурой, поэтому необходимость их защиты от перегрева сегодня не так актуальна.

Помимо собственно слежения, сегодняшние схемы мониторинга имеют средства управления температурным режимом. В частности, они способны регулировать скорость вращения вентиляторов в зависимости от текущей температуры. Выполняется это с помощью модулирования по методу ШИМ напряжения питания, подаваемого на мотор крыльчатки вентилятора. Существуют также кулеры, способные воспринимать сигналы управления от чипа мониторинга и управлять своим вращением самостоятельно. Чипы мониторинга, правда, пока только специализированные, "умеют" регулировать и частоту работы процессора, отслеживая его загруженность по температуре или потребляемому току.

Выбираем утилиту

Хорошо, когда аппаратная реализация мониторинга имеет такие развитые возможности управления. Но часто мониторинг выполняет лишь пассивную функцию, выдавая информацию по запросу и не предпринимая никаких активных действий. В таком случае аппаратные средства нужно дополнить программными.

Сегодня практически каждый производитель материнских плат предлагает свой комплект утилит для мониторинга и настройки системы. Можно, конечно, ограничиться и этим вариантом. Однако следует иметь ввиду, что у таких утилит зачастую много недостатков. Это и интерфейс: часто разноцветный и безвкусный, с весьма своеобразным расположением органов управления, минимумом настроек и неудобными средствами отображения и ведения журнала. Это и функциональность: поддержка только ограниченного количества плат (ваша плата может не поддерживаться – и такое бывает), без возможности настройки и проверки работы. Стабильность работы и поддержка различных операционных систем тоже может хромать, а о регулярном обновлении версий часто и речи не идет.

В то же время для утилит мониторинга средства ручной настройки крайне важны для успешной работы. Дело в том, что чип мониторинга или соответствующие функции южного моста чипсета – это всего лишь набор контактов и средства доступа к ним. Разработчик материнской платы имеет полную свободу в выборе того, что и как подключать к этим контактам. Порядок подключения напряжений, вентиляторов, типы датчиков – все остается на его совести. Из трех имеющихся контактов для температурных датчиков он может подключить все или только один, может завести сразу два датчика от процессора – встроенного и внешнего, причем в любом порядке. Утилита может только предположить, что подключено к микросхеме. Пользователь должен сам проверить все показания и выбрать те настройки, которые дают наиболее правдоподобные результаты. О разводке системы мониторинга производитель платы никогда не сообщает. Единственная альтернатива такой ручной настройке – база данных по всем платам. В "фирменных" утилитах такая база чаще всего имеется.

Но по другим параметрам утилиты сторонних разработчиков обычно лучше "фирменных". Их авторы постоянно следят за появлением новых чипсетов и микросхем мониторинга и вносят необходимые изменения, чтобы гарантировать поддержку всех возможных вариантов. Расширяя функциональность, они заботятся о компактном размере и высоком быстродействии своих программ, иначе пользователи быстро переключатся на конкурирующие программы. Часто разработчики поддерживают друг друга – разрабатывают плагины, средства интеграции и управления, обеспечивают совместимость программ. При этом многие по-настоящему удачные программы мониторинга являются полностью бесплатными и свободно доступными для скачивания.

SpeedFan – удачный вариант утилиты мониторинга

Долгое время программа Motherboard Monitoring (MBM) оставалась самой популярной и распространенной программой мониторинга. Несмотря на некоторую "тяжеловесность" интерфейса, она предоставляла удобные средства настройки параметров доступа к микросхемам, разные способы отображения результатов и ведения журнала. А главная "фишка" этой утилиты заключалась в наличии обширной базы данных по платам. MBM до сих пор остается известной и популярной, ее поддержка имеется в различных системных утилитах другого назначения.

Однако уже скоро год, как автор MBM, Александр Ван Каам, прекратил поддержку своей удачной разработки, о чем официально уведомил пользователей через свой веб-сайт. Программа все еще пригодна для использования, однако новые материнские платы она может не поддерживать, так как необходимо постоянно обновлять список чипсетов (реализация шины SMBus варьируется от чипсета и чипсету) и микросхем с поддержкой мониторинга.

Среди бесплатных альтернатив MBM существует несколько даже более мощных программ мониторинга, самая популярная среди которых – SpeedFan. Это утилита итальянского разработчика Альфредо Милани Компаретти, официальный веб-сайт находится по адресу www.almico.com/speedfan.php. Программа не только имеет широкие возможности по слежению за параметрами системы, но и позволяет осуществлять разгон системы (список плат ограничен), управлять вентиляторами, получать информацию о памяти и выполнять ряд сопутствующих функций.

Подробнее о SpeedFan

Перечислим основные возможности этой замечательной утилиты:

  1.  Поддержка чтения параметров с помощью десятков популярных чипов мониторинга (National, Analog Devices, Philips, Fintek) и микросхем, которые имеют соответствующие возможности (Winbond, ITE, VIA, NVIDIA, SIS);
  2.  Поддержка чипсетов различных производителей – Intel, AMD, SIS, VIA, ULi, ATI, NVIDIA и даже ServerWorks;
  3.  Поддержка чтения температуры винчестера через механизм SMART;
  4.  Поддержка чтения температуры графического чипа (только для NVIDIA GeForce старших серий);
  5.  Автоматическое и ручное (по контрольным точкам) управление вращением вентиляторов (не для всех чипов мониторинга);
  6.  Управление по контрольным точкам частотой процессорной шины (только для немногих материнских плат, оснащенных тактовыми генераторами ICS);
  7.  Вывод атрибутов SMART жесткого диска;
  8.  Отображение температур и других параметров в системном трее, ведение журнала;
  9.  Вывод графика изменения параметров;
  10.  Настройка реакции на события (изменения температур и других параметров) – звуковой сигнал, сообщение, запуск программ;
  11.  Поддержка 64-битных операционных систем семейства Windows;
  12.  Многоязычный интерфейс, поддержка русского.

К сожалению, SpeedFan обязательно должен быть инсталлирован. При этом в систему добавляется системный драйвер, с помощью которого SpeedFan получает доступ к портам ввода-вывода. Известно, что это единственный способ работы с портами, однако многие системные утилиты запускают драйвер автоматически, не требуя предварительной инсталляции.

Интерфейс SpeedFan прост и незатейлив.

 

У программы имеется единственное окно, в котором выводится лог старта программы (его можно было и скрыть), данные по вентиляторам, температурам и напряжениям, степень загрузки процессора (или нескольких процессоров), две кнопки – для минимизации (в трей) и вызова настроек. С помощью закладок можно переключиться на другие режимы (к ним, впрочем, не приходится обращаться):

Окно настроек организовано не интуитивно, поэтому разобраться, что к чему, можно лишь с помощью файла справки. Начинать настройку следует с закладки "Advanced", где можно настроить параметры интерпретации данных от чипа мониторинга.

Далее следует настроить выходы управления скоростью вращения вентиляторов ("Speeds"), потом дать имена и указать пороги (желаемая и предельная) входов измерения температуры ("Temperatures"), проверить данные по вентиляторам ("Fans") и напряжениям ("Voltages"). Тут же можно настроить триггеры событий ("Events"), включить журнал ("Log") и изменить немногочисленные параметры интерфейса ("Options").

Пожалуй, излишняя сложность, малопонятный интерфейс и необходимость изучения документации для выполнения настройки – серьезные минусы SpeedFan, поэтому эту программу нельзя порекомендовать неопытным пользователям. С другой стороны, SpeedFan поддерживает множество микросхем и позволяет их аккуратно настраивать, что делает эту утилиту незаменимым инструментом в руках оверклокера. Если в настройках разобраться, то можно обеспечить гибкое управление вентиляторами и предупреждение о выходе параметров за пределы заданных порогов. Но, пожалуй, самое полезное применение SpeedFan – слежение за критически важными параметрами системы при разгоне, организации "тихого" ПК или других экспериментах.

P.S. Всегда следует помнить, что данные аппаратного мониторинга являются лишь справочными, на них можно только ориентироваться при подборе параметров разгона, но не принимать их как точные цифры. Это связано и с погрешностями при измерениях, и с огрехами в разводке платы, и с потерями на пути от источника к микросхеме мониторинга. Да и правильные параметры для считывания данных не всегда можно угадать, даже имея под рукой такую мощную утилиту, как SpeedFan.

3 Подготовка к выполнению работы

3.1 Ознакомиться с инструкцией.

3.2 Проработать теоретический материал за темой работы.

3.3 Дать ответы на контрольные вопросы входного контроля.

3.4 Продумать методику выполнения работы.

3.5 Подготовить бланк отчета.

                                         4 Оборудование:

ПК и утилиты

                                            5 Оформление отчета:

5.1 Цель работы.

5.2 Теоретические сведения.

5.3 Оборудование.

5.4 Задание.

5.5 Описание выполненной работы.

6 Контрольные вопросы:

6.1 Какие основные возможности SpeedFan?

