Содержание

Core C6 mode что это

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Запрошенной темы не существует.

Часовой пояс: UTC + 3 часа

Создано на основе phpBB® Forum Software © phpBB Group
Русская поддержка phpBB | Kolobok smiles © Aiwan

Core C6 mode что это

Процессоры Intel поддерживают несколько технологий для оптимизации энергопотребления. В этой статье (перевод [1]) дается обзор p-состояний (оптимизация напряжения питания и частоты CPU во время работы) и c-состояний (оптимизация потребления мощности, если ядро не выполняет ни одной инструкции).

[P-состояния]

Во время выполнения кода операционная система и CPU могут оптимизировать энергопотребление с помощью различных P-состояний (P это сокращение от «performance», что означает «производительность»). В зависимости от требований, CPU работает на разных частотах. Состояние P0 соответствует самой высокой частоте (с самым высоким напряжением питания).

Для процессоров Intel до архитектуры Haswell/Broadwell, желаемая частота (и соответствующее ей напряжение питания) указывается операционной системой путем записи соответствующих величин в специальные регистры процессора [2][3].

В архитектуре Skylake операционная система может оставить управление P-состояниями аппаратуру CPU (Speed Shift Technology, Hardware P-states [4]). С Kaby Lake эти функции были дополнительно оптимизированы [5].

Speed Schift (сдвиг скорости). P-состояния определяются в BIOS, и управляются операционной системой. Технология Speed Schift дает полное или частичное управление частотой тактирования CPU (может осуществляться либо во всем диапазоне, либо в узком окне). Speed Schift требует поддержки со стороны операционной системы (Windows 10 с новыми обновлением эту функцию поддерживает), также требуется любой процессор Intel 6 Skylake. Сдвиг скорости означает ускоренный отклик на запросы изменения производительности со стороны ПО (JavaScript, инструменты офиса, веб-браузеры). Технология сдвига скорости обеспечивает увеличение производительности для обычных задач, при этом незначительно снижается общее энергопотребление, т. е. эффективность работы всей системы повышается.

[C-состояния]

В отличие от P-состояний, которые были разработаны для регулирования потребления мощности во время выполнения кода (т. е. в нормальном рабочем состоянии процессора), C-состояния используются для оптимизации энергопотребления в режиме ожидания (idle mode, т. е. когда никакой код процессором не выполняется).

Типовые C-состояния следующие:

C0 – Active Mode: код выполняется, это состояние соответствует одному из P-состояний.
C1 – Auto Halt (автоматическая приостановка).
C1E – Auto halt, low frequency, low voltage (автоматическая приостановка с пониженной частотой и напряжением питания).
C2 – Временное состояние перед переходом в C3. Память в рабочем состоянии.
C3 – Сброс кэшей L1/L2 (flush), выключение тактовых частот.
C6 – Сохранение состояний ядра перед выключением, и выключение PLL (т. е. прекращение синтеза тактовых частот).
C7 – C6, плюс может быть сброшен LLC (LLC означает кэш самого высокого уровня, т. е. самая медленная память кэш).
C8 – C7, плюс должен быть сброшен LLC.

Примечание *: показано в грубом приближении.

C-состояния можно отличить друг от друга по C-состояниям ядра (Core C-states или CC-states), состояниям корпуса (Package C-states или PC-states) и логическим состояниям. В большинстве случаев операционная система устанавливает определенное состояние для ядра путем выполнения команды MWAIT.

Примечание: «состояние ядра» (core state) относится к ядру, которое находится в состоянии самого большого потребления энергии (наиболее активно).

[Запрет в BIOS функции CPU Power Saving]

В некоторых случаях рекомендуется деактивировать в BIOS настройки экономии питания CPU. Здесь показано, где найти эти опции и как их запретить, чтобы опции управления питанием (CPU P State Control и CPU C State Control) были полностью запрещены в BIOS (на примере материнской платы Supermicro X10DRi и процессора Intel Xeon E5 2620v4.

