CPU state小結

一、概述

調整BIOS時,看到眼花繚亂的各種CPU X state就暈過去了,還好搜到了這個。來源:《CPU的電源狀態分類》

 

二、參數介紹

英文簡稱 英文全稱 中文簡稱 功能描述
G-States Global States 全局狀態 ACPI規範定義了一臺兼容ACPI的計算機系統可以有七個狀態(所謂的全局狀態)。
S-States Sleeping States 睡眠狀態 指計算機系統狀態,與待機/休眠/睡眠有關。有S0~S5共6種狀態。S0是系統正常運行工作的狀態,包含所有的P和C狀態。
C-States CPU States 處理器電源狀態 是指在G0狀態下(只對G0狀態有效,在其他狀態下不予討論)的處理器電能消耗和溫度管理的狀態
P-States Performance States 能效狀態

設備和處理器性能狀態(Px狀態)是在C0(對於處理器)和D0(對於設備)下定義的電源消耗和能力的狀態。性能狀態允許OSPM在性能和能源消耗之間獲取平衡。P0是最高性能狀態,從P1到Pn是連續的低性能狀態,最高限制n爲16

 

這個狀態在Intel處理器中稱爲SpeedStep、Turbo Boost,在AMD處理器中稱爲PowerNow!、Cool'n'Quiet、Turbo Core,在VIA處理器中稱爲PowerSaver。

T-States Throttling States 節能狀態 T-States和P-States都是爲了降低CPU發熱量,但兩者有區別。如1顆E5-2682v4 2.5GHz CPU,P-States要求運行在50%,那麼實際上就運行在1.25GHz之上,而T-States則是將2.5GHz切成一半,一般時間運行,另一般時間不運行(調整CPU運行時間的佔比,而不是調整CPU頻率)。

 

三、參數說明

  • C-States參數列表

       

         詳細說明請參考《CPU省電的祕密(二):CStates》

         需要特別強調的是,C1,C2和C3下,Cache一致性是得到保證的,從而恢復現場速度也很快。後面的模式不保證Cache的一致性,若出現一個全局變量被兩個進程訪問,沒有定義成inline內聯類型,有出現軟件運行異常風險。

  • Intel EIST & Turbo boost

      intel EIST:主要的功能就是讓CPU在負載輕的時候可以讓CPU工作在低電壓低時脈的狀態,已達到節省電源的目的,當工作量  大時CPU才以全速來運轉.如果你的CPU有支持,那還要在看一下你的OS有沒有支持這個功能. 

     Turbo Boost:加速技術,它通過分析當前CPU的負載情況,智能地關閉一些不在使用中的核心,把能源留給正在使用的核心,並使它們運行在更高的頻率從而提升性能。它基於Nehalem架構的電源管理技術,通過分析當前CPU的負載情況,智能地完全關閉一些用不上的核心,把能源留給正在使用的核心,並使它們運行在更高的頻率,進一步提升性能。相反,需要多個核心時,動態開啓相應的核心,智能調整頻率。這樣,在不影響CPU的TDP(熱功耗設計)情況下,能把核心工作頻率調得更高。

    要使用Turbo boost模式的前提是EIST必須同時啓動。

  • P-State & T-State

     與P-State類似,T-State也是將CPU頻率降低來達到降低電量(以及降低熱量)的方法之一。P-State跟T-State雖然都是降頻,但T-State跟P-State最早是分別由Intel和AMD提出。以技術上而言採取的方法也不一樣。簡單來說它們的差異如下圖所示:

            

     就算同樣是把頻率降成原本的50%,但P-State是真的把頻率放慢成原本的50%,而T-State是把把一半的頻率切掉(Clock 0跟Clock 2都消失)。當Intel發現P-State的方法更能夠省電並且有效降低晶片的發熱量,所以也把P-State的技術加入。到今天爲止,Intel的CPU同時支援P-State跟T-State,而AMD的CPU只有支援P-State。來源:alexhung's Tech Zone

四、參考

https://software.intel.com/en-us/articles/power-management-states-p-states-c-states-and-package-c-states

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%AB%98%E7%BA%A7%E9%85%8D%E7%BD%AE%E4%B8%8E%E7%94%B5%E6%BA%90%E6%8E%A5%E5%8F%A3

http://alexhungdmz.blogspot.com/2011/12/power-management-2cpu.html

https://zhuanlan.zhihu.com/p/25675639

http://benjr.tw/257

http://benjr.tw/24105

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