በሲ-ግዛቶች እና በሲፒዩ ፒ-ግዛቶች መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?

በዘመናዊ ማቀነባበሪያዎች ውስጥ የኃይል አስተዳደር አንድ ነጠላ ማብሪያ / ማጥፊያ አይደለም ፣ ግን ስብስብ የተቀናጁ ስልቶች (C-States እና P-States of the CPU, እና ሌሎች) ኦፕሬቲንግ ሲስተም፣ ፈርምዌር እና ሲፒዩ ራሱ የኃይል ፍጆታን፣ የሙቀት መጠንን እና አፈጻጸምን በእውነተኛ ጊዜ ለማስተካከል የሚጠቀሙበት ነው። ይህ ጽሁፍ ኮምፒውተራችሁ ሃይል ሲቆጥብ ወይም ሲፋጠን ምን እንደተፈጠረ ለመረዳት እንድትችሉ ያንን የምስጢር ቃላትን ያበላሻል እና ያደራጃል።

ምንም እንኳን እያንዳንዱ አምራች እና የሲፒዩ ቤተሰብ የራሳቸውን ንክኪ ቢጨምሩም መሰረቱ የተለመደ ነው፡- ACPI መደበኛ “ግዛቶች”ን ይገልጻል ለስርዓቱ, መሳሪያዎች እና ፕሮሰሰር. እዚህ በC-States እና P-States መካከል ያለውን ልዩነት፣ ከጂ/ኤስ/ዲ-ግዛቶች ጋር እንዴት እንደሚገናኙ፣ በእውነተኛው አለም ላይ ምን ተጽእኖ እንዳላቸው፣ በዘገየነት ላይ ምን ተጽእኖ እንዳላቸው፣ ለምን የጨዋታ ተጫዋቾች እና ፕሮፌሽናል ኦዲዮፊሊስ ጥልቅ እንቅልፍን እንደሚያሰናክሉ፣ እና በዊንዶውስ፣ ሊኑክስ እና እንደ ESXi ባሉ አካባቢዎች ምን አይነት ተግባራዊ መሳሪያዎች እንደሚገኙ እዚህ ታያለህ።

ACPI በአጭሩ

ኤሲፒአይ (የላቀ ውቅር እና የኃይል በይነገጽ) በፒሲዎች እና ሰርቨሮች ውስጥ ኃይልን የሚያቀናጅበት መስፈርት እና ያ ኤፒኤምን በትልቁ ቁጥጥር እና በጥራጥሬነት ተክቷል።. በ90ዎቹ ከኢንቴል፣ ማይክሮሶፍት እና ቶሺባ እጅ የተወለደ እና 64-ቢት፣ ባለብዙ ፕሮሰሲንግ፣ ዘመናዊ አውቶቡሶች (PCIe፣ SATA፣ USB 3.x) እና የክስተት ማወቂያን (ለምሳሌ የኃይል ቁልፉን) ለማካተት ተፈጠረ።

ምንም እንኳን ACPI በዋናነት በ x86 ቤተሰብ ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውል ቢሆንም፣ በሌሎች አርክቴክቸርስ ላይም ተዘርግቷል። በ ARM ተንቀሳቃሽ መሳሪያዎች ላይ ግን፣ የባለቤትነት ስልቶች ጥቅም ላይ ይውላሉ (እንደ ትልቅ. ትንሽ እና የተለያዩ ስብስቦች) በጭነቱ ላይ በመመስረት ቅልጥፍናን እና ምላሽን ሚዛን ለመጠበቅ.

