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亮眼的英特尔睿频加速技术

(2009-09-23 14:35:57)
标签:

内核

四核处理器

运行状态

core

lynnfield

酷睿i5

酷睿i7

turbo

睿频

杂谈

赵军 (Jun Zhao), 2009年9月13日

酷睿i7和酷睿i5两个系列的处理器已于2009年9月8日正式发布上市了。作为这两个系列处理器中的主要技术特性之一,英特尔睿频加速技术(Turbo Boost,也就是常说的Turbo Mode)备受瞩目,分外耀眼,也是被众多媒体和用户追问最多的问题。它带来的好处是显而易见的,让处理器按需输出性能和功耗,达到高性能和高能效。

为了让更多人了解这项英特尔处理器的”独门内功”,我就给大家拆解拆解这个”独门内功”的一招一式。

英特尔睿频加速技术,不等同于处理器超频

首先要澄清的是,英特尔睿频加速技术虽然是通过处理器内核运行主频的调整——调高或者调低来提高性能和提高能效,但是和大家提到的”超频”技术有着本质的不同。这个”独门内功”不是通过吃”大力丸”和”补药”外在因素达成的,而是通过英特尔公司深厚的处理器”内功”和”修为”练成的。

现在来看看英特尔处理器”睿频加速技术”的定义以及处理器”超频”的定义,它们的差别就一目了然了。英特尔® 睿频加速技术:英特尔最新Nehalem微架构处理器内建的一项创新技术,它可以根据实际运行的应用程序的需求,动态地增加处理器内核的运行频率来提高处理器的运行性能,同时保持处理器继续运行在处理器技术规范限定的功耗、电流、电压和温度范围内。”内功修为”长久利于”强身健体”。

处理器”超频”:用户强制处理器的所有内核运行在处理器规格限定频率范围之外,功耗、电流、电压和温度等指标可能都超出技术规范了——超标了。主要是一些超频玩家或者电脑发烧友为了某些特定使用模式用”超标”的方式提高处理器性能。吃”大力丸”了,长久必然”伤身”。

总结一下这两种提高处理器性能的方法其本质的区别是:

  1. 睿频加速技术无需用户干预,自动实现;超频则需要用户手工调整处理器的各种指标——倍频率,外频,CPU电压,更换电源和散热方案。

  2. 睿频加速技术完全让处理器运行在技术规范内,安全可靠,不需要任何额外的投资,系统运行稳定;超频则可能导致处理器功耗超过技术规范,结果是需要超标的电源和处理器散热方案,增加了系统的成本。而且超频可能导致系统运行不稳定。

  3. 睿频加速技术享受完整的英特尔处理器的产品质保条款;超频则不在处理器保修条款的范围内,商家免责——因超频损坏了处理器将无法享受保修条例。

注:新发布的Core i7-800和Core i5-700系列处理器支持睿频加速技术,其产品工程代码为Lynnfield。

英特尔睿频加速技术的实现原理

睿频加速技术可以根据应用的需求自动、动态地调节处理器各个内核的运行频率,甚至关闭空闲的内核,”内功收发自如”。具体的实现机制是怎样的呢?内核运行频率的来回调整会影响系统的性能吗?用户会感觉到明显的延时吗?

答案是:不会影响系统的性能和响应时间,用户甚至操作系统都感觉不到任何的变化。

现在我们来看看睿频加速技术的具体实现机制:这项技术会以每毫秒一次,即每秒1000次的频度检查处理器的以下阈值,来决定处理器的每个内核实际运行频率的调整,这也是它”智能”的根本:

  1. 处于运行状态的内核数量是否发现变化:4个内核,3个内核,2个内核还是一个内核处于运行状态;

  2. 处理器散热设计功耗(TDP)的上限是否达到;

  3. 内核电流的上限是否达到;

  4. 处理器芯片表面温度的上限是否达到;

  5. 处于运行状态的内核是否任务繁重,是否处于高负荷工作状态。

这些都是处理器通过睿频加速技术自动完成的,不受操作系统和软件的控制,将空闲关闭的内核节省下来的动能转移到处于运行状态的处理器,让它们有提高运行频率的空间,需要的时候提速,需要的时候减速。”内功”深厚,周身运用收发自如,此”武林高手”之修为。

除此之外,处理器随时响应操作系统的高性能运算状态的请求,如操作系统要求处理器处于P0状态——高性能运行状态,处理器在接到P0状态请求后,随即提高内核的运行频率。

由于根据需求进行内核运行频率的调整是瞬间完成的,而且可以按照毫秒(千分之一秒)的周期来变化的,非常聪敏,操作系统和软件没有任何”感觉”,用户更不用担心有延时。”内功”运用娴熟,发于气息吐纳之间,旁人竟未觉”异样”。

运用英特尔睿频加速技术的实际效果和好处

现在以实际发布的一款Core i7-870为例,来看看睿频加速技术的提速效果。Core i7-870的默认工作主频为2.93GHz,如果:

  1. 如果只有一个内核处于运行状态,这个内核可以提速至3.6GHz,相当于上5个台阶,增加了666MHz = 5 x 133MHz,一个台阶为133MHz。

  2. 如果只有2个内核处于运行状态,这2个内核可以提速至3.46GHz,相当于上了4个台阶,533MHz = 4 x 133MHz。

  3. 如果3个或者4个内核处于运行状态,这个处理器可以提速到3.2GHz,相当于上了2个台阶,266MHz = 2 x 133MHz。

以前的四核处理器产品因为考虑到处理器整体功耗的问题,所以工作主频都不如双核处理器高,在遇到单线程应用或者双线程应用时四核处理器只有2个内核可以派上用场,另外2个内核只能空转,主频又比不过双核处理器,所以这时候的性能表现只能输给双核处理器,而且功耗还大——”内功修为”还不到位。所以用户在选择双核和四核处理器的时候就处于进退维谷的境地。

现在有了支持睿频加速技术的Core i7/Core i5(Lynnfield)处理器,它们对单线程到多线程的应用都可以通吃,按需输出性能和控制能耗,达到性能功耗比的最佳状态。大家从第三方测试的基准测试结果可以看到,Core i7/Core i5性能提升的同时,处理器功耗反而大幅度降低,在高能效上达到了新的水平——”内功”升为更高境界,因此用户再也没有是选择英特尔双核处理器,还是选择英特尔四核处理器这样两难的问题了。

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