Разгон ноутбуков ASUS Zenbook возможен благодаря процессорам Whiskey Lake

02 Дек 2018

Исследуя ASUS Zenbook 15 (исполнение UX533), в ко­то­ром ус­та­нов­лен про­цес­сор In­tel по­ко­ле­ния Whis­key La­ke-U, мо­дель Co­re i7-8565U, мы стол­к­ну­лись с де­кла­ра­ци­ей верх­не­го ли­ми­та так­то­вой час­то­ты CPU, за­я­влен­но­го в 4.6 ги­га­гер­ца. Не­пло­хо, как для но­ут­бу­ка! В чем же под­вох?

Факторы, влияющие на производительность

Электрическая мощность, потребляемая процессором, определяется суммарным энергопотреблением его ядер. Чтобы утверждение не звучало совсем уж ба­наль­но, вспом­ним и про об­щие для все­го про­цес­сор­но­го крис­тал­ла под­сис­те­мы. Ос­нов­ные — кэш-па­мять L3, кон­т­рол­лер DRAM и кон­т­рол­лер ши­ны PCI Ex­press. Впро­чем, глав­ным по­тре­би­те­лем энер­гии и ис­точ­ни­ком те­пло­вы­де­ле­ния, ог­ра­ни­чи­ва­ю­щим час­тот­ные свой­ства CPU, яв­ля­ют­ся имен­но вы­чис­ли­тель­ные ре­сур­сы.

В борьбе за каждый ватт и каждый мегагерц определяющее значение имеют интеллектуальные механизмы, обес­пе­чи­ва­ю­щие адаптивное динамическое управление тактовой частотой процессора в зависимости от опе­ра­ци­он­ных ус­ло­вий. В результате уровень производительности становится функцией довольно большого числа пе­ре­мен­ных, от­ра­жа­ю­щих факторы электропитания, температурного режима и особенности выполняемого про­грам­мно­го кода. При этом важнейшими являются такие параметры, как количество выполняемых потоков и уро­вень за­груз­ки, диф­фе­рен­ци­ро­ван­ный по вычислительным ядрам.

На первый взгляд

Исследуем теоретический разгонный потенциал процессора Intel Core i7-8565U CPU @1.80GHz. Запустив в опе­ра­ци­он­ной системе Windows 10 утилиту JavaCPUID, можно