Czym jest throttling i jak sobie z nim radzić?

Przemysław Kocięcki,

Czy zastanawialiście się właściwie dlaczego komputery i smartfony działają wolniej gdy się przegrzewają? Za to zjawisko odpowiada throttling, któremu przyjrzymy się bliżej w dzisiejszym artykule. Zastanowimy się co może go powodować i jak się przed nim ustrzec.

Co to jest throttling procesora?

Angielskie słowo „throttling” mogą kojarzyć osoby grające w wyścigowe gry komputerowe, gdzie w sekcji konfiguracji klawiszy można spotkać się ze słowem „throttle” oznaczającym przepustnicę. Pojęcie „throttle” w grach jest zwykle utożsamiane z przyspieszeniem pojazdu, więc można by było oczekiwać, że zjawisko throttlingu w procesorach poprzez analogię może powodować przyspieszenie ich pracy. Nic bardziej mylnego – wbrew pozorom throttling CPU nie jest niczym dobrym i w optymalnych warunkach nie powinien w ogóle występować.

Gdy włączamy komputer, przez poszczególne podzespoły zaczyna płynąć prąd. Jako że nie jesteśmy w stanie stworzyć idealnych przewodników prądu, nawet najlepsze „druty” stawiają natężeniu pewien opór. Zgodnie z zasadami fizyki energia nie może powstawać i znikać, może najwyżej zmieniać swoją postać, dlatego odkładający się na elementach prąd zmienia swoją postać – obserwujemy zmianę energii elektrycznej na energię cieplną. Nie inaczej sytuacja wygląda w wypadku procesorów, które podczas pracy również generują z tego powodu pewną ilość ciepła. To zupełnie naturalny proces i dopóki temperatura nie przekracza krytycznych wartości nie trzeba się niczym przejmować. Problem pojawia się wtedy, gdy temperatury są tak wysokie, że mogą spowodować fizyczne uszkodzenie procesora.

Dawniej procesory pracowały z jedną, z góry ustaloną częstotliwością taktowania zegarów. Niezależnie, czy komputer służył w danej chwili jedynie do przeglądania zasobów internetu czy do intensywnej obróbki grafiki, poziom generowanego ciepła utrzymywał się na stałym poziomie. Z powodu braku wbudowanej regulacji zegarów, jedynym zabezpieczeniem przeciw spaleniu się podzespołów w wypadku przekroczenia temperatur (np. na skutek uszkodzonego zasilacza czy wadliwego systemu chłodzenia) było całkowite wyłączenie się komputera w kryzysowych sytuacjach. Zabezpieczenie tego typu co prawda chroniło sprzęt przed uszkodzeniem, jednak mogło być uciążliwe – samoistne wyłączanie się komputera mogło przyczynić się do utraty zapisanych zmian w otwartych dokumentach, czy nawet do uszkodzenia systemu, jeśli do wyłączenia doszło np. podczas aktualizacji.

Współcześnie procesory mogą w czasie rzeczywistym dostosowywać częstotliwość taktowania do aktualnych potrzeb, przez co komputer w spoczynku pobiera znacznie mniej prądu (i generuje mniej ciepła oraz hałasu) niż gdyby znajdował się pod wysokim obciążeniem. Podczas wykonywania złożonych operacji procesory mogą przełączyć się w tryb wysokiej jakości, w którym zegary zaczynają pracować szybciej niż zwykle. Zmienna częstotliwość taktowania pozwoliła na stworzenie zupełnie nowego, dodatkowego mechanizmu zabezpieczającego procesory przed spaleniem. Throttling.

Throttling to nic innego jak reakcja obronna procesora na działanie zbyt wysokiej temperatury. Gdy temperatura procesora przekroczy krytyczny poziom, taktowanie procesora zwalnia – mniejsze taktowanie to mniejsze zapotrzebowane na energię, a w efekcie mniejsze temperatury; innymi słowy procesor obniża szybkość pracy by się ochłodzić i zapobiec uszkodzeniu. Naturalną konsekwencją throttlingu jest zwolnienie pracy komputera, co jest szczególnie wyraźne podczas wykonywania zasobożernych zadań. Komputer zawiesza się i odmawia współpracy, jednak w przeciwieństwie do starych modeli nie wyłącza się natychmiast, co pozwala dalej z niego korzystać.

Temperatura, po której przekroczeniu procesor zwolni taktowanie, różni się między poszczególnymi modelami procesorów, jednak zwykle oscyluje wokół 90-105 stopni Celsjusza i najczęściej jest nieco większa w laptopach niż w pecetach – laptopy z racji mniejszej dostępnej przestrzeni na umieszczenie wydajnego systemu chłodzenia są projektowane w ten sposób, by dobrze znosić pracę w wyższych temperaturach. Po przekroczeniu ustalonej temperatury zaczniemy doświadczać drastycznego spadku wydajności komputera. Taki stan będzie utrzymywał się do czasu powrotu temperatury procesora do optymalnych wartości.

Przyczyny przegrzewania się procesora

Skoro wiemy już, że throttling aktywuje się wtedy, gdy temperatura procesora przekracza dopuszczalne wartości, pora zastanowić się co powoduje przegrzewanie – tylko w ten sposób będziemy w stanie określić co należy zrobić by ustrzec się przed throttlingiem.