ዓለም አቀፍ እና የታገዱ ግዛቶች (ጂ-ግዛቶች እና ኤስ-ስቴቶች)

አለምአቀፍ መንግስታት የስርዓቱን ሙሉ ሁኔታ ይገልፃሉ. በጣም አስፈላጊው G0/S0 (መስራት), ኮምፒዩተሩ የሚሰራበት. በቅርብ ሃርድዌር ላይ አለ። S0ix (የS0 ንዑስ ግዛቶች) ከ SoC መተኛት ጋር በተለይም በላፕቶፖች ውስጥ በጣም ጥሩ የእንቅልፍ ሁነታዎችን ይፈቅዳል።

• G0/S0: በሂደት ላይ ያለ ስርዓት.
• G1 (ተኝቷል): S1፣ S2፣ S3 (ወደ RAM ተንጠልጥሏል) እና S4 (ከሃይበርኔት እስከ ዲስክ) ይሸፍናል። S3 ራም እንዲሰራ ያደርገዋል በፍጥነት ለመቀጠል; S4 ማህደረ ትውስታን ወደ የማይለዋወጥ ማከማቻ ይጥላል።
• G2/S5 (ለስላሳ-ጠፍቷል)በክስተቶች (የቁልፍ ሰሌዳ፣ አውታረ መረብ፣ ወዘተ.) መነሳትን ለመፍቀድ ምክንያታዊ መዘጋት በትንሹ ኃይል።
• G3 (ሜካኒካል ጠፍቷል)አካላዊ መዘጋት; በአንድ ባትሪ የሚተርፈው RTC ብቻ ነው።

ያንን ልብ ይበሉ የአቀነባባሪው ሲ-ስቴቶች በG0/S0 ውስጥ ይኖራሉሲስተሙ G1 ሲገባ የሲፒዩ ፓኬጅ ይዘጋል እና C-states መጫወት ያቆማል።

የመሣሪያ ግዛቶች (ዲ-ግዛቶች)

ኤሲፒአይ በተጨማሪም ተጓዳኝ አካላት እንዴት እንደሚተኙ ወይም እንደሚነቁ ይገልጻል። D0 ከ "ሙሉ ኦፕሬሽን" ጋር እኩል ነው፣ D1/D2 መካከለኛ ናቸው። (በመሣሪያ ላይ የተመሰረተ) እና D3 ቅርንጫፎች ወደ ሙቅ (በረዳት ኃይል, ለአውቶቡስ ምላሽ መስጠት) ወይም ቀዝቃዛ (ሙሉ በሙሉ ጠፍቷል, ምላሽ አይሰጥም). ይህ ለምሳሌ የኔትወርክ ካርድ ሌሎች መሳሪያዎች ተኝተው ሲቆዩ ኮምፒተርውን እንዲነቃ ያስችለዋል.

ቲ-ግዛቶች: የሰዓት ማስተካከያ, የመጨረሻው ሪዞርት

ከ P እና C በተጨማሪ የ የሰዓት ማስተካከያ (ቲ-ግዛቶች)በስርዓተ-ጥለት (ለምሳሌ ከ8ቱ 1) የውስጥ የሰዓት ንጣፎችን የሚጨፈልቅ PWM አይነት፣ የማስታወቂያውን የመሠረት ድግግሞሽ ሳይቀይር እንቅስቃሴን የሚቀንስ። እንደ የሙቀት ወይም የአደጋ መከላከያ መለኪያ (PROCHOT) የታሰበ ነው እና በIA32_CLOCK_MODULATION ቁጥጥር የሚደረግለት በMSR_*_PERF_LIMIT_REASONS ውስጥ ካሉ ምክንያቶች/ምዝግብ ማስታወሻዎች ጋር።

ምንም እንኳን አንዳንድ ሰነዶች "አስፈላጊ ያልሆነ" አድርገው ቢቆጥሩም, በተግባር ግን ፍትሃዊ የሙቀት ንድፍ ባላቸው ላፕቶፖች ላይ መታየቱን ይቀጥላል እና በሚቆዩ ሸክሞች ውስጥ. ዊንዶውስ ከዝቅተኛው EIST በታች ያለውን “ፍጥነት” ሪፖርት ሲያደርግ ከተመለከቱ፣ ምናልባት T-State ገባሪ (ሰዓት ጋቲንግ) ሊኖር ይችላል።

