Понижение рабочего напряжения процессора, или тюнинг enhanced intel speedstep

Анализ результатов

Теперь, когда мы эмпирически определили минимальные безопасные напряжения, интересно сравнить их с исходными:

Частота (множитель)	Vidold	Vidnew	Изменение Vcc
2267 (17)	43	30	-15%
1867 (14)	37	18	-24%
1600 (12)	32	12	-26%
1333 (10)	28	7	-29%
1067 (8)	23	2	-31%
800 (6)	18	-29%

Понижение максимального напряжения даже на 15% принесло довольно ощутимые результаты: длительная нагрузка не только не приводит больше к перегреву процессора и аварийному отключению, температура вообще теперь почти никогда не превышает 80°. Прогнозируемое время работы от аккумулятора, судя по , увеличилось с 1 ч. 40 м. до 2 ч. 25 м. (Не ахти как много, но литий-ионные элементы со временем «устают», а аккумулятор я не менял с момента покупки ноута лет семь тому назад.)

Теперь надо сделать так, чтобы настройки применялись автоматически. Можно, например, модифицировать драйвер , чтобы значения PSV брались из собственной таблицы, а не через ACPI. Но это неудобно уже хотя бы тем, что придется каждый раз патчить драйвер при обновлении системы, да и вообще — больше похоже на грязный хак, чем на решение. Можно, наверное, еще пропатчить , что плохо примерно по тем же причинам. Можно просто запускать скрипт, понижая напряжение прямой записью в MSR (что, собственно, я и делал для определения «стабильных» напряжений), но тогда придется помнить о и самостоятельно обрабатывать переходы между состояниями (не только P-states, вообще любыми, например, при выходе ноутбука из сна). Тоже не дело.

Вот, в общем, и все. Единственное, не забудьте закомментировать эти две строчки в , если будете менять процессор.

Структура Performance State Value (PSV)

Знать и понимать, что из себя представляет PSV, очень важно, ведь именно в таком виде задаются режимы работы процессора. Dynamic FSB frequency switching указывает пропускать каждый второй такт FSB, т.е

вдвое понижать рабочую частоту; эта возможность впервые реализована в процессорах Core 2 Duo (ядро Merom) и нас не касается, как и Non-integer bus ratio — специальный режим, поддерживаемый некоторыми процессорами, позволяющий, как следует из названия, более тонко управлять их частотой

Dynamic FSB frequency switching указывает пропускать каждый второй такт FSB, т.е. вдвое понижать рабочую частоту; эта возможность впервые реализована в процессорах Core 2 Duo (ядро Merom) и нас не касается, как и Non-integer bus ratio — специальный режим, поддерживаемый некоторыми процессорами, позволяющий, как следует из названия, более тонко управлять их частотой.

К собственно технологии EST имеют отношения два поля — идентификаторы частоты (Frequency Identifier, Fid), который численно равен множителю, и напряжения (Voltage Identifier, Vid), который соответствует уровню напряжения (он же обычно и наименее документирован).

Активация оборудования

Иногда возникают ситуации, когда оборудование в операционной системе отключено, а при просмотре в «Диспетчере задач» активировать его не получается. Часто подобная ситуация возникает при использовании USB-портов, встроенных видеокамер, звуковых плат, и т.д.

Это может означать, что данное оборудование отключено в BIOS/UEFI.

Для включения оборудования требуется войти в BIOS/UEFI, найти его и активировать. Для этого нужно:

1. Перейти в раздел «Advanced», далее раскрыть подраздел «South Bridge Configuration».

   Переходим в раздел «Advanced», далее раскрываем подраздел «South Bridge Configuration»

2. Найти отключенное устройство со значением «Disabled» или «Off», активировать, изменив на значение «Enabled» или «Auto».

   В строке с отключенным устройством меняем значение на «Enabled» или «Auto»

Настройка схем энергопотребления средствами Windows XP

Если процессор поддерживает технологию Enhanced Intel SpeedStep, то, возможно, ее необходимо активировать в настройках BIOS. Как правило, данная технология активирована по умолчанию, а многие современные модели ноутбуков не позволяют отключить ее через настройки BIOS. Однако активирования данной технологии еще недостаточно для установления нужного режима энергопотребления.

В операционной системе Windows XP для установки требуемого режима работы процессора предусмотрена возможность настройки схемы питания (Power Schemes) в диалоговом окне Power Options (рис. 2).

Рис. 2. Выбор требуемой схемы энергопотребления в операционной системе Windows XP

Всего в операционной системе Windows XP предусмотрено шесть схем питания:

• Home/Office Desk;
• Portable/Laptop;
• Presentation;
• Always On;
• Minimal Power Management;
• Max Battery.

Данные схемы (по умолчанию) отличаются друг от друга временем (которое можно настраивать) до отключения монитора, жестких дисков и перехода в состояния Standby при неактивности системы, а также, что значительно важнее, режимами энергопотребления процессора, предусмотренными технологией Enhanced Intel SpeedStep.

Напомним, что в технологии Enhanced Intel SpeedStep реализованы четыре схемы энергопотребления: Maximum Performance Mode, Automatic Mode, Battery-Optimized Performance Mode и Maximum Battery Mode, однако, учитывая, что схема Automatic Mode сводится к схемам Maximum Performance Mode (при питании от сети) и Battery-Optimized Performance Mode (при питании от батареи), можно считать, что существуют три базовых схемы энергопотребления процессора. Таким образом, в конечном счете шесть схем питания, предусмотренных в операционной системе Windows XP, сводятся к трем базовым схемам энергопотребления, определяемым технологией Enhanced Intel SpeedStep. Соответствие между схемами питания Windows XP и режимами работы процессора показано в табл. 2.

Таблица 2. Соответствие между схемами питания Windows XP и режимами работы процессора

В случае схемы Always On при питании ноутбука и от электросети, и от батареи процессор всегда работает на максимальной тактовой частоте и максимальном напряжении, то есть находится в состоянии P0. Данный режим можно рекомендовать только в том случае, если ноутбук работает от электросети, поскольку при автономной работе, то есть при питании от аккумуляторной батареи, не реализуется динамическое переключение тактовой частоты и напряжения, что сокращает время автономной работы.

Схема Home/Office Desk является наиболее целесообразной для ноутбука. При выборе данной схемы при питании ноутбука от электросети процессор работает на максимальной тактовой частоте и при максимальном напряжении, а при переходе к питанию от аккумуляторной батареи задействуется технология Enhanced Intel SpeedStep, что позволяет увеличить время автономной работы без ощутимой потери производительности.

Схема Portable/Laptop отличается от схемы Home/Office Desk тем, что в ней технология Enhanced Intel SpeedStep используется и при питании ноутбука от электросети. Данную схему питания можно рекомендовать в том случае, когда ноутбук нагревается в процессе работы и часто включает вентилятор процессора.

Схема Minimal Power Management ничем не отличается от схемы Portable/Laptop, однако в этих схемах можно по-разному настроить время отключения монитора, жестких дисков и перехода к режиму Standby.

В схемах Presentation и Max Battery при питании ноутбука от электросети реализуется режим энергопотребления Battery-Optimized Performance Mode, то есть задействуется динамическое переключение частоты и напряжения. При питании ноутбука от аккумуляторной батареи в данной схеме применяется режим Maximum Battery Mode, когда процессор работает при минимальном напряжении и минимальной тактовой частоте, предусмотренной его возможными состояниями. Разумеется, данную схему энергопотребления нужно выбирать в том случае, когда требуется обеспечить максимальное время работы ноутбука от аккумуляторной батареи — даже в ущерб его производительности.

Что делает Intel speedstep?

Данная настройка относится к разряду энергосберегающих технологий и включает или отключает возможность центрального процессора автоматически снижать напряжение и тактовую частоту в моменты простоя или слабой загруженности.

Это дает следующие положительные моменты:

• Уменьшается потребление электричества;
• Продлевается время работы ноутбука от батареи;
• Снижение уровня шума от вентилятора охлаждения или вовсе его отключение в периоды простоя.

В случае, когда от процессора требуется максимальная производительность, например при запуске игры, тактовая частота поднимется автоматически и процессор заработает на полную мощность.

Варианты значений Intel speedstep

Intel speedstep может иметь несколько значений в зависимости от версии BIOS материнской платы:

• Disabled, Maximum или Maximum Perfomance — опция отключена;
• Enabled, Automatic, Battery optimized или Minimum — опция включена.

Также стоит учесть. чтобы Intel speedstep работала сам процессор должен поддерживать данную технологию, а в операционной системе должна быть выставлена схема питания «Портативная».

SpeedStep

— энергосберегающая технология Intel, в основе которой лежит динамическое изменение частоты и напряжения питания процессора программным обеспечением. Разработка шла под рабочим именемGeyserville , включает модификации:SpeedStep ,SpeedStep II иSpeedStep III .

SpeedStep впервые был внедрён в процессорах Mobile Pentium III.

C1E

— одна из функций энергосбережения процессоров (называемого также Enhanced Halt State). Состояние C1E позволяет снизить напряжение при переводе процессора в состояние HALT, применяемое при низком уровне загрузки системы. При этом снижается уровень энергопотребления системы при низкой загрузке процессора.

Intel SpeedStep что это?

Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST) — технология энергосбережения процессоров. Принцип работы — изменение частоты и напряжения. Изменять частоту, при включенной опции Intel SpeedStep, можно из под Windows — при помощи той или иной программы, или используя инструменты самой операционки (в дополнительных параметрах питания можно ограничить максимальную частоту).

Коротко о важном:

1. Зачем нужно? Оптимизация работы процессора — в простое частота сбрасывается до минимума, при нагрузке — наоборот. В результате, если на компьютере ничего не делать — процессор мало греется и мало использует энергии (актуально для ноутов и может даже для планшетов на Windows).
2. Включать или нет? Мой ответ — да. Intel SpeedStep помогает продлить срок службы процессора — меньше нагрев. В ноутбуках включать особенно нужно — больше батарея прослужит.
3. При разгоне есть мнение, что Intel SpeedStep нужно отключать — так как мешает разгону. Но некоторые юзеры утверждают что можно и не отключать.
4. Тоже самое касается и игр — некоторые утверждают что при включенной технологии есть едва заметная просадка FPS.

Intel SpeedStep это от Intel, не знаю когда появилась, но в Pentium 4 она уже была. У AMD есть тоже своя технология — Cool-n-Quiet (переводится как Прохлада и тишина), впервые появилась в Athlon 64.

А если не включать? Тогда.. в общем смотрите:

1. Процессор даже в простое будет греться также как и при полной нагрузке. Мягко говоря не совсем логично.
2. При автоматической регулировке оборотов вентилятора будет повышенный шум, так как для охлаждения при полной нагрузке нужны повышенные обороты кулера. Это касается как ПК, так и ноутбуков.
3. В ноутбуке будет быстрее садиться батарея.
4. Маловероятно, но все же — при длительной работе процессора без сброса частоты будут ухудшаться свойства термопасты на крышке процессора, как и термоинтерфейса между крышкой и кристалом (то есть уже внутри, то что заменить просто так не получится). Относится как к ПК, так и к ноутам.

При включенной технологии Intel SpeedStep ограничить частоту процессора в Windows можно этой настройкой:

Значения опции — Disabled (Отключено), Enabled (Включено) и Auto.

Intel SpeedStep в биосе

Фух, вот мы и разобрались с некоторыми опциями. Желаю вам удачи и не хулиганьте там в биосе)) До новых встреч!

На главную! bios Boot Guard21.10.2018

Вкладка Boot

Порядок загрузки системы и данных с носителей определяется в этом разделе

Boot Device Priority

Тут можно определить, какое устройство будет грузиться первым

1st Boot Device – приоритетное устройство при загрузке системы, указывается тип и модель.

Hard Disk Drives

А тут уже устанавливается порядок чтения жестких дисков

Здесь определяется устройство, с которого будет грузиться операционная система. Данная функция актуальна, если в ПК стоит более одного жесткого диска.

А здесь все, что связано с самой загрузкой системы и ее скоростью

Security

Тут можно проводить манипуляции с паролем пользователя

• Change Supervisor Password – изменяет или удаляет пароль администратора, если он установлен.
• User Access Level – указывает права зашедшего с паролем пользователя.
• Change User Password – меняет пользовательский пароль, используемый для запуска BOS или ПК.
• Password Check – определяет область действия паролей, если они установлены – только при входе и изменении параметров или еще при загрузке операционной системы.

On-Demand Clock Modulation что это?

On-Demand Clock Modulation (ODCM) — устаревшая технология модуляции тактовой частоты процессора по запросу. Простыми словами — снижение частоты при перегреве, то есть что-то вроде троттлинга. Если процессор перегревается, то снижение частоты приведет к снижению температуры.

Это важно:

• Опция может быть расположена в разделе Advanced > CPU Configuration. Значения могут быть Auto, Enabled, Disabled, 12.5% On, 25.0% On, 37.5% On, 50.0% On, 62.5% On, 75.0% On и 87.5% On. По умолчанию должно стоять Auto.
• Опция была актуальна во времена Pentium 4. Тогда была проблема с процессорами, когда производительность падала, и решение оказывалось в отключении On-Demand Clock Modulation.
• Предположительно другое название функции — Clock Modulation.
• При разгоне вроде как нужно отключать (впрочем советую отключать и энергосберегательные технологии).

Я нашел информацию в одном журнале. Толком что имеется ввиду — не знаю. Похоже на принудительный пропуск тактов. Но опять же — я не могу точно понять. А не могу, потому что инфа была на английском, я перевел на русский.. и вот перевод:

Еще из-за включенной функции могут быть ошибки в старых играх. Например есть какая-то ошибка 200 в игре Jazz Rabbit 1994 и причина именно в On-Demand Clock Modulation. Странно, но вроде бы это относится и к игре Dota 2 — могут быть глюки при включенной функции.

Технологией On-Demand Clock Modulation можно как-то управлять. Умеют это делать например программы OverSoft CPU Informer, RightMark CPU Clock Utility.

Опция в биосе и программы OverSoft CPU Informer и RightMark CPU Clock Utility

Как работает EST

Итак, EST позволяет управлять производительностью и энергопотреблением процессора, причем динамически, во время его работы. В отличие от более ранних реализаций, которые требовали аппаратной поддержки (в чипсете) для изменения рабочих параметров процессора, EST позволяет программно, т.е. средствами BIOS или операционной системы, изменять множитель (отношение частоты процессора к частоте шины) и напряжение ядра (V_cc) в зависимости от типа источника питания компьютера, температурного режима CPU или настроек (политики) ОС.

Каждый процессор, присутствующий в системе, должен быть описан в DSDT, чаще всего в пространстве имен , и обычно предоставляет ряд методов, через которые реализуется взаимодействие с операционной системой (драйвером PM) и которые описывают возможности процессора (, ), поддерживаемые состояния (, , ) и управление ими (, ). Нужные значения для каждого CPU определяются BIOS’ом материнской платы, который заполняет соответствующие таблицы ACPI (с. 11 pdf’ки) при загрузке машины.

EST управляет работой процессора в P-состоянии (P-state), оно-то и будет нас интересовать. Так, Pentium M поддерживает шесть P-состояний (см. рис. 1.1 и таб. 1.6 pdf’ки), отличающихся напряжением и частотой:

В общем случае, когда процессор заранее неизвестен, единственным более-менее надежным (и рекомендуемым Intel) методом работы с ним является ACPI. С конкретным процессором можно взаимодействовать напрямую, минуя ACPI — через регистры MSR (Model-Specific Register), с которыми можно работать непосредственно из командной строки: начиная с версии 7.2, во FreeBSD для этого используется утилита .

Узнать, поддерживает ли ваш процессор EST, можно, взглянув на 16-й бит в регистре (0x1A0), он должен быть установлен:

Аналогичная команда для GNU/Linux (потребуется пакет msr-tools):

Переход между состояниями происходит при записи в регистр (0x199). Узнать текущий режим работы можно, прочитав регистр (0x198), который обновляется динамически (таб. 1.4 pdf’ки). В дальнейшем префикс IA32_ я буду для краткости опускать.

Попробуем для начала прочитать текущее значение :

Undervolting в GNU/Linux

Мне почему-то сразу, без объявления войны, предлагается патчить ядро (во FreeBSD, на минуточку, нам вообще никакой системный код модифицировать не пришлось). Забивать во внутренности драйвера или записывать в какие-то init-скрипты значения неких «безопасных» напряжений, непонятно кем и каким образом полученные, из специальной таблицы (в которой Pentium M 780 издевательски представлен строкой, состоящей из одних вопросительных знаков). Следовать советам, среди которых есть написанные людьми, которые явно вообще не понимают, о чем говорят. А главное, совершенно неясно, почему и как именно эти магические замены одних цифр на другие работают; не предлагается способа «потрогать» EST, прежде чем что-то патчить и пересобирать ядро, ни разу не упоминаются регистры MSR и работа с ними из командной строки. Не рассматривается модификация таблиц ACPI как альтернативный и более предпочтительный вариант.

Так и просятся лостовские «4, 8, 15, 16, 23, 42» (правда, в обратном порядке, что несколько портит шутку).

Как активировать и деактивировать эту технологию? Ценность?

Большинство материнских плат позволяют включать и отключать SpeedStep непосредственно из BIOS, но даже если он включен в BIOS, мы можем решить использовать его или нет непосредственно в Windows. Сама Intel объясняет, что на ПК с операционной системой Windows XP мы можем выбирать, как мы хотим, чтобы она вела себя, но это исчезло в системах Windows 10, где мы ограничены тем, чтобы делать это из BIOS.

Просто войдите в BIOS вашего ПК (при включении нажмите DELETE, F2 или F10 в зависимости от производителя) и получите доступ к параметрам процессора (в зависимости от производителя вы можете получить доступ к этому меню тем или иным способом). Вы увидите, что одним из имеющихся у вас параметров является именно Intel SpeedStep, и тут же вы можете активировать и деактивировать его.

Если вы хотите, чтобы ваш процессор всегда давал максимальную производительность, вы можете отключить эту технологию (которая по умолчанию всегда включена), но если вы не собираетесь разгоняться, мы рекомендуем оставить ее включенной, так как это то, что только принесет вам преимущества ; Как мы объясняли ранее, когда система находится в режиме ожидания, это служит для снижения рабочей скорости и напряжения процессора, уменьшения потребления и выделяемого тепла и в то же время увеличения срока его службы.

А когда вы запускаете приложение или игру, требующую более высокой производительности процессора, оно автоматически возвращается к обычным значениям, чтобы обеспечить максимальную производительность. Поэтому рекомендуется отключать технологию Intel SpeedStep только тогда, когда вы собираетесь разогнаться, и особенно если вы собираетесь делать это, касаясь напряжения процессора, поскольку в этом случае включение технологии может вызвать нестабильность в системе, когда компьютер отдыхает.

Принцип работы

SpeedStep – это технология энергосбережения, основанная на динамическом изменении рабочей частоты и напряжения процессора. Она предназначена для процессоров Intel, которые позволяют регулировать свою тактовую частоту и напряжение программным методом. Это дает возможность процессору изменять свою производительность в зависимости от загрузки и этим самым сводить к минимуму энергопотребление и тепловыделение. Наиболее полезна эта технология для мобильных компьютеров. Есть аналог данной технологии для процессоров AMD — Cool n’quiet, так же реализована её активация через BIOS.

Суть технологии заключается в следующем. На высокой тактовой частоте CPU демонстрирует высокую производительность. Но в то же время на низкой тактовой частоте процессор выделяет меньше тепла и потребляет меньше энергии. Во многих случаях для уменьшения энергопотребления может также снижаться напряжение, использующееся для ядра процессора.

Это можно проиллюстрировать следующей формулой. Энергия, потребляемая процессором, может быть рассчитана, как P = C*V2*f, где С – это емкость, f – частота процессора, а V – напряжение. Емкость является постоянной величиной, а частота и напряжение могут меняться в достаточно широких пределах, хотя практически изменение энергопотребления зависит также и от задач, выполняемых CPU, поскольку не все команды потребляют одинаковое количество энергии за один такт работы процессора.

Помимо очевидных преимуществ технологии, таких, как уменьшение стоимости эксплуатации компьютера и уменьшение загрязнения окружающей среды, у снижения энергопотребления есть также и другие, не столь очевидные плюсы, такие, как, например, увеличение срока службы процессора и уменьшение уровня шума, создаваемого вентилятором охлаждения. Кроме того, уменьшение потребления электроэнергии помогает дольше хранить заряд в батарее ноутбука и, следовательно, увеличивает время его автономной эксплуатации.

Таким образом, благодаря технологии SpeedStep пользователь получает возможность найти необходимый баланс между производительностью и экономией энергии.

Технология SpeedStep поддерживается большинством операционных систем, в том числе, современными версиями Linux, Mac OS X, BSD и Solaris. В линейку Windows поддержка технологии была внедрена, начиная с Windows XP. В Windows 2000 и более старых операционных системах для работы процессора в режиме SpeedStep требуется специальный драйвер. В Windows технология SpeedStep используется неявно в схемах энергопотребления, выбор которых доступен в Панели Управления.

Как пользоваться ThrottleStop

При первом запуске будет показано такое окно:

В этом окне предупреждение, что программа ThrottleStop оказывает значительное воздействие на производительность и тепловыделение центрального процессора, а также что всю ответственность за использование данной программы вы берёте на себя.

В главном окне программы вы можете видеть информацию о центральном процессоре, о его загруженности, температуре ядер, настройки и прочее. Кликните по кнопке FIVR:

В открывшемся окне для CPU Core поставьте галочку Unlock Adjustable Voltage, убедитесь, что выбрано Adaptive, если вы хотите установить андервольтинг более чем на 125 mV, то выберите диапазон 250 mV и затем с помощью ползунка установите нужное значение Offset Voltage — сдвиг напряжения, то есть андервольтинг:

Теперь переключаемся на CPU Cache и повторяем процедуру. Причём значения андервольтинга, то есть Offset Voltage, должно быть точно таким же, как и для CPU Core. Затем выбираем «OK — Save voltage immediately» и нажимаем кнопку «Apply»:

Всё, теперь каждый раз, когда вы запускаете ThrottleStop, будут активны настройки андервольтинга.

Таблица _PSS

Таблица представляет собой массив состояний (Package в терминологии ACPI), либо метод, который возвращает такой массив; каждое состояние (P-state), в свою очередь определяется следующей структурой:

Таким образом, каждое P-состояние характеризуется какой-то рабочей частотой ядра, максимальной рассеиваемой мощностью, транзитными задержками (фактически это время перехода между состояниями, в течении которых недоступны CPU и память), наконец, самое интересное: PSV, которое соответствует данному состоянию и которое надо записать в , чтобы в это состояние перейти (Control). Чтобы убедиться, что процессор успешно перешел в новое состояние, можно прочитать регистр и сравнить со значением, записанным в поле Status.

Стоит отметить, что EST-драйвер может работать даже в случае отсутствия таблицы и неизвестного процессора, т.к. максимальное и минимальное значения можно узнать из (при этом, очевидно, число P-состояний вырождается в два).