Temperatura komputera może rosnąć ponad normę na skutek kilku czynników, a do najważniejszych i najbardziej popularnych zaliczyć można działanie szkodliwego oprogramowania, zużytą pastę termoprzewodządzą, nagromadzony kurz, a także fizyczne uszkodzenie systemu chłodzenia lub innych komponentów komputera. Teoretycznie negatywny wpływ każdego z tych czynników można by było zneutralizować poprzez instalację odpowiednio mocnego chłodzenia, jednak taki zabieg nie zawsze jest możliwy, a ponadto mógłby iść w parze ze znacznym zwiększeniem hałasu generowanego przez komputer, dlatego w pierwszej kolejności warto spróbować namierzyć i wyeliminować przyczyny throttlingu.

Jak walczyć z przegrzewającym się procesorem?

Jeśli throttling występuje w smartfonie, wówczas nie warto ryzykować samodzielnej naprawy i bezpośrednio udać się do serwisu. Bez fachowej wiedzy i odpowiednich narzędzi możemy zrobić więcej złego niż dobrego, dlatego najlepiej powierzyć to zadanie specjalistom. Jeśli jednak mamy do czynienia z komputerem lub laptopem, wówczas jest kilka rzeczy, które możemy zrobić we własnym zakresie nim postanowimy zapłacić serwisantom.

Postępowanie w walce z przegrzewającym się procesorem powinno przebiegać od wyboru najmniej do najbardziej inwazyjnej metody, dlatego warto zacząć od zwykłego skanowania systemu w poszukiwaniu wirusów i innych złośliwych programów, które mogą działać w tle i bez naszej wiedzy zmuszać komputer do działania na obrotach wyższych niż zwykle. Do skanowania można wykorzystać darmową wersję niezwykle skutecznego narzędzia Malwarebytes – płatna wersja nie oferuje w naszej sytuacji żadnych przydatnych możliwości, których nie byłoby w wersji darmowej. Korzystanie z programu jest niezwykle proste i intuicyjne – wystarczy w zakładce „skanowanie” wybrać pozycję „pełne skanowanie” i pozwolić programowi działać. Podczas działania programu nie powinno się korzystać z komputera. Dobrze byłoby również wyłączyć na ten czas wszelkie niepotrzebne aplikacje. Po skończeniu skanowania wystarczy zaznaczyć wszystkie znalezione zagrożenia i przenieść je do kwarantanny, a następnie zrestartować komputer. Jesli przyczyną przegrzewania się komputera i występowania throttlingu były wirusy, problem powinien zniknąć.

Jeśli przegrzewanie wciąż występuje, warto upewnić się, że zegar procesora nie został podkręcony. Podkręcanie zwiększa osiągi komputera, jednak zwiększa też pobór mocy, a co za tym idzie – generuje więcej ciepła. Jeśli przegrzewanie zaczęło występować po podkręceniu procesora, taktowanie zegarów należy przywrócić do oryginalnych wartości.

Jeśli w dalszym ciągu mamy do czynienia z throttlingiem, kolejnym naturalnym krokiem powinno być rozebranie komputera – nierzadko za przegrzewanie odpowiadają tumany kurzu, które blokują przepływ powietrza i obniżają efektywność systemu chłodzenia, które w efekcie nie jest w stanie odprowadzić całego ciepła generowanego przez komputer. Jeśli zdecydujesz się skorzystać ze sprężonego powietrza do przedmuchania wentylatorów, rób to z rozwagą. Jeśli nie chcesz narazić komputera na uszkodzenie, przed dmuchaniem powinieneś unieruchomić wirnik – nie rozpędzaj go powietrzem, bo możesz w ten sposób nie tylko uszkodzić wentylator, ale i wygenerować napięcie, które może uszkodzić płytę główną. Jeśli komputer nie był dokładnie czyszczony od wielu lat, wówczas warto rozkręcić wentylatory i dostać się do ich wnętrza – prawdopodobnie znajdziemy tam ogromne kłęby kurzu i brudu, których nie dałoby się wydmuchać.

Rozbierając komputer warto przy okazji pomyśleć o wymianie pasty termoprzewodzącej na procesorze i karcie graficznej. Tubka pasty to koszt rzędu 20-30 złotych, a zakładając, że wymieniać ją bedziemy raz na kilka lat, powinna spokojnie służyć przez cały cykl życia komputera. Celem pasty jest maksymalne zwiększenie powierzchni jaką procesor styka się płytką z układu chłodzenia – pasta szczelnie wypełnia wszelkie nierówności, dzięki czemu ciepło jest oddawane znacznie wydajniej.

Jeśli przegrzewanie będzie występować dalej, możesz rozważyć wykonanie formatowania dysku. Wcześniej jednak warto pożyczyć od kogoś nowy dysk i sprawdzić czy komputer będzie przegrzewał się także na nim – w ten sposób nie będziemy wykonywać formatowania na darmo. Jeśli do przegrzewania dochodzi na sprawnym dysku, wówczas problem nie leży w dysku, a najpewniej w jednej z fizycznych części komputera. W tym wypadku niezbędne może okazać się odesłanie komputera do serwisu. Jeśli jednak na nowym dysku problem nie występuje, to znak, że wadliwy jest dysk – jego sformatowanie powinno rozwiązać problem.