M-ግዛቶች፡ የማህደረ ትውስታ ቁጠባዎች

ኤሲፒአይ ሲስተሙ ስራ ሲፈታ የDRAM ንኡስ ሲስተም የሃይል ፍጆታን ለመቀነስ የማህደረ ትውስታ ሁኔታዎችን ያቀርባል። M0 መደበኛ ስራ ነውM1/M2 እና ሌሎች ሁነታዎች ማህደረ ትውስታው እራሱን እንዲያድስ እና ጊዜውን እንዲያዘገይ ያስገድደዋል፣ ይህም በረዥም የመነቃቃት መዘግየት ኃይልን ይቀንሳል። እነዚህ ለተጠቃሚው ብዙም አይታዩም፣ ነገር ግን ለአጠቃላይ ቁጠባዎች አስተዋፅዖ ያደርጋሉ።

ፕሮሰሰር ሲ-ግዛቶች፡ ከጭንቅላት ጋር ተኛ

አሁን የአንቀጹን ርዕስ እንመልከተው፡- ሲ-ግዛቶች እና ፒ-ስቴቶች። ሲ-ስቴቶች የከርነል ወይም የጥቅል ስራ ፈት ሁኔታዎች ናቸው። ቁጥሩ ከፍ ባለ መጠን የእንቅልፍ ጥልቀት ይጨምራል እና ከፍተኛ ቁጠባዎች፣ ግን ደግሞ ከፍ ያለ የመነቃቃት መዘግየት። እንደ HLT ወይም MWAIT ባሉ ልዩ ልዩ መመሪያዎች ተጠይቀዋል (የኋለኛው Cx እና ምትክ በግልጽ ሊጠይቅ ይችላል) እና የችሎታ ካርታው በ ACPI (_CST) በኩል ወደ OS ይደርሳል።

• C0: መደበኛ አፈፃፀም. P-ስቴቶች የሚጫወቱት እዚህ ነው።
• C1/C1E (አቁም): ኮር ይቆማል, በፍጥነት መመለስ ማለት ይቻላል። ወደ C0; C1E ፍጆታን የበለጠ ይቀንሳል.
• C2 (የማቆሚያ ሰዓት)የሰዓት ምልክቶች ቆመዋል ፣ መመለስ ትንሽ ረዘም ያለ ጊዜ ይወስዳል።
• C3 (እንቅልፍ/ጥልቅ እንቅልፍ)L1/L2 ወደ መጨረሻው መሸጎጫ (LLC) ታጥቧል እና ዋና ሰዓቶች ጠፍተዋል; የኒውክሊየስ አስፈላጊ ሁኔታ ብቻ ይጠበቃል.
• C6 እና ከዚያ በላይየኮር ቮልቴጁን ወደ ~ 0 ቮ በማምጣት አውድ በተመደበው SRAM ውስጥ ሊቀመጥ ይችላል. ሲወጡ ዋናው ሁኔታ ይመለሳል. አንዳንድ ሞዴሎች እስከ C10 ድረስ በቅርብ መድረኮች ላይ ያጋልጣሉ።

ከC-States per nucleus (CC-states) በተጨማሪ አውሮፕላን አለ ጥቅል ሲ-ግዛቶች (ፒሲ-ግዛቶች) ሁሉም ኮሮች ሲፈቅዱ የተጋሩ ብሎኮችን (እንደ LLC) የሚያጠፉ። ልክ ያልሆኑ ጥምሮች አሉ (አንድ ኮር በC0 ውስጥ ከሆነ፣ ፓኬጁ በፒሲ6 ውስጥ ሊሆን አይችልም) እና ሲፒዩ በራስ-ሰር በዒላማ መዘግየት እና በነዋሪዎች ላይ በመመስረት ደረጃውን “ማስተዋወቅ” ወይም “ማውረድ” ይችላል።

የመዘግየት ጉዳዮች፡- C1 በጥቂት ደርዘን ዑደቶች ውስጥ ተትቷል።C6/C7 በመቶዎች የሚቆጠሩ ማይክሮ ሰከንድ ሊያስወጣ ይችላል። ስለዚህ ፕሮሰሰሩ ብዙ ጊዜ ወደ ጥልቅ እንቅልፍ የሚወስድ ከሆነ የሚዘገዩ ጭነቶች (ጨዋታ፣ የእውነተኛ ጊዜ ኦዲዮ፣ ተፈላጊ አውታረ መረብ) ይሰቃያሉ።

የአፈጻጸም ፒ-ግዛቶች፡ ድግግሞሽ እና ቮልቴጅ

C-States "ስራ በማይኖርበት ጊዜ ይተኛሉ," P-States "የሚያደርገውን ፍጥነት ያስተካክሉ" ናቸው. አዎ ሥራ አለ, ነገር ግን ከፍተኛውን አይወስድምP0 ከፍተኛው የአፈጻጸም ሁኔታ (ከፍተኛው ፍሪኩዌንሲ/ቮልቴጅ) ነው፣ ከዚያ ይመጣል P1፣ P2… እያንዳንዳቸው የፍሪኩዌንሲ-ቮልቴጅ ጥንዶች እየቀነሱ ይሄዳሉ። እነዚህ ሰንጠረዦች በACPI (_PSS) ለስርዓተ ክወናው ይታወቃሉ እና እንደ IA32_PERF_CTL/IA32_PERF_STATUS ባሉ MSRs ቁጥጥር ስር ናቸው።

በታሪክ የስርዓተ ክወናው ለ P-States (EIST/SpeedStep on Intel, PowerNow! በ AMD) ጠይቋል, ዛሬ ግን የተለመደ ነው. በሃርድዌር ቁጥጥር ስር ያሉ የአፈጻጸም ግዛቶች (HWP/Speed ​​​​Shift)ስርዓተ ክወናው ምርጫን (አፈጻጸም/ቁጠባ) ያሳያል እና ሲፒዩ ትክክለኛውን ነጥብ በሚሊሰከንዶች ይወስናል፣ በጣም ጥሩ በሆነ የኮር-ግራናላሪቲ።

ቁልፍ ዝርዝር: P-States እና C-States "ኦርቶዶክሳዊ" ናቸውበ P0 (ከፍተኛ ድግግሞሽ) መሆን ይችላሉ እና ከቦዘኑ በኋላ C6 ያስገቡ። በተቃራኒው፣ በፒ 2 ላይ ባለው ዘላቂ ጭነት፣ ዋናው እየፈጸመ ስለሆነ C-States የሉም (C0)። ለዚህም ነው "ድግግሞሽ/ቮልቴጅ" (P)ን ከ"ስራ ፈት"(C) በአእምሮ መለየት ጥሩ ሀሳብ የሚሆነው።

ከኤፒኤም ወደ ኤሲፒአይ፡ የሥርዓት ለውጥ

APM በዋነኛነት ከ BIOS እና ከአሽከርካሪዎች የሚተዳደር የቀድሞ ኤፒአይ ነበር። ፈቅዷል የቦዘኑ ፔሪፈራሎችን ያጥፉ እና ቀላል ዓለም አቀፍ ግዛቶችን ይግለጹነገር ግን ሲፒዩ ለደህንነት ሲባል ከስርዓተ ክወናው ቀጥተኛ ቁጥጥር ውጭ ነበር። ACPI ወደ የበለጸገ፣ ደረጃውን የጠበቀ ሞዴል፣ በሰንጠረዥ መግለጫዎች፣ በጥራጥሬ ቁጥጥር እና በፈርምዌር፣ OS እና ሃርድዌር መካከል የቅርብ ትብብር ተሻሽሏል።

ወደ ሲ-ግዛቶች እንዴት እንደሚገቡ እና እንደሚወጡ

መርሐግብር አውጪው ምንም ክሮች ሳይዘጋጅ ሲቀር፣ ከታለመው C-State ፍንጭ ጋር HLT ወይም MWAIT ን ያስፈጽማል። ማቋረጦች እንቅልፍን "ይሰብራሉ". እና ዋናውን ወደ C0 ይመልሱ. የግል መሸጎጫዎች በ C3 ላይ ይታጠባሉ; አውድ ወደ SRAM በ C6 ተቀምጧል እና ቮልቴጅ ወደ ዜሮ ዝቅ ብሏል. አንዳንድ ሲፒዩዎች መቋረጦችን ወደ እሱ ለማምራት Power Aware Interrupt Routing (PAIR)ን ይተገብራሉ ቀድሞውኑ ንቁ ኮሮች (ለማዳን) ወይም ወደ ስራ ፈት ኮሮች (ለአፈፃፀም) ፣ እንደአስፈላጊነቱ።

