Geschwindigkeitsstufe - SpeedStep

Intel Enhanced SpeedStep
Designfirma Intel
Eingeführt Q1 2005
Typ Dynamische Frequenzskalierung

Enhanced SpeedStep ist eine Reihe dynamischer Frequenzskalierungstechnologien (mit dem Codenamen Geyserville und einschließlich SpeedStep, SpeedStep II und SpeedStep III ), die in einige Intel- Mikroprozessoren integriert sind und die es ermöglichen, die Taktgeschwindigkeit des Prozessors dynamisch (in verschiedene P-States ) per Software zu ändern . Dadurch kann der Prozessor die momentanen Leistungsanforderungen der ausgeführten Operation erfüllen und gleichzeitig den Stromverbrauch und die Wärmeerzeugung minimieren . EIST (SpeedStep III) wurde im ersten Quartal 2005 in mehreren Prescott 6-Serien eingeführt, nämlich dem Pentium 4 660. Die Intel Speed ​​Shift Technology (SST) wurde in Intel Skylake Prozessoren eingeführt.

Enhanced Intel SpeedStep wird manchmal als EIST abgekürzt . Intels Marke "INTEL SPEEDSTEP" wurde aufgrund der Ungültigerklärung der Marke im Jahr 2012 gelöscht.

Erläuterung

Der Betrieb eines Prozessors mit hohen Taktraten ermöglicht eine bessere Leistung. Wenn derselbe Prozessor jedoch mit einer niedrigeren Frequenz (Geschwindigkeit) betrieben wird, erzeugt er weniger Wärme und verbraucht weniger Strom. In vielen Fällen kann auch die Kernspannung reduziert werden, was den Stromverbrauch und die Wärmeentwicklung weiter reduziert. Durch die Verwendung von SpeedStep können Benutzer das für sie beste Verhältnis zwischen Energieeinsparung und Leistung auswählen oder sogar die Taktgeschwindigkeit dynamisch ändern, wenn sich die Prozessorlast ändert.

Die von einer CPU mit einer Kapazität C verbrauchte Leistung , die bei der Frequenz f und der Spannung V läuft, beträgt ungefähr:

Für einen gegebenen Prozessor ist C ein fester Wert. Allerdings V und f können erheblich variieren. Beispielsweise kann für einen 1,6 GHz Pentium M die Taktfrequenz in Schritten von 200 MHz über den Bereich von 1,6 bis 0,6 GHz heruntergesetzt werden. Gleichzeitig sinkt der Spannungsbedarf von 1,484 auf 0,956 V. Dadurch sinkt die Leistungsaufnahme theoretisch um den Faktor 6,4. In der Praxis kann der Effekt geringer sein, da einige CPU-Befehle weniger Energie pro Tick des CPU-Takts verbrauchen als andere. Wenn ein Betriebssystem beispielsweise nicht ausgelastet ist, neigt es dazu, x86- Halt- Befehle ( HLT ) auszugeben, die den Betrieb von Teilen der CPU für einen bestimmten Zeitraum unterbrechen, sodass weniger Energie pro Takt des CPU-Takts verbraucht wird als bei produktiver Ausführung Anweisungen im Normalzustand. Bei einer gegebenen Arbeitsrate führt eine CPU, die mit einer höheren Taktrate läuft, einen größeren Anteil von HLT-Befehlen aus. Die obige einfache Gleichung, die Leistung, Spannung und Frequenz in Beziehung setzt, berücksichtigt auch nicht den statischen Stromverbrauch der CPU. Dies ändert sich tendenziell nicht mit der Frequenz, aber mit Temperatur und Spannung. Heiße Elektronen und Elektronen, die einem stärkeren elektrischen Feld ausgesetzt sind, wandern eher als "Gate-Leckstrom" über ein Gate, was zu einem Anstieg des statischen Stromverbrauchs führt.

Ältere Prozessoren wie der Pentium 4-M , die ältere Versionen von SpeedStep verwenden, haben weniger Taktgeschwindigkeitsinkremente. Die SpeedStep-Technologie ist mitverantwortlich für den reduzierten Stromverbrauch von Intels Pentium-M-Prozessor der Marke Centrino .

Bekannte Probleme

Microsoft hat gemeldet, dass es Probleme bei der Vorschau von Videodateien geben kann, wenn SpeedStep (oder das AMD-Äquivalent PowerNow! ) unter Windows 2000 oder Windows XP aktiviert ist.

Betriebssystemunterstützung

  • Solaris unterstützt SpeedStep seit OpenSolaris SXDE 9/07.
  • Ältere Versionen von Microsoft Windows, Windows 2000 und früher benötigen einen speziellen Treiber und eine spezielle Dashboard-Anwendung, um auf die SpeedStep-Funktion zuzugreifen. Auf der Website von Intel heißt es ausdrücklich, dass solche Treiber vom Computerhersteller stammen müssen ; es gibt keine generischen Treiber von Intel, die SpeedStep für ältere Windows-Versionen aktivieren, wenn man keinen Herstellertreiber erhalten kann.
  • Unter Microsoft Windows XP ist die SpeedStep-Unterstützung in die Energieverwaltungskonsole unter der Systemsteuerung integriert. In Windows XP kann ein Benutzer die Prozessorgeschwindigkeit indirekt durch Ändern der Energieschemata regulieren. Die Einstellung "Home/Office Desk" deaktiviert SpeedStep, das Energieschema "Portable/Laptop" aktiviert SpeedStep und die "Max Battery" verwendet SpeedStep, um den Prozessor auf minimale Leistungsstufen zu verlangsamen, wenn der Akku schwächer wird. Die SpeedStep-Einstellungen für integrierte oder benutzerdefinierte Energieschemata können nicht über die GUI des Bedienfelds geändert werden, können jedoch mit dem Befehlszeilendienstprogramm POWERCFG.EXE geändert werden .
  • Der Linux-Kernel verfügt über ein Subsystem namens "cpufreq", das per Power-Schema und Befehlszeile eingestellt werden kann und der Steuerung der Betriebsfrequenz und -spannung einer CPU gewidmet ist. Linux läuft auf Intel, AMD und anderen CPU-Marken.
  • Neuere Versionen von Windows 10 und Linux-Kernel unterstützen die Intel Speed ​​Shift-Technologie.

Im Gegensatz dazu hat AMD Treiber für seine konkurrierenden PowerNow! Technologie, die unter Windows 2000, ME, 98 und NT funktioniert.

Siehe auch

Verweise