ПІДБІР ТА ПРОГРАМНА ОПТИМІЗАЦІЯ КОМП’ЮТЕРНИХ КОМПЛЕКТУЮЧИХ ДЛЯ ПОБУДОВИ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОЇ ОБЧИСЛЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ

Abstract

Пояснювальна записка: 67 сторінок, 12 рисунків, 5 таблиць, 23 використаних джерела. Об’єкт аналізу — процес функціонування комп’ютерної обчислювальної системи з точки зору її продуктивності та енергоспоживання. Предмет дослідження — методи підбору комп’ютерних комплектуючих та програмні засоби і алгоритми оптимізації їх роботи з метою підвищення енергоефективності системи. Метою роботи є підвищення енергоефективності комп’ютерної обчислювальної системи шляхом обґрунтованого підбору комплектуючих та розробки методів їх програмної оптимізації з урахуванням різних типів навантаження. Проект складається з трьох розділів. Перший розділ присвячений аналізу сучасних комп’ютерних комплектуючих та їх впливу на енергоспоживання системи. У розділі розглянуто ключові компоненти (процесор, відеокарта, оперативна пам’ять, накопичувачі, блок живлення, материнська плата та система охолодження), досліджено основні метрики оцінки енергоефективності (продуктивність/Вт, Energy-Delay Product), а також проаналізовано апаратні та програмні методи оптимізації енергоспоживання. У другому розділі обґрунтовано вибір апаратної конфігурації енергоефективної системи та розроблено алгоритми програмної оптимізації. Запропоновано оптимальну конфігурацію на базі процесора середнього класу (AMD Ryzen 5 5600 / Intel Core i5-12400), відеокарти NVIDIA RTX 4060, 16 ГБ DDR4 та блоку живлення 80 PLUS Gold. Розроблено алгоритми undervolting процесора, обмеження power limit відеокарти, оптимізації фонових процесів та програмний комплекс для автоматизації профілів живлення з використанням Ryzen Master, MSI Afterburner та Python-скриптів. Третій розділ присвячений експериментальному дослідженню ефективності запропонованих рішень. У ньому описано методику тестування в реальних сценаріях (режим простою, робота в браузері, офісні задачі, рендеринг у Cinebench), наведено результати порівняльного аналізу базового та оптимізованого режимів, а також сформовано практичні рекомендації щодо побудови енергоефективних обчислювальних систем.