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C6深度节能技术

王朝百科·作者佚名  2010-07-30
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【C6深度节能技术】C6深度节能技术是新一代的处理器睡眠技术,可以在系统空闲的时候将处理器高速缓存完全关闭,使处理器进入极低功耗状态。这项技术可以有效降低系统功耗,对于移动平台效果尤为明显,因为这项技术能够有效地延长笔记本电脑的电池续航时间。

【深度节能技术背景】与英特尔部分尖端技术一样, C6深度节能技术也是英特尔在处理器节能领域不断探索、改良的结果。〖第一代节能技术〗早在1989年,英特尔推出的80386SL/80386DL(参见图1)可以在不工作时切断电源供应,这几乎是最“原始”的节能技术。

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图1:节能技术的先锋产物──英特尔80386SL/80386DL

接下来,英特尔又于1999年推出了著名的SpeedStep节能技术,针对处理器的节能技术终于开枝散叶。采用支持该技术处理器的笔记本电脑能根据电源情况自动切换工作模式:当使用电源时,处理器开足马力全速运行;而在电池模式下,系统能自动将处理器核心电压和工作主频调低一档,达到降低功耗的目的。多数情况下,SpeedStep可以提高10%至20%的电池使用时间,节能效果非常显著。后来英特尔又推出了增强型SpeedStep技术(Enhance Intel SpeedStepTechnology,EIST),这项技术能够根据处理器需要在两种性能模式之间实时进行电压和频率的动态切换,而不需要考虑此时电脑是通过电源还是电池供电。这种方式无疑更加贴合实际使用情况,具有较高的实用意义,处理器节能技术在这里完成了一个阶段,并开始向更高阶段进发。〖第二代节能技术〗支持EIST的Pentium M处理器经过两代的发展,剩余价值已经被榨得差不多了。而当全新的65nm制程的处理器出现时,英特尔带来了更加智能的节能技术,这也标志着这项技术进入了一个新阶段。英特尔在65nm制程处理器上引入了Intelligent Power Capability(智能功耗管理)技术,当时该项技术主要包括超精细的单元逻辑控制(Ultra Fine Grained)与晶体管休眠(Sleep Transistors)的组合:处理器核心与内部总线、逻辑单元都采用可独立控制的电源供应,利用内建的精细逻辑控制器独立开关各运算单元,或者使其进入低功耗的休眠状态,避免闲置时出现不必要的功耗浪费。通过该特性,可以处理器能够智能地打开当前需要的子系统,而其它部分则处于休眠状态,大幅降低处理器的功耗及发热。在当前主流的45nm制程处理器上,这一技术得到了更好的发挥。

虽然智能功率管理技术如日中天,但英特尔并没有忘记发展相当成熟的EIST技术。2006年,当代号Yonah的处理器诞生时,EIST的改进版Dynamic Power Coordination(动态电源协调)出现在了人们的视野之中。该技术同样会根据应用情况更改处理器电压以及频率达到节能的目的,但针对多核心架构进行了优化:当空闲的系统让处理器进入最低频率模式LFM(Lowest Frequency Mode)时,命名为Deep Power Down Technology(深度节能技术)的机制就会自动启动,将核心1设为C0模式,核心2设为C2模式……若没有其它动作就会执行智能试探法,决定下面的休眠等级,以获得最低的能耗。也就是说智能功耗管理技术的诞生和EIST针对多核处理器的改良催生出了深度节能技术。〖第三代节能技术〗节能技术的第三阶段开始于酷睿2时代,这一阶段,英特尔又带来了功能更加全面的Deep Power Down Technology,也就是被称为C-Staus的深度电源管理模式技术。

【C6深度节能工作原理】

C6深度节能技术是C-Staus深度电源管理模式技术中的最高级别,也是英特尔在Penryn 45nm处理器以及之后的产品中才加入一种全新高级电源管理休眠状态,它可显著降低闲置期间处理器的功耗,并有效防止晶体管漏电情况。

当处理器进入C-6 (Deep Power Down)状态后,处理器可实时清除L1 Cache内所有数据,在保存处理器微架构状态下,关掉内核(Core Clock 与 PPL 将停止 )及L2 Cache,虽然芯片组会继续为I/O提供内存交换动作,但却不会唤醒处理器。 只有需要内核时,电压才会攀升,CoreClock与 PPL 会打开,处理器将进行重置,把Cache数据从内存中回传,微架构状态将完全恢复,并继续执行指令。

据英特尔官方资料指出,C6 (Deep Power Down)模式相比C4 (Enhanced Deeper Sleep)模式,可以让处理器电压再降低一倍,一级缓存关闭,处理器功耗进而减少最高可达75%,但是唤醒处理器的时间要比Enhanced Deeper Sleep模式多出越50%.

图(左):C6深度节能技术是在之前的C5模式基础上再做改良, 在此状态下处理器可以关闭一级缓存

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图(右): 在C6深度节能技术状态下处理器能对各个核心的电源管理进行更加智能管理操作

因此由于C6 (Deep Power Down)模式的休眠深度很深,所以处理器唤醒的能耗损失也就提高,并且所花时间更大,为了弥补这个缺陷,英特尔为配备此项技术的处理器额外加入了更为先进的智能探测功能,可以更好的确定休眠时间和状态。如果智能探测技术发现目前不适合采用Deep Power Down模式,那么只会让处理器以Enhanced DeeperSleep模式休眠。

 
 
 
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