Как запретить CPU Power Saving:

1. Во время начального процесса загрузки (сразу после включения питания или сброса) нажмите специальную клавишу для входа в BIOS. Чаще всего это Del (Delete) или F2, для материнской платы Supermicro X10DRi это клавиша Delete.

2. Перейдите в раздел настроек Advanced CPU Configuration -> Advanced Power Management Configuration.

3. Поменяйте настройку Power Technology в состояние Custom и Energy Efficient Turbo в состояние Disable.

4. Перейдите в раздел CPU P State Control, деактивируйте EIST (P-States) and Turbo Mode.

5. Перейдите в раздел CPU C State Control, поменяйте Package C State Limit на C0/C1 state и деактивируйте CPU C3 Report, CPU C6 Report и Enhanced Halt State (C1E).

Технологии энергосбережения процессоров: C-States и P-States

Все современные процессоры имеют развитые технологии сокращения потребления электроэнергии. Всё потребляемое процессором электричество рассеивается в виде тепла, его количество прямо пропорционально тактовой частоте и квадрату напряжения питания. Поэтому все технологии управления энергопотреблением способны управлять не только его тактовой частотой, но и напряжением питания.
Различные режимы работы или простоя процессора, получили название C-States и P-States:

C0 — общее название рабочих состояний, когда процессор исполняет инструкции, подразделяется на различные P-States.
C1 (Halt)- состояние, когда процессор не исполняет инструкции, но готов мгновенно ( с задержкой примерно 10нс) приступить к их исполнению, при этом его энергопотребление составляет примерно 30% от нормы. У некоторых процессоров, начиная с Pentium 4, также есть вариант С1 — Enhanced C1 state (C1E) с более низким потреблением энергии
C2 (Stop-Clock) состояние, в котором процессор по прежнему поддерживает актуальное внутреннее состояние, но просыпается большее (до 100нс) время, дополнительно отключены буферы ввода-вывода.
C3 (Sleep) состояние, в котором процессор отключает питание кэшей второго уровня, но сохраняет прочую служебную информацию. Время пробуждения может составлять до 50 мкс.

Существуют и более глубокие состояния «сна», вплоть до C6.

Особенности P-States зависят от конкретной модели процессора и могут быть найдены в технической документации у его производителя, например, для Core 2 Extreme QX6700 они такие:

Состояния управления электропитанием: P-состояния, C-состояния и пакетные C-состояния

Представлено: Alexey Kostadinov, опубликовано: 11 августа 2014 г.

(Вы можете скачать PDF-версию этой статьи во вложении.)

Содержание

Предисловие. Что, почему и откуда?

В этой статье объединена серия публикаций, посвященных состояниям управления электропитанием. Эта серия входит в еще более крупный набор блогов по самым разным темам, связанным с управлением электропитанием, включая состояния управления электропитанием (эта серия), состояния электропитания в режимах «Турбо» и в режиме hyper-threading, настройку и политики управления электропитанием. Содержание этих публикаций будет полезно для всех, хотя здесь описывается только сопроцессор Intel® Xeon Phi™. Исключение составляет лишь серия по настройке, которая по своей природе в большей степени зависит от платформы; она посвящена сопроцессору Intel® Xeon Phi™ и набору программ Intel® Manycore Platform Software Stack (MPSS). В дополнение к этому набору блогов по управлению электропитанием обратите внимание на еще две вспомогательных подборки: серию по измерению производительности[i], и еще один набор более ранних публикаций на различные темы, например о том, откуда берется C*V 2 *f.

Статья, которую вы сейчас читаете, была изначально опубликована в следующей серии из весьма непоследовательно названных блогов:

Кроме того, есть еще одна статья в приложении:

На портале Intel® Developer Zone вы найдете отдельные блоги, перечисленные в еще одной статье: Список полезных статей, блогов и ссылок по электропитанию и управлению электропитанием.

Итак, устраивайтесь поудобнее и постарайтесь получить удовольствие от ознакомления с захватывающей темой управления электропитанием.

Глава 1. Введение для пытливых умов

Какие именно состояния электропитания существуют для сопроцессора Intel Xeon Phi? Что происходит в каждом из этих состояний? Было бы интересно знать. Если вы интересуетесь высокопроизводительными вычислениями, то и вам эти знания пригодятся.

Но это не будет глубокий, исчерпывающее подробный и крайне технический научный труд, посвященный управлению электропитанием. Если вам нужен именно такой материал, предлагаю прочесть руководство разработчиков программного обеспечения (SDG) по сопроцессору Intel Xeon Phi[ii].Но предупреждаю: когда в разделе руководства разработчиков, посвященном управлению электропитанием, заходит речь о создателях программного обеспечения (т. е. о программистах), явно или неявно, подразумеваемся не мы с вами. Целевая аудитория этого руководства — разработчики операционных систем и драйверов. Кстати, в прошлой жизни я был одним из таких разработчиков. Одна из целей этой серии блогов — рассмотрение управления электропитанием с точки зрения разработчика приложений, т. е. меня или вас, а не с точки зрения создателя операционных систем или драйверов.

Кроме того, я не стану рассказывать о том, что такое С-, Р- и РС-состояния. Если вам требуется ознакомиться с этими понятиями перед чтением нашей серии блоков, рекомендую (без ложной скромности) мою прежнюю серию блогов, посвященную именно этой теме. См. http://software.intel.com/en-us/user/266847/track. Непросто выделить нужные публикации по управлению электропитанием из всех прочих моих публикаций в форумах и видеороликов, поэтому я перечислил наиболее важные публикации в примечании[iii].

Если кратко, бывают Р-состояния пакета, С-состояния ядер (иногда их называют СС-состояния) и С-состояния пакета (РС-состояния). Также сопроцессор может работать в режиме «Turbo» 3 . Р-состояний ядер не бывает.

Хост и сопроцессор совместно отвечают за управление электропитанием сопроцессора. В некоторых операциях по управлению электропитанием сопроцессор действует автономно. В других случаях хост принимает ответственность на себя и сам управляет электропитанием, а иногда даже переопределяет действия сопроцессора.

В дальнейшей серии я расскажу о пакетных Р-состояниях (включая режим «Turbo»[iv]), C-состояниях ядер и пакетных РС-состояниях. Я также расскажу о том, как вы, будучи разработчиком приложений, можете управлять электропитанием сопроцессора..

И еще одно замечание. Я не гарантирую, что все выпуски сопроцессоров Intel Xeon Phi (т. е. типы сопроцессоров) поддерживают все эти функции управления электропитанием.

Глава 2. P-состояния. Снижение энергопотребления без ущерба для производительности

С самого начала могу заявить, что Р-состояния не повлияют на производительность приложения. Тем не менее они важны для приложения по другим соображениям. Поскольку большинство читателей этого блога ничего не принимают на веру, относятся ко всей воспринимаемой информации критически и скептически (будучи инженерами и учеными), я подкреплю это мое заявление доказательствами.

Р-состояния представляют собой пары значений напряжения и частоты, определяющие скорость работы сопроцессора и потребляемую им мощность. Чем ниже рабочее напряжение процессора, тем меньше электроэнергии он потребляет. (В одной из более ранних публикаций я пояснял это на очень высоком техническом уровне.) Поскольку вместе с напряжением снижается и частота, при этом уменьшается скорость вычислений. Так и вижу, как у вас зреет вопрос: «Да разве могут возникнуть ситуации в приложениях для высокопроизводительных вычислений, когда мне потребуется включить Р-состояния и снизить производительность приложения?» Применение Р-состояний менее важно в области высокопроизводительных вычислений, чем в средах с менее интенсивной нагрузкой, таких как клиентские компьютеры и серверы данных. Но даже в среде сопроцессоров и высокопроизводительных вычислений длительные состояния бездействия довольно часто возникают в промежутках между крупными вычислительными задачами. Например, если вы используете модель разгрузки, сопроцессор с высокой вероятностью не будет использоваться в периодах между разгрузками. Кроме того, нативное приложение, выполняющееся на сопроцессоре, зачастую будет по разным причинам находиться в состоянии бездействия, например ожидать следующей порции данных для обработки.

Программа управления электропитанием сопроцессора поддерживает Р-состояния от Р0 до Pn. Количество Р-состояний, поддерживаемых каждым выпуском (типом) сопроцессора, может различаться, но всегда составляет не менее двух. Кроме того, некоторые типы поддерживают Р-состояния «Турбо». Программа управления электропитанием сопроцессора обрабатывает переходы из одного Р-состояния в другое. Программа управления электропитанием хоста в этом практически не участвует.

Возникает закономерный вопрос: как это все повлияет на производительность? Мы же все-таки работаем в среде высокопроизводительных вычислений. Ответ прост: никакого практического влияния на производительность вычислений нет. Не сомневаюсь, что сейчас у вас возникло уже несколько вопросов:

(a) “Минутку! Как это возможно? Если сопроцессор снижает скорость работы процессора, уменьшая его частоту, как это может не повлиять на производительность моего приложения?”

(b) “Мне просто нужно, чтобы приложение работало как можно быстрее. Зачем вообще мне заботиться о сокращении потребления электроэнергии?”

Сначала рассмотрим вариант Б. Я понимаю, что электропитание не является наиболее приоритетным вопросом для вас, как для разработчика приложений. Но все равно оно косвенно влияет на производительность приложения. Повышенное потребление электроэнергии связано с такими вещами, как более высокие затраты на помещение, повышенный расход электричества на охлаждение и кондиционирование воздуха, необходимость большей площади помещения и т. п. Просто об этом должны заботиться не мы (программисты), а наши коллеги — администраторы, системные архитекторы, управляющие помещениями и так далее.

Говоря по правде, вам тоже следует думать об этом. Это влияет на ваше приложение с весьма важной стороны, хоть это и не всегда очевидно. Если в вычислительном центре удастся снизить расход электроэнергии без потери производительности, это означает, что в этом же пространстве можно установить больше процессоров, не превышая при этом отведенную норму электропитания. То есть, образно говоря, вы «получаете больше за те же деньги». А это очень хорошо для вас как для программиста или ученого. Снижение требуемой потребляемой мощности означает, что в меньшем пространстве можно разместить больше процессоров. Это, в свою очередь, означает, что вы как разработчик приложений или ученый можете заниматься не только более масштабными задачами (в системе больше ядер), но и обрабатывать эти задачи быстрее (ниже задержки передачи данных между ядрами).

Вернемся к Р-состояниям. Р-состояния теоретически повлияют на производительность, но не так, чтобы это сказалось на работе высокопроизводительных приложений. Как это возможно? Дело в переходах между Р-состояниями. Также следует помнить об использовании процессора. Программное обеспечение управления электропитанием периодически отслеживает использование процессора. Если использование ниже определенного порога, Р-состояние увеличивается, то есть процессор переходит в следующее состояние энергоэффективности. Ключевое слово в предыдущем предложении — «использование». Как вы думаете, каково будет использование процессора при выполнении ресурсоемкой задачи, связанной с высокопроизводительными вычислениями? В идеале оно должно быть как можно ближе к 100 %. А в каком Р-состоянии будет выполняться ваше приложение при таком использовании процессора? Это Р0, самое быстрое Р-состояние (если не считать режим «Турбо»). Следовательно, Р-состояния с самым высоким уровнем экономии электричества не повлияют на ваше приложения: ситуация, в которой процессор, поддерживающий ваше хорошо настроенное высокопроизводительное приложение, мог бы войти в одной из таких состояний, просто не возникнет.

Итак, все высокопроизводительные части приложения всегда будут использовать процессоры почти на 100 %. Использование, близкое к 100 %, практически всегда гарантирует самое быстрое Р-состояние, то есть Р0. Следовательно, Р-состояния не влияют на производительность приложений.

Как заставить мое приложение работать в одном из этих режимов «Турбо»? Этого делать нельзя, потому что это слишком опасно. Очень легко сделать незначительную ошибку, которая повлечет перегрев и повреждение сопроцессора. Если процессор поддерживает «Турбо», предоставьте управление этим режимом операционной системе.

Глава 3. C-состояния ядер: подробности

БАЗОВЫЕ СВЕДЕНИЯ: КРАТКО О СОСТОЯНИЯХ БЕЗДЕЙСТВИЯ

Вот краткое описание С-состояний. С-состояния — это состояния экономии электроэнергии при бездействии (в отличие от Р-состояний, представляющих собой состояния экономии электроэнергии при работе). В Р-состоянии процессор продолжает выполнять инструкции, а в С-состоянии (кроме состояния С0) процессор бездействует, никакие инструкции не выполняются. Можно привести такую аналогию: бездействующий процессор подобен дому, в котором горит весь свет, но никого нет. Потребление всей этой электроэнергии не служит никаким полезным целям, разве что приносит некоторую прибыль электрической компании. Как лучше поступить? Если дома никого нет, то есть дом бездействует, зачем же оставлять свет включенным? То же самое применимо и к процессору. Если им никто не пользуется, зачем подавать питание на неиспользуемые элементы и расходовать электричество? Можно отключить их и сэкономить.

С0 является «нулевым» состоянием электропитания: в этом состоянии ядро фактически работает, не бездействует.

РАЗНИЦА МЕЖДУ СОСТОЯНИЯМИ БЕЗДЕЙСТВИЯ ЯДЕР И ПАКЕТА

Сопроцессор содержит до 60 (или даже больше) ядер в одном пакете. Состояния бездействия ядер (C-состояния) действуют для каждого ядра: одно из этих 60 ядер может быть в состоянии C0, т. е. ядро работает и не бездействует, тогда как соседнее ядро может находиться в состоянии глубокой экономии электроэнергии C6. PC-состояния — это состояния бездействия всего пакета, то есть состояния экономии электроэнергии для всех 60 ядер и поддерживающих электронных компонентов на кристалле. Как можно догадаться, чтобы перевести пакет в состояние PC-6, все ядра должны находиться в состоянии С6. Почему? Поскольку пакет обладает функциональностью, поддерживающей все ядра, «отключение» определенных электронных компонентов пакета влияет на все ядра.

Core C6 mode что это

Здравствуйте уважаемые читатели и писатели портала THG.ru

Долго пытался читать различные форумы и прочие ресурсы посвященные и хоть сколько-то раскрывающие суть сабжа, но запутался в определенный момент.

Многие знают и понимают, что такое энергосберегающие функции перечисленные в названии темы и даже знают как они работают.

Хотел бы вопросить экспертов : как соотносится работа этих функций и функция Turbo boost (процессоров Sandy Bridge)?

Прочел, что система позволяет иметь +1 по множителю на всех четырех ядрах процессора, даже если функции C1E, C3/C6, EIST отключены, а как насчет большего?
Правда ли, что для увеличения множителя до +4 на одном ядре необходима включенная функция C3/C6 state (парковка ядер?).

Поясните пожалуйста, раскройте так сказать тему, думаю многим будет интересно, как эти функции работают вместе.

P.S: Если, у кого-то из экспертов появится желание, можно еще описать работу самих функций энергосбережения и их влияние на работу системы в целом.
P.S.S: Многие считают, что эти парковки ядер понижения множителей и прочие падения частоты для сохранения энергии негативно сказываются на производительности PC построенном на базе процессоров Sandy Bridge.

Добавлено через 45 минут 21 секунду
Мне не нравится, что система по своему усмотрению понижает множители ядер, снижает частоты и прочее. Наверное это глупо, но я хочу отключить эти функции.

Проще говоря, будет ли корректно работать Turbo Boost, если я отключу функции энергосбережения, перечисленные в названии топика?