Turbo, TDP እና የኃይል ገደቦች

ማቀነባበሪያዎች የማቀዝቀዣ ስርዓቱን በዘላቂነት መበታተን መቻል እንዳለበት TDP ይገልፃሉ (PL1: አስተማማኝ አማካይ ኃይል). ከላይ፣ ከፍተኛ ኃይል ያላቸው መስኮቶች ሊገቡ ይችላሉ (PL2, እና ተጨማሪ ደረጃዎች እንደ PL3 / PL4 በመድረክ ላይ በመመስረት) ለተወሰነ ጊዜ. የሙቀት እና የኤሌትሪክ የጭንቅላት ክፍል ካለ, ዋናው በቱርቦ በኩል የመነሻ ድግግሞሽ ሊበልጥ ይችላል ያልተመጣጠነ ቅርጽ (ተጨማሪ ቱርቦ ከትንሽ ንቁ ኮሮች ጋር).

የሙቀት መጠኑ ከገደቡ ሲያልፍ ወይም ቪአርኤም/ኃይል ሲፈልግ፣ PROCHOT ሊነቃ ይችላል። እና ቺፑን ለመጠበቅ T-State ወይም ድግግሞሽ ቅንጥብ ያስገቡ። ይህ ባህሪ በቀጭን ላፕቶፖች ውስጥ የተለመደ ነው።

 

ዊንዶውስ፡ የኃይል እቅዶች፣ ንባቦች እና ቆጣሪዎች

ዊንዶውስ ያቀርባል እንደ “የኃይል ቁጠባ” ያሉ ዕቅዶች, "ሚዛናዊ" እና "ከፍተኛ አፈጻጸም". የመጀመሪያው ዝንባሌ ዝቅተኛ የፒ-ግዛቶች በኃይል እና በደንብ ይተኛሉ።ሶስተኛው ከፍተኛ ድግግሞሾችን ይይዛል እና በውጤታማነት ወጪ የመዘግየት ጠብታዎችን ያስወግዳል። "ሚዛናዊ" ወደ መካከለኛ ቦታ ይሞክራል.

በተግባር አስተዳዳሪ ውስጥ፣ “ፍጥነት” ማለት ሰው ሰራሽ ሜትሪክ ነው። አማካኞች በእያንዳንዱ ኮር እና የመቀየር ግዴታን ይመለከታል ቲ-ግዛቶች ካሉ. ከመሠረቱ (ቱርቦ) ሊበልጥ ወይም ከዝቅተኛው EIST (gating) በታች ሊወድቅ ይችላል። ለላቀ ቴሌሜትሪ፣ የ"\ፕሮሰሰር መረጃ(_ጠቅላላ)\% ፕሮሰሰር አፈጻጸም" ቆጣሪ በሲፒዩ የውጤታማ አፈጻጸም መቶኛን ያንፀባርቃል።

ለመመርመር ወይም ለማስተካከል መገልገያዎች አሉ፡- ሲፒዩ-ዚ (መሰረታዊ መረጃ) ኤችዊኤንፎኦ (ዳሳሾች) ፣ ስሮትስሶፕት (ሰዓቶች፣ C-States per core እና PROCHOT/moduulation control)፣ ወይም ፓርክ መቆጣጠሪያ የተደበቁ የኃይል ፕላን መለኪያዎችን የሚነኩ (ኮር ፓርኪንግ ማስተካከያ/C-ስቴቶች) (powercfg "IDLE_PROMOTE/DEMOTE"፣ ወዘተ) ማረም ያስችላል።

ሊኑክስ፡ ሲፒፓወር፣ ቱርቦስታት እና CoreFreq

በሊኑክስ ውስጥ እንደ መሳሪያዎች ሲፒፓወር ገዥዎችን አሳይ, ድግግሞሽ ክልሎች እና የሽግግር መዘግየት; turbostat MSRsን፣ የኮር ፐርፍ ገደብ ምክንያቶችን (MSR_CORE_PERF_LIMIT_REASONS) እና የመኖሪያ ቦታዎችን በC-State ያሳያል። እና CoreFreq ስለ ፍፁም ድግግሞሾች፣ ሲ-ስቴቶች እና ቱርቦ በአንድ ኮር/ጥቅል ዝርዝር እይታ ይሰጣል።

ተግባራዊ ልዩነት፡ በአንዳንድ ኮምፒውተሮች ላይ ሾፌሩ intel_idle የ BIOS ገደቦችን ችላ ማለት ይችላል። በC-States ላይ እና የራሳቸውን ጠረጴዛ ይጠቀሙ። በሌሎች ውስጥ፣ ፈርሙዌሩ በኤምኤስአር በኩል ለስርዓተ ክወናው የሚፈቀደውን ጥልቅ C-State “ይቆልፋል።

ባዮስ/UEFI እና መገለጫዎች፡ በእውነቱ ማን ነው ሀላፊው?

በ BIOS / UEFI ቅንብሮች ውስጥ ብዙውን ጊዜ ይታያሉ የቁልፍ መቀየሪያዎች፡ EIST/SpeedStep፣ TurboBoost እና CPU C-Statesበተጨማሪም ፣ ብዙ አገልጋዮች የኃይል መገለጫዎችን እንዲመርጡ ያስችሉዎታል-“ከፍተኛ አፈፃፀም” (ሁሉም ነገር በጥሩ ሁኔታ ፣ በትንሽ መዘግየት) ወይም “OS Controlled/ Custom” ፣ hypervisor ወይም OS P/C-States የሚመራበት። "የስርዓተ ክወና ቁጥጥር ሁነታ" ን መምረጥ የማሰብ ችሎታን ወደ ኦፕሬቲንግ ሲስተም ያስተላልፋል.

እንደ ESXi ያሉ ሃይፐርቫይዘሮችን ከተጠቀሙ፣ ቢጣመሩ ጥሩ ነው። በ BIOS ውስጥ የስርዓተ ክወና መቆጣጠሪያ ሁነታ ከ "ከፍተኛ አፈፃፀም" እቅድ ጋር ግቡ አፈፃፀሙን ለመጭመቅ ሲሆን (ለምሳሌ በNSX-T፣ Edge Nodes፣ ወይም Latency-sensitive ተግባራት) የሃይፐርቫይዘር በዚያ ሁኔታ፣ P-State 0 ን በተደጋጋሚ እና ሲ-ግዛቶች በC0/C1 ተወስነዋል። በ"ሚዛናዊ" እቅድ፣ አስተናጋጁ በዝቅተኛ የፒ-ግዛቶች እና በጥልቅ C-States ላይ ይተማመናል።

ይህንን አጠቃላይ የC-States እና P-States ውዥንብር ለማጠቃለል፡- ACPI ፍሬሙን ይገልፃል፣ ሲ-ስቴቶች ምንም ስራ በማይኖርበት ጊዜ ሃይልን ይቆጥባሉ፣ P-States በጭነት ውስጥ ከፍተኛ/ዝቅተኛ ማርሽ ያስተካክላሉ፣ T-States ቀኑን በከፍተኛ ሙቀት ይቆጥባሉ እና M-States ዋትስ ከማስታወሻ ይላጫሉ። ዋናው ነገር ለአጠቃቀምዎ ትክክለኛውን መገለጫ መምረጥ ነው., በትክክለኛ መሳሪያዎች ይለኩ እና አስፈላጊ ከሆነ, በእረፍት ጥልቀት ላይ ምክንያታዊ ገደቦችን ያስቀምጡ.