CPU 電源狀態(tài)C-States

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CPU 電源狀態(tài)（ C-States ）

一般用戶很少注意到這個狀態(tài)，通常只會在使用 CPU-Z 來監(jiān)控時鐘頻率和電壓時才會留意到它。移動處理器的 C 狀態(tài)比臺式機的多。例如， Core 2 Duo 處理器（ Meron ）會支持 C0-C4 狀態(tài)，然后桌面型 Core 2 Duo 處理（ Conroe ）僅支持 C1-C0 狀態(tài)。

 

    C0 狀態(tài)（激活）

    ·這是 CPU 最大工作狀態(tài)，在此狀態(tài)下可以接收指令和處理數(shù)據(jù)

    ·所有現(xiàn)代處理器必須支持這一功耗狀態(tài)

 

    C1 狀態(tài)（掛起）

    ·可以通過執(zhí)行匯編指令“ HLT （掛起）”進入這一狀態(tài)

    ·喚醒時間超快�。�快到只需 10 納秒�。�

    ·可以節(jié)省 70% 的 CPU 功耗

    ·所有現(xiàn)代處理器都必須支持這一功耗狀態(tài)

 

    C2 狀態(tài)（停止允許）

    ·處理器時鐘頻率和 I/O 緩沖被停止

    ·換言之，處理器執(zhí)行引擎和 I/0 緩沖已經(jīng)沒有時鐘頻率

    ·在 C2 狀態(tài)下也可以節(jié)約 70% 的 CPU 和平臺能耗

    ·從 C2 切換到 C0 狀態(tài)需要 100 納秒以上

 

    C3 狀態(tài)（深度睡眠）

    ·總線頻率和 PLL 均被鎖定

    ·在多核心系統(tǒng)下，緩存無效

    ·在單核心系統(tǒng)下，內(nèi)存被關(guān)閉，但緩存仍有效

    ·可以節(jié)省 70% 的 CPU 功耗，但平臺功耗比 C2 狀態(tài)下大一些

    ·喚醒時間需要 50 微妙

 

    C4 狀態(tài)（更深度睡眠）

    ·與 C3 相似，但有兩大區(qū)別

    ·一是核心電壓低于 1.0V

    ·二是二級緩存內(nèi)的數(shù)據(jù)存儲將有所減少

    ·可以節(jié)約 98% 的 CPU 最大功耗

    ·喚醒時間比較慢，但不超過 1 秒

 

    C5 狀態(tài)

    ·二級緩存的數(shù)據(jù)被減為零

    ·喚醒時間超過 200 微妙

 

    C6 狀態(tài)

    ·這是 Penryn 處理器中新增的功耗管理模式

    ·二級緩存減至零后， CPU 的核心電壓更低

    ·不保存 CPU context

    ·功耗未知，應(yīng)該接近零

    ·喚醒時間未知

 

       電腦高性能化是一把雙刃劍，雖然可以帶來快速的數(shù)據(jù)處理性能，但功耗的增加也成為令人頭疼的問題。因為過高的功耗不僅會消耗大量的能源，也會導(dǎo)致芯片發(fā)熱量的增加，影響電子芯片的穩(wěn)定性和壽命。那么，如何降低芯片的功耗，實現(xiàn)節(jié)能的目的？

　　從硬件廠商的角度來說，一方面，他們可以通過提高芯片工藝制程來實現(xiàn)降低能耗和發(fā)熱的目的；另一方面，通過改變各個電子芯片工作狀態(tài)中的運行方 式更是能夠?qū)崿F(xiàn)電腦的動態(tài)節(jié)能，以適當(dāng)?shù)男阅軕?yīng)對不同的處理負荷。而這種方式就是本文所要討論的節(jié)能技術(shù)。目前主流的處理器都有哪些動態(tài)節(jié)能的技術(shù)，又該 怎樣充分利用這些技術(shù)呢？

　　◆Intel C-State Tech

　　Intel C-State Tech是主板廠商在BIOS中加入的深度節(jié)能技術(shù)。它是根據(jù)處理器的使用情況自動調(diào)節(jié)其電源狀態(tài)，進而調(diào)節(jié)處理器的電壓、頻率和功耗。

　　C-State是指處理器的功耗和溫度管理狀態(tài)。只有在C0狀態(tài)下，處理器是激活的，才能執(zhí)行指令；而在C1到Cn狀態(tài)下，處理器都處于各種不 同程度的睡眠狀態(tài)，睡眠可以帶來處理器功耗的減少。但在這睡眠狀態(tài)下，處理器都有一個恢復(fù)到C0的喚醒時間，不同的C-State要耗費不同的喚醒時間。

不同處理器電源狀態(tài)下的喚醒時間與功耗：功耗越小，恢復(fù)到C0狀態(tài)的喚醒時間就越長。

　　如表中所示，C1與C2狀態(tài)既能將處理器的功耗控制在全速運行時的30%以內(nèi)，又能在非常短的喚醒時間內(nèi)根據(jù)負載做出快速的反應(yīng)。

　　部分廠商的主板提供了Intel C-State Tech的支持，用戶可以選擇是否啟用該技術(shù)，并對各個C-State狀態(tài)進行控制。

主板BIOS中的Intel C-State Tech選項設(shè)置

　　小提點：

　　由于Intel C-State Tech在處理器進行狀態(tài)切換時也會要求北橋芯片和內(nèi)存進行電壓與頻率的調(diào)整，進入省電模式，因而它對整個平臺的硬件要求比較高。如果主板的質(zhì)量不過關(guān)或 者內(nèi)存的體質(zhì)不夠好，開啟Intel C-State Tech后，會致使Windows系統(tǒng)出現(xiàn)頻繁的死機等問題。反過來，如果Intel平臺的電腦經(jīng)常出現(xiàn)死機，則可以在主板的BIOS中檢查該選項是否啟 用。