6.2 Какие недостатки Разгона?

6.3 Что нужно учитывать при выборе утилиты?


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78403. КОРЕННЫЕ И ШАТУННЫЕ ПОДШИПНИКИ 59.58 KB
  Контроль состояния подшипников коленчатого вала осуществляют двумя методами: осмотром их состояния при техническом обслуживании и текущих ремонтах ТР; с помощью спектрального анализа масла. Увеличение содержания в масле свинца обнаруженное при спектральном анализе проб масла отбираемых на каждом текущем обслуживании ТО3 укажет на повышенный износ или выкрашивание баббита вкладышей коленчатого вала. На текущих ремонтах ТР2 производят внешний осмотр подшипников нижнего коленчатого вала с измерением щупом зазоров на масло и провисания...
78404. ЦИЛИНДРОВЫЕ КРЫШКИ И КЛАПАНЫ 61.76 KB
  При текущих ремонтах ТР2 и ТР3 крышки цилиндров снимают разбирают очищают от нагара и накипи и ремонтируют. Перед снятием крышки измеряют линейные размеры камеры сжатия с помощью приспособления рис 33 н зазор между крышкой и блоком по щупу у дизеля Д50 снимают форсунку н вместо нее устанавливают приспособление при положении поршня в нижней мертвой точке. Камеру сжатия регулируют толщиной прокладки между втулкой и крышкой цилиндра дизель 11Д45 или подрезкой торца крышки цилиндра дизель Д50.
78405. Неисправности насосов. Ремонт масляного насоса дизеля и его привода 138.18 KB
  В топливоподкачивающих насосах нарушается плотность сальникового уплотнения снижается подача из-за износа втулки вала возникают трещины в корпусе крышке и др. Ремонт масляного насоса дизеля и его привода Для снятия насоса с дизеля отсоединяют всасывающий и нагнетательный трубопроводы выпрессовывают конические штифты отворачивают гайки шпилек и снимают насос. Чтобы судить о степени износа зубьев зубчатых колес корпуса и подшипниковых планок перед разборкой насоса измеряют радиальный зазор между зубьями колес и корпусом насоса и осевой...
78406. Ремонт холодильников и теплообменников 176.34 KB
  Неисправностями секций холодильника являются течь по трубкам при обрыве и нарушении пайки загрязнение наружной и внутренней поверхностей секций. Течь трубок по месту пайки в коробку возникает при неправильном креплении секций колебании давлений и температуры воды и масла и размораживании секций зимой при резком открывании жалюзи. Снаружи секции покрываются пылью и грязью внутри масляных секций отлагаются механические частицы нагар и продукты окисления масла на водяных секциях накипь. Загрязнение секций ухудшает теплопередачу от трубок...
78408. Ремонт и зарядка аккумуляторной батареи 66.24 KB
  Неисправностями батареи являются: сульфитация и короткое замыкание пластин загрязнение электролита трещины в баках разрушение деревянных ящиков. Сульфитация пластин возникает в результате систематических недозаряда глубоких разрядов длительного пребывания батареи в разряженном состоянии применение электролита высокой плотности и загрязнения его вредными примесями. Загрязнение электролита примесями различных соединений металлов вследствие недостаточно чистых исходных материалов применяемых при приготовлении электролита или заливке...
78409. Ремонт электрических машин. Ремонт моторно-осевых подшипников 32.06 KB
  Буксы моторноосевых подшипников устанавливают болтами а скомплектованные вкладыши моторноосевых подшипников отправляют на мойку. Вкладыш моторноосевых подшипников клеймят и стягивают хомутами для сохранения парности обмывают в моечной машине и подают в специализированное ремонтное отделение. При ремонте моторноосевых подшипников тепловозов производят наплавку бронзовыми электродами ОЦС 4417 внутренней поверхности вкладышей и поверхности бортов а также электролитической меднение или наплавку наружной поверхности.
78411. СБОРКА И УСТАНОВКА ТЯГОВЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН 107.66 KB
  Устанавливают на валу якоря внутренние обоймы роликоподшипников в подшипниковых щитах монтируют наружные обоймы подшипников вместе с роликами ставят и закрепляют на остове подшипниковый щит 27 см. Надев на вал якоря подшипниковый щит 13 и укрепив на валу подъемную скобу вставляют якорь вместе со щитом в остов см. Измеряют радиальное биение коллектора осевой разбег якоря в подшипниках проверяют длинными щупами зазоры между сердечниками якоря и полюсов. О правильности монтажа подшипниковых щитов в остове судят по отсутствию зазора между...