Inona no maha samy hafa ny C-States sy P-States ny CPU?

Ao amin'ny processeur maoderina, ny fitantanana herinaratra dia tsy switch tokana, fa andiana mekanika mirindra (C-States sy P-States an'ny CPU, ankoatry ny hafa) fa ny rafitra miasa, ny firmware, ary ny CPU mihitsy no mampiasa hanitsy ny fanjifana herinaratra, ny mari-pana ary ny fampisehoana amin'ny fotoana tena izy. Ity lahatsoratra ity dia manafoana sy mandamina ireo fanafohezan-teny ireo mba hahafantaranao ny zava-mitranga eo ambanin'ny saron-tava rehefa mitahiry herinaratra na manafaingana ny solosainao.

Na dia samy manampy ny azy manokana aza ny mpanamboatra sy ny fianakaviana CPU, dia mahazatra ny fototra: Ny ACPI dia mamaritra ny "fanjakana" mahazatra ho an'ny rafitra, fitaovana ary processeur. Ho hitanao eto ny fahasamihafana misy eo amin'ny C-States sy P-States, ny fifandraisan'izy ireo amin'ny G/S/D-States, ny fiantraikan'izy ireo amin'ny tontolo tena izy eo amin'ny fahatarana, ny antony mahatonga ny mpilalao sy ny audiophile matihanina matetika manakana ny torimaso lalina, ary ny fitaovana azo ampiharina azo ampiasaina amin'ny Windows, Linux, ary ny tontolo toy ny ESXi.

ACPI amin'ny teny fohy

ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) no fenitra mandrindra ny fahefana amin'ny PC sy ny mpizara, ary izany nisolo ny APM tamin'ny fanaraha-maso sy ny granularity bebe kokoa. Izy io dia teraka avy amin'ny tanan'ny Intel, Microsoft ary Toshiba tamin'ny taona 90 ary nivoatra mba hampidirana fiara fitateram-bahoaka 64-bit, multiprocessing, maoderina (PCIe, SATA, USB 3.x) ary fisavana hetsika (ohatra ny bokotra herinaratra).

Na dia ampiasaina amin'ny fianakaviana x86 aza ny ACPI, dia napetraka amin'ny maritrano hafa ihany koa. Amin'ny fitaovana finday ARM anefa, ny paikadim-pananana dia ampiasaina (toy ny clusters big.LITTLE sy heterogeneous) mba hampifandanjana ny fahombiazana sy ny valiny arakaraka ny entana.

Firenena Maneran-tany sy mampiato (G-States sy S-States)

Ny fanjakana maneran-tany dia mamaritra ny toetry ny rafitra manontolo. Ny zava-dehibe indrindra dia G0/S0 (Miasa), izay miasa ny solosaina. Amin'ny fitaovana vao haingana dia misy S0ix (substates an'ny S0) izay mamela ny fomba fatoriana tena tsara miaraka amin'ny ampahany amin'ny SoC matory, indrindra amin'ny solosaina finday.

• G0/S0: rafitra miasa.
• G1 (matory): mandrakotra ny S1, S2, S3 (miato amin'ny RAM) ary S4 (hibernate amin'ny kapila). S3 dia mitazona ny RAM mamerina haingana; S4 dia manala ny fitadidiana amin'ny fitahirizana tsy miovaova.
• G2/S5 (Malefaka): Fanakatonana lojika miaraka amin'ny herin'aratra kely indrindra ahafahana mifoha amin'ny hetsika (keyboard, tambazotra, sns.).
• G3 (Fotoana mekanika): Fanakatonana ara-batana; ny RTC ihany no velona isaky ny bateria.

Tadidio fa Ny C-States an'ny processeur dia miaina ao anatin'ny G0/S0: Rehefa miditra G1 ny rafitra dia mikatona ny fonosana CPU ary mijanona ny lalao C‑States.

Fanjakana fitaovana (D-States)

Ny ACPI koa dia mamaritra ny fomba matory na mifoha ny periferika. D0 dia mitovy amin'ny "asa feno", D1/D2 dia manelanelana (miankina amin'ny fitaovana) sy ny sampana D3 ho mafana (miaraka amin'ny hery fanampiny, mamaly ny fiara fitateram-bahoaka) na Mangatsiaka (miala tanteraka, tsy mamaly). Izany dia mamela, ohatra, ny karatra tambajotra hamoha ny solosaina raha mbola matory ny fitaovana hafa.

T-States: Famantarana ny famantaranandro, ny fialan-tsasatra farany

Ankoatra ny P sy C, misy ny Modulation famantaranandro (T-States): karazana PWM izay manafoana ny fiposahan'ny famantaranandro anatiny amin'ny lamina iray (oh: 1 amin'ny 8), mampihena ny asa nefa tsy manova ny fatran'ny fototra nambara. Izy io dia natao ho fanoherana mafana na vonjy taitra (PROCHOT) ary fehezina amin'ny alalan'ny IA32_CLOCK_MODULATION, miaraka amin'ny antony/logs amin'ny MSR_*_PERF_LIMIT_REASONS.

Na dia mihevitra azy io ho “tsy misy ifandraisany” aza ny antontan-taratasy sasany, amin'ny fampiharana Miseho hatrany amin'ny solosaina finday misy endrika mafana tsara ary eo ambany enta-mavesatra. Raha mahita Windows mitatitra "hafainganam-pandeha" eo ambanin'ny EIST ambany indrindra ianao, dia azo inoana fa misy T-State mavitrika (famoahana famantaranandro).

M-States: fitahirizana fahatsiarovana

Ny ACPI koa dia manome fanjakana fitadidiana mba hampihenana ny fanjifana herinaratra subsystem DRAM rehefa tsy miasa ny rafitra. M0 dia miasa ara-dalànaM1/M2 sy ny maodely hafa dia manery ny fitadidiana hamelombelona ny tenany sy hampiadana ny fotoana, hampihenana ny hery miaraka amin'ny fahatarana fifohazana lava kokoa. Tsy dia hitan'ny mpampiasa loatra ireo, fa manampy amin'ny fitahirizana ankapobeny.

Processor C-States: Matory miaraka amin'ny loha

Andeha hojerentsika izao ny lohahevitry ny lahatsoratra: C-States sy P-States. Ny C-States dia ny fanjakana tsy miasa amin'ny kernel na fonosana. Arakaraka ny ambony ny isa, ny lalina ny torimaso ary fitahirizana bebe kokoa, fa koa ny fahatarana mifoha ambony kokoa. Angatahina izy ireo miaraka amin'ny torolalana manokana toy ny HLT na MWAIT (afaka mangataka Cx sy substatus mazava tsara ity farany), ary tonga any amin'ny OS amin'ny alàlan'ny ACPI (_CST) ny sarintany.

• C0: famonoana mahazatra. Eo no miditra an-tsehatra ny P‑States.
• C1/C1E (Miato): mijanona ny fototra, saika miverina eo noho eo ny C0; C1E dia mampihena ny fanjifana bebe kokoa.
• C2 (Famantaranandro fijanonana): Atsahatra ny famantaranandro, elaela kely ny fiverenana.
• C3 (Matory/Matory lalina): L1/L2 dia midina mankany amin'ny cache farany (LLC) ary tapaka ny famantaranandro fototra; ny toetry ny nucleus ihany no voatahiry.
• C6 sy ambony: Azo ahena ny fotony ary tehirizina ao amin'ny SRAM voatokana ny teny manodidina azy, ka midina ho ~0 V ny tonta fototra; rehefa mivoaka dia miverina amin'ny laoniny ny fanjakana fototra. Ny modely sasany dia mampiseho hatramin'ny C10 amin'ny sehatra vao haingana.

Ankoatra ny C-States per nucleus (CC-states), dia misy ny planin'ny Package C-States (PC-states) izay mamono ny sakana iombonana (toy ny LLC) rehefa mamela azy ny cores rehetra. Misy tsikombakomba tsy mety (raha ao amin'ny C0 ny core, dia tsy afaka ao amin'ny PC6 ny fonosana), ary ny CPU dia afaka "mampiroborobo" na "manalefaka" ny tier mifototra amin'ny latencies sy trano fonenana.

Zava-dehibe ny fahatarana: C1 dia nilaozana tao anatin'ny tsingerina ampolony vitsivitsy monja, raha C6/C7 kosa dia afaka mitentina microsegondra an-jatony. Noho izany, ny enta-mavesatry ny fahatarana (lalao, audio amin'ny fotoana tena izy, tambajotra mitaky) dia mijaly raha toa ka latsaka ao anaty torimaso lalina ny processeur.

Fampisehoana P-States: Frequency sy Voltage

Raha "matory rehefa tsy misy asa" ny C-States, ny P-States dia "manitsy ny hafainganam-pandeha rehefa Eny misy ny asa, fa tsy maka ny ambony indrindra". P0 no toetry ny fampandehanana avo indrindra (frequency/voltage avo indrindra), avy eo dia tonga P1, P2… samy manana tsiroaroa mihena matetika. Ireo tabilao ireo dia ambara amin'ny OS amin'ny alàlan'ny ACPI (_PSS) ary fehezin'ny MSR toy ny IA32_PERF_CTL/IA32_PERF_STATUS.

Ara-tantara ny rafitra miasa dia nangataka P-States (EIST/SpeedStep amin'ny Intel, PowerNow! amin'ny AMD), fa ankehitriny dia mahazatra ny Fanjakana fehezin'ny fitaovana (HWP/Speed ​​​​Shift): Ny OS dia manondro safidy (fahombiazana/mitsitsy) ary ny CPU dia manapa-kevitra amin'ny milisegondra ny teboka marina, miaraka amin'ny granularity per-core tena tsara.

Tsipiriany manan-danja: Ny P-States sy C-States dia "orthogonal"Mety ho ao amin'ny P0 (frequency avo) ianao ary, rehefa tsy mavitrika dia midira C6. Mifanohitra amin'izany, eo ambanin'ny enta-mavesatra maharitra amin'ny P2, dia tsy misy C-States satria ny fototra dia manatanteraka (C0). Izany no antony tsara hanavahana ara-tsaina ny "frequency/voltage" (P) amin'ny "idle" (C).

Avy amin'ny APM mankany ACPI: fiovan'ny paradigma

APM dia ny API teo aloha nitantana voalohany indrindra avy amin'ny BIOS sy ny mpamily. Namela izany Vonoy ny periferika tsy mavitrika ary farito ny fanjakana manerantany tsotra, fa ny CPU dia ivelan'ny fanaraha-maso mivantana ny OS noho ny antony fiarovana. ACPI dia nivoatra ho modely manankarena kokoa, manara-penitra kokoa, miaraka amin'ny famaritana latabatra, fanaraha-maso granular, ary fiaraha-miasa akaiky eo amin'ny firmware, OS ary hardware.

Ahoana ny fidirana sy fivoahana amin'ny C-States

Rehefa tsy manana kofehy vonona ny mpandrindra dia manatanteraka ny HLT na MWAIT miaraka amin'ny tsipika C-State; Ny fahatapahana dia "manapaka" torimaso ary avereno amin'ny C0 ny fotony. Ny cache privé dia voafafa amin'ny C3; Ny contexte dia voatahiry ao amin'ny SRAM amin'ny C6 ary ampidinina ho aotra ny volt. Ny CPU sasany dia mametraka Power Aware Interrupt Routing (PAIR) mba handefasana ny fiatoana efa cores mavitrika (mitahiry) na cores tsy miasa (ho an'ny fampisehoana), raha ilaina.

Turbo, TDP ary fetran-kery

Ny processeurs dia mamaritra ny TDP fa ny rafitra fampangatsiahana dia tsy maintsy afaka miala amin'ny fototra maharitra (PL1: hery antonony azo antoka). Eo ambony dia afaka miditra ny varavarankely misy herinaratra ambony kokoa (PL2, ary ambaratonga fanampiny toy ny PL3/PL4 miankina amin'ny sehatra) mandritra ny fe-potoana voafetra. Raha misy efitra fandroana mafana sy elektrika, ny fotony dia mety hihoatra ny haavon'ny fototra amin'ny alàlan'ny Turbo, eny fa na dia endrika asymmetrika (turbo kokoa miaraka amin'ny cores mavitrika kokoa).

Rehefa mihoatra ny tokonam-baravarana ny maripana na mitaky izany ny VRM/power, Ny PROCHOT dia azo alefa ary ampidiro ny T-State na ny fametahana matetika mba hiarovana ny puce. Ity fihetsika ity dia mahazatra amin'ny solosaina finday manify.

Windows: Drafitr'asa, Famakiana, ary Counter

Windows manolotra drafitra toy ny "Energy Savings", “Mifandanja” ary “High Performance”. Ny voalohany dia mirona ambany P-States mahery setra ary matory tsaraNy fahatelo dia mitazona matetika matetika ary misoroka ny fihenan'ny latency amin'ny fandaniana ny fahombiazany. Ny "Blanced" dia manandrana midina.

Ao amin'ny Task Manager, ny "haingam-pandeha" dia metrika synthetic izay salan'isa isaky ny fototra ary mihevitra ny adidy modulation raha misy T-Etat. Mety hihoatra ny fototra (Turbo) na latsaka ambanin'ny EIST (gating) kely indrindra. Ho an'ny telemetry avo lenta, ny counter "\Processor Information(_Total)\% Processor Performance" dia maneho ny isan-jaton'ny fahombiazan'ny CPU.

Misy fitaovana ahafahana mamantatra na manitsy: CPU-Z (data fototra), HWiNFO (sensor), ThrottleStop (famantaranandro, C-States isaky ny core sy PROCHOT/modulation control), na ParkControl (famantarana ny fiantsonan'ny fiara/C‑States) izay mikitika masontsivana drafitr'asa miafina (powercfg dia mamela ny fanovana ny “IDLE_PROMOTE/DEMOTE”, sns.).

Linux: cpupower, turbostat ary CoreFreq

Amin'ny Linux, fitaovana toy ny Herin'ny CPU asehoy ny governora, ny elanelana matetika ary ny faharetan'ny tetezamita; turbostat mampiseho MSRs, antony fetran'ny perf fototra (MSR_CORE_PERF_LIMIT_REASONS), ary toeram-ponenana avy amin'ny C-State; SY CoreFreq manome fomba fijery amin'ny antsipiriany momba ny frequence tanteraka, C-States ary Turbo isaky ny core/package.

Nuance azo ampiharina: amin'ny solosaina sasany, ny mpamily intel_idle dia afaka tsy miraharaha ny famerana BIOS amin'ny C-States ary ampiasao ny latabany manokana. Amin'ny hafa, ny firmware dia "manidy" ny C-State lalina indrindra azon'ny OS amin'ny alàlan'ny MSR.

BIOS/UEFI sy ny mombamomba: Iza no tena tompon'andraikitra?

Ao amin'ny fikandrana BIOS/UEFI dia matetika izy ireo no miseho fanalahidy fanalahidy: EIST/SpeedStep, TurboBoost ary CPU C-StatesFanampin'izany, maro ireo mpizara mamela anao hisafidy ny mombamomba ny herinaratra: "Fampisehoana ambony indrindra" (ny zavatra rehetra amin'ny tsara indrindra, miaraka amin'ny fetra faran'izay kely) na "OS Controlled/Custom", izay misy ny hypervisor na OS mifehy ny P/C-States. Ny fisafidianana ny "OS Control Mode" dia manolotra ny faharanitan-tsaina amin'ny rafitra miasa.

Raha mampiasa hypervisors toa an'i ESXi ianao, dia tsara ny manambatra OS Control Mode amin'ny BIOS miaraka amin'ny drafitra "High Performance". an'ny hypervisor raha ny tanjona dia ny hanindry ny zava-bita (ohatra amin'ny NSX-T, Edge Nodes, na fiasa mahatsikaiky ny latency). Amin'io toe-javatra io dia hahita P-State 0 matetika kokoa ianao ary C-States voafetra ho C0/C1; miaraka amin'ny drafitra "Mifandanja", ny mpampiantrano dia hiantehitra bebe kokoa amin'ny P-States ambany kokoa sy C-States lalindalina kokoa.

Mba hamintinana ity korontana C-States sy P-States ity: ny ACPI dia mamaritra ny frame, ny C-States dia mamonjy herinaratra rehefa tsy misy asa, ny P-States dia manitsy ny fitaovana avo / ambany eo ambany enta-mavesatra, ny T-States dia mamonjy ny andro amin'ny hafanana be, ary ny M-States dia manara-maso ny fahatsiarovana. Ny fanalahidy dia ny misafidy ny mombamomba anao hampiasainao., fandrefesana amin'ny fitaovana marina ary, raha ilaina, mametraha fetra azo antoka amin'ny halalin'ny fialan-tsasatra.

Lahatsoratra mifandraika amin'izany:

Ny Standby maoderina dia mandany ny bateria mandritra ny torimaso: ny fomba hanafoanana azy

Daniel Terrasa

Tonian-dahatsoratra manokana momba ny teknolojia sy olana amin'ny Internet manana traikefa mihoatra ny folo taona amin'ny haino aman-jery nomerika samihafa. Niasa ho mpamoaka lahatsoratra sy mpamorona votoaty ho an'ny e-varotra, fifandraisana, varotra an-tserasera ary orinasa dokambarotra aho. Nanoratra tao amin'ny tranokalan'ny toekarena, fitantanam-bola ary sehatra hafa ihany koa aho. Ny asako ihany koa no tiako. Ankehitriny, amin'ny alàlan'ny lahatsoratro ao Tecnobits, Miezaka mikaroka ireo vaovao sy fahafahana vaovao rehetra atolotry ny tontolon'ny teknolojia ho antsika isan'andro aho hanatsarana ny fiainantsika.