CPU層次的電源管理

2021-07-10 13:24:18 字數 1946 閱讀 8283

在cpu這個層次,減少對電源的消耗,我們可以有很多方案供選擇,比如說,使用idle state(c-state),

改變cpu 的頻率(p states), 還有扼制cpu 的工作時間(調節占空比)(t-states).下面對每乙個方案作出簡單的介紹。

如果想知道詳細的規範,還是得去看 

1. c-states(工作時的狀態)

對於我們常見的intel cpu, 它有很多種省電模式,江湖叫作c-states. c state 在很長一段時間,只有筆記本才支援,

nehalem之後, 伺服器才支援,一般來講,伺服器都是7x24 小時工作的,不需要睡眠的,c state 主要策略是

關閉不需要的部件(應該是cpu內部的部件,不是指關掉硬碟,記憶體)。

當處理器工作於c0 這個狀態時,cpu 正常執行指令,除c0 以外的cx 狀態,cpu 都處於idle 狀態。這裡的x

的值越大,cpu 睡得越(深)沉, 即關掉的部件越多,當然,醒過來(返回到c0狀態)所需要的時間就越長。

下表列出了大部分常見的c-states.

c-state 模式

定義c0

工作模式,cpu 全速執行

c1第乙個idle 狀態,通過軟體方式關掉內部時鐘,維持匯流排介面單元和apic 

c2通過硬體方式,關掉內部時鐘,維護所以軟體可見的狀態

c3關掉所有的內部時鐘,cpu 不再維護cache 一致性。

2 . p-states (處理器performance 狀態)

當cpu 在c0 的狀態,還可以劃分為多個performance states(p-states). 可以這樣說,除了c0 以外的c state 都是描述的

idle state. 但所有的p states 都是在描述cpu 工作時(operational) 的狀態。 p x ,  x 的值越大,cpu 就以更低的工作頻率

還有電壓執行,不同的cpu 支援的x的值不一樣。但是,p0 一定是最高performance 的state.

與p state 有關的幾個method.

2.1   _pss (performance supported states)

這個object 告訴ospm 系統可以支援的p state 的個數,以乙個package 列表  的形式返回來,這個package 裡面包含了cpu

主要頻率, 典型的power 消耗, performance state 變遷過程中需要動到的暫存器,這個表以從大到小的方式排列,因此,第0個

表描述了最大performance 的state.第n 個package 描述了最低performance 的state.

引數:none

返回值:

乙個不定長的package,這個package 包含了乙個子package 的列表,如下所述:

package

每乙個子package 包含的成員是這樣的:

package

下面,逐個解釋每個成員:

core frequency:   表明cpu的工作頻率。

power:   表徵最大的電源消耗(以milliwatt 為單位)

latency: 表徵從其他狀態躍遷到這個狀態所需要的時間

control: 表徵將要寫進 performance control register(perf_ctrl)的值。

status:    從perf_status 讀出值然後和上面的control 比較,用來確定,是否寫值成功。

3. t-states(處理器throttling 狀態)

t states 過調整單位時間內

cpu clock on /

(clock on + clock off

)的時間(也即

clock on

工作佔整個

cpu工作時間的占空比)的方式

,影響系統的功耗和溫度。

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