Intel speedstep что это

Обновлено: 07.07.2024

Технология Intel SpeedStep (сокращенно SpeedStep или EIST для « усовершенствованной технологии Intel SpeedStep ») - это функция энергосбережения в процессорах Intel для ноутбуков , настольных компьютеров и серверов .

В целом

Speedstep был разработан для продления срока службы батареи ноутбуков (в более общем смысле: для снижения энергопотребления основного процессора). SpeedStep - это название для динамического управления напряжением / часами. Speedstep 1.1 определяет, включен ли ноутбук в розетку или только от аккумулятора. При работе от сети процессор работает на полной номинальной мощности и доступна максимальная вычислительная мощность. Если ноутбук работает от батареи, тактовая частота снижается, что снижает энергопотребление. Если частота уменьшена, напряжение также может быть уменьшено. Поскольку расход энергии зависит от квадрата напряжения ядра микросхемы, снижение напряжения оказывает наибольшее влияние на потребление. Низкое энергопотребление продлевает срок службы батареи .

Начиная с Speedstep 2.1, ЦП имеет так называемое «динамическое переключение», здесь распознается загрузка ЦП и соответственно регулируется тактовая частота. Если ЦП находится в режиме ожидания, он автоматически работает с самой низкой тактовой частотой. Однако, если ЦП испытывает затруднения, например, из-за приложения с интенсивными вычислениями, ЦП переключает тактовую частоту за миллисекунды и обеспечивает полную производительность. Со специальными программами, такими как B. Speedswitch-XP, Notebook Hardware Control или RMClock, могут быть установлены точные правила поведения Speedstep, например B. Динамическое переключение при работе в сети и «фиксированные минимальные часы процессора» при работе от батареи.

В принципе, с ноутбуком, способным к динамическому переключению, вряд ли имеет смысл фиксировать тактовую частоту при работе от сети при полной нагрузке, поскольку излишне высокая вычислительная мощность также влияет на выделяемое тепло, и, следовательно, вентилятор работает излишне быстрее и громче должно стать. Однако, это не только процессор , который является основным потребителем, другие компоненты , такие как экран подсветки , жесткие диски , контроллеры и специализированные графические карты должны быть оптимизированы для низкого потребления энергии.

В процессорах ноутбуков

В ноутбуках SpeedStep также влияет на другие компоненты и регулирует, например, Б. яркость экрана. Программное обеспечение также знает промежуточные шаги в тактовой частоте и несколько профилей, чтобы либо продлить время выполнения, либо обеспечить большую вычислительную мощность. С выпуском Pentium M была введена частично деактивируемая кеш-память , что еще больше снижает энергопотребление.

SpeedStep используется в разных версиях:

Мобильный Pentium III (Coppermine и Tualatin)
Процессоры XScale на архитектуре ARM для «встраиваемых устройств»
Процессоры на основе ядра (например, Core 2 Duo)

В Mobile Celeron и его преемнике Celeron M нет SpeedStep.

В настольных и серверных процессорах

Из-за более высоких тактовых частот и большей сложности чипа и связанных с этим проблем с нагревом и охлаждением Intel также ввела меры по энергосбережению во многих стандартных процессорах.

Прежде всего, в процессоры Pentium 4 / Xeon (начиная со степпинга E0) была интегрирована расширенная команда остановки, "Enhanced Halt State" (C1E): пока операционная система находится в фазе, в которой не выполняется никаких действий (состояние ожидания ), может отключать процессоры ЦП только с помощью команды обычного останова, он может дополнительно снизить тактовую частоту и напряжение через C1E во время работы. Однако вначале экономия энергии была довольно умеренной, так как снижение тактовой частоты и напряжения ядра относительно невелико и существует только два уровня: холостой ход или полная нагрузка. Однако, как и процессоры для ноутбуков, современные настольные процессоры снижают тактовую частоту на несколько этапов.

Начиная с серии Pentium 4-600 (степпинг N0), SpeedStep используется почти во всех процессорах Intel для настольных ПК в среднем и верхнем сегментах рынка.

Версии

Существуют разные версии технологии Intel SpeedStep , которые используются в разных процессорах:

версия	процессор
1.1	Intel Pentium III Coppermine
2.1	Intel Pentium III Туалатин
2.2	Intel Pentium 4 M и мобильный Pentium 4
EIST	Intel Pentium D (кроме 805 и 820), степпинг B-1 версий 631, 641, 651, 661, 930, 940, 950 только неисправен
EIST	Intel Pentium 4 6xx, 5x1 и 5x0J
EIST (расширенный)	Intel Pentium M
EIST	Intel Core 2 Duo, Intel Core 2 Quad, Intel Core 2 Xtreme, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7
EIST	Intel Celeron E1x00
EIST	Intel Atom N270
Коммутация по запросу	Intel Xeon (разные модели), Core i7 (степпинг D0)

Проблемы

В то же время из-за низкого энергопотребления процессора на некоторых плохо спроектированных материнских платах наблюдаются высокочастотные слышимые вибрации. Они происходят из медных катушек преобразователей напряжения, которые преобразуют напряжение блока питания в напряжение процессора.

Согласно статье Heise в Интернете , «исключения машинной проверки» (MCE) возникают у некоторых пользователей процессоров Broadwell , особенно в операционных системах на базе Linux . Чаще всего поражалась Ubuntu 14, реже - Fedora 22. Систематические сбои (синие экраны) также наблюдались под Windows, например, при установке Office 2016 или некоторых игр Steam. В основном проблемы исчезали при отключении SpeedStep.

Мы все с вами знаем, что энергия — штука не дешевая и водится не повсеместно. И, как говорится, чем дальше, тем страшнее — вот почему все человечество обеспокоено вопросами ее экономии. Подходы к этой экономии самые различные, тут и ветряки, и электромобили, и повсеместный учет всего и вся, и многое другое – главное, что движуха идет повсюду. Не отстают от тренда и производители цифровых устройств, а в чем-то даже его опережают, по крайней мере, результаты в этой области существенней и реальней, чем в других. Чтобы в этом убедиться, поговорим о технологиях энергосбережения в процессорах Intel.

Впервые слово «энергосбережение» появилось в спецификациях Intel в конце прошлого века, когда была анонсирована технология SpeedStep для мобильных процессоров Intel Pentium III, которая предусматривала возможность понижения частоты процессора в период его бездействия. Первоначально, в первой версии SpeedStep, рабочих частот было всего две – обычная и пониженная. Соответственно, имелось два показателя тепловыделения и потребляемой мощности.
Далее эволюция SpeedStep шла по пути усложнения схем питания процессора. Более продвинутая технология Enhanced Intel SpeedStep (EIST) оперировала уже несколькими промежуточными точками между максимально и минимально возможными частотами процессора, кроме того, помимо частоты изменялось и напряжение, подаваемое на процессор. График работы EIST для памятного многим процессора Pentium M можно посмотреть на рисунке ниже.

Как видно, частота процессора наращивалась квантами по 200 Мгц, при этом его TDP изменялось от 6 до 24.5 Ватт.
Для корректной работы SpeedStep необходима поддержка технологии материнской платой (или, точнее, ее BIOS) и операционной системой. Управление режимами потребления осуществляется из BIOS или соответствующего меню настроек ОС. В том, что SpeedStep действительно работает, можно убедиться с помощью утилит, показывающих реальную текущую частоту процессора, например, CPU-Z.
Начиная с Pentium M, в EIST не произошло принципиальных изменений, постоянно идет подстройка под каждое новое поколение процессоров, имеющее свои, отличающиеся показатели рабочего напряжения, собственной частоты и частоты центральной шины FSB. Скажем, процессор Intel Core 2 Duo умеет варьировать свою частоту от 1.6 до 2.8 ГГц с инкрементом в 266 МГц.

Однако не SpeedStep’ом единым осуществляется экономия энергии в процессорах Intel. Применяются и другие технологии, например, Ultra Fine Grained Power Control, позволяющая отключить те модули процессора, которые бездействуют в данный момент. Любопытно, что даже если процессор как таковой нагружен весьма сильно, в нем все равно есть простаивающие участки, которые при желании можно выключить.

Рабочий момент процессора. Зеленым показаны простаивающие участки.

Еще одно средство манипуляции частотой процессора – технология Intel Turbo Boost. Принцип ее работы прямо противоположен SpeedStep: частота процессора не уменьшается, а увеличивается сверх штатных частот в пределах его возможностей, которые указываются в спецификации. Каждый процессор, поддерживающий Turbo Boost, маркируется примерно следующей записью: 7/7/9/10, где через черточку указаны количество максимальных порций инкремента (для процессоров Sandy Bridge, например, инкремент составляет 100 МГц), которые возможно прибавить при работающих всех четырех ядрах, трех двух и одном соответственно. Таким образом, если базовая частота процессора составляет 2500 МГц, то максимальная с учетом Turbo Boost будет равняться 2500 + (10 × 100) = 2500 + 1000 = 3500 МГц.

Управление в BIOS функциями SpeedStep и Turbo Boost

На первый взгляд Turbo Boost не выглядит системой энергосбережения, но на самом деле она таковой как раз является, поскольку прирост потребления за счет повышения частоты зачастую с запасом компенсируется уменьшением времени выполнения задачи.

Еще один важный фронт борьбы с лишними ~~калориями~~ ваттами – уменьшение общего потребления процессора. На этом пути также сделаны значительные успехи. В статье, посвященной тепловыделению была приведена хорошая табличка, из которой видно, что процессоры Intel, пройдя максимум прожорливости в районе Prescott, с тех пор существенно понизили свой TDP даже в абсолютных значениях, не говоря уже о пересчете относительно гигагерцо-ядер.

Уменьшение техпроцесса + оптимизация микроархитектуры = энергоэффективность

Новой вехой на пути к светлому сберегающему будущему станет очередная процессорная микроархитектура Intel Haswell, которую мы увидим воплощенной в кремнии в 2013 году. Линейка процессоров Haswell будет состоять, как обычно, из десктопной и мобильной версии, но к ним еще добавится специальный вариант для ультрабуков (с индексом U). Новые процессора для PC и ноутбуков потребляют на 20% меньше по сравнению с семейством Sandy Bridge. Особого интереса заслуживает Haswell U, который представляет собой одночиповое решение с интегрированным контроллером ввода-вывода и регулятором напряжения на борту, что позволит точнее и быстрее этим напряжением управлять. Intel особо подчеркивает, что в режиме сна (с закрытой крышкой ультрабука) он потребляет в 20 раз меньше энергии, чем предшественники.

Как мы видим, с каждым новым поколением процессора Intel вбирают в себя все больше сторонних элементов. С точки зрения энергоэффективности это, несомненно, благо, поскольку сокращает общие издержки. Что мы будем оптимизировать, когда процессор дойдет до предельно малого технологического процесса и соберет внутри себя всю электронику материнской платы? Наверняка, какие-то варианты останутся даже и в этом случае.

Другие идентичные по назначению опции: Intel(R) SpeedStep Technology.

Среди опций, предназначенных для оптимизации энергопотребления компьютера, одной из самых важных и наиболее часто использующихся является опция Intel SpeedStep. Она позволяет включить и настроить параметры одноименной технологии энергосбережения, предназначенной для процессоров компании Intel.

Принцип работы

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*V 2 *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.

Какое значение опции выбрать?

В различных BIOS среди вариантов опции Intel SpeedStep могут встретиться такие значения, как Automatic, Maximum, Minimum, Enabled и Disabled. Значения Automatic и Enabled позволяет передать контроль над режимами средствам операционной системы. Значения Maximum и Disabled фактически отключают режимы энергосбережения и заставляют CPU все время работать на максимальном уровне производительности. Значение Minimum устанавливает для процессора минимальный режим энергопотребления. Выбор какого-либо из вариантов опции зависит от приоритетов пользователя – потребности в максимальной производительности компьютера, потребности в минимальном энергопотреблении или потребности в наличии гибкой системы регулирования обоих параметров.

Когда дело доходит до Intel процессоры , вы, наверное, слышали или читали об их поддержке Технология SpeedStep и даже улучшенная технология SpeedStep, в которой используются новейшие процессоры этой марки. В этой статье мы расскажем, из чего состоит эта технология, для чего она нужна и нужно ли ее включать.

Intel определяет технологию SpeedStep как передовое средство обеспечения очень высокой производительности ее процессоров при одновременном удовлетворении потребности в энергосбережении портативных систем. Это определение может уже дать вам представление о том, из чего оно состоит, но давайте посмотрим на него подробнее.

Что такое технология Intel SpeedStep и для чего она нужна?

По заявлению производителя, эта технология позволяет системе динамически регулировать рабочее напряжение и частоту ядер процессора, снижая энергопотребление и выделяемое тепло. По снижение напряжения и скорости процессора, потребление также снижается, и, следовательно, меньше шума и меньше тепла. Конечно, это динамическая технология, которая работает автоматически, когда система простаивает, возвращая ее к нормальным значениям, как только требуется более высокая производительность.

Это, как вы уже догадались, своего рода underclock в процессоре, с той разницей, что это делается автоматически и динамически, так что процессор сам определяет уровень нагрузки, а когда он находится в состоянии покоя, он снижает свою скорость и напряжение, чтобы уменьшить потребление и выделяемое тепло. Это действительно преимущество, особенно для пользователей, обеспокоенных этими двумя факторами.

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 BIOS. 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 возможностью 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.

Читайте также: