Домашнее задание - Анализ конфигурации вычислительной машины

Дисциплина: ОП.02 Архитектура аппаратных средств  |  Раздел 1: Практическая работа №1 (§2.2 с.8)
Выполняйте только если преподаватель назначил это задание. Срок сдачи сообщит преподаватель.

Резервное задание предназначено для самостоятельной отработки практических навыков инженерного анализа, декомпозиции спецификаций и выявления узких мест (Bottleneck) в аппаратных конфигурациях персональных и серверных ЭВМ.

Раздел 1. Инженерный разбор типовой конфигурации (Эталон-пример)

Ниже представлен детальный анализ офисной конфигурации ПК с точки зрения системного баланса и расчета совокупной стоимости владения (TCO).

Анализируемая конфигурация: Рабочее место менеджера / экономиста
Узел системы Выбранный компонент Инженерное обоснование и проверка баланса
Центральный процессор Intel Core i3-12100 (4 ядра / 8 потоков, 3.3–4.3 ГГц, UHD Graphics 730, TDP 60–89 Вт) Высокая однопоточная производительность для офисных пакетов (Excel, 1C). Наличие встроенного GPU исключает затраты на дискретную видеокарту (~7000–10000 руб.). Базовый сокет LGA1700.
Кулер CPU DeepCool AG300 (3 теплотрубки, 120 мм гидродинамический вентилятор, рассеивание до 150 Вт) Запас по охлаждению 1.7× относительно пикового лимита PL2 (89 Вт). Работа на пониженных оборотах (до 900 об/мин) обеспечивает акустический комфорт (< 20 дБА).
Материнская плата Чипсет Intel B760 (Micro-ATX, 6+1+1 фаз VRM с радиатором на силовых мосфетах, 2× M.2 PCIe 4.0, видеовыходы DP+HDMI) Чипсет B760 обеспечивает стабильное питание и поддержку двух мониторов. Наличие радиатора на VRM исключает перегрев текстолита при многочасовой работе.
Оперативная память 16 ГБ (2 × 8 ГБ) DDR4-3200 МГц CL16 Двухканальный режим удваивает пропускную способность шины памяти до 51.2 ГБ/с. Это критично для встроенного видеоядра UHD 730, использующего системное ОЗУ под видеобуфер.
Накопитель 500 ГБ NVMe M.2 PCIe 4.0 (чтение до 4700 МБ/с, запись до 3500 МБ/с, ресурс 320 TBW) В 8–9 раз быстрее SATA III SSD, прямое подключение к процессорным линиям PCIe 4.0 x4 без задержек чипсета. Ресурс 320 TBW при записи 20 ГБ/сут гарантирует работу более 40 лет.
Блок питания 450 Вт 80 PLUS Bronze (активный PFC, DC-DC преобразователи, тихий вентилятор 120 мм) Пиковое потребление системы составляет 130–140 Вт. Блок питания работает в диапазоне нагрузки ~30–35% с наивысшим КПД (85%) и нулевым износом компонентов.

Вывод эксперта: Конфигурация сбалансирована. Архитектурных узких мест (Bottleneck) не выявлено. TCO минимален за счет низкого энергопотребления (до 40 Вт в простое) и отсутствия избыточных узлов.

Раздел 2. Самостоятельные практические упражнения

Упражнение 1. Выявление аппаратных узких мест (Bottleneck Analysis)

Проанализируйте предложенную сборку игрового / мультимедийного ПК, найдите 3 грубые архитектурные ошибки и обоснуйте каждую:

Спецификация для анализа:
1. Процессор: Intel Core i9-14900K (24 ядра, лимит PL2 = 253 Вт).
2. Материнская плата: Бюджетная плата на чипсете H610 (Micro-ATX, 4 фазы питания VRM без радиаторов).
3. Оперативная память: 1 модуль 32 ГБ DDR5-4800 МГц (Single Channel).
4. Видеокарта: NVIDIA GeForce RTX 4080 (320 Вт).
5. Блок питания: 500 Вт стандартный (без сертификата 80 PLUS).

Упражнение 2. Инженерные расчеты пропускной способности и энергобаланса

Выполните расчеты по формулам из конспекта лекции и запишите итоговые значения:


Упражнение 3. Инженерный кейс: Сервер аналитики данных

Предприятию требуется подобрать подсистему хранения данных для сервера СУБД (PostgreSQL). Выберите оптимальный массив RAID и обоснуйте отказ от альтернативных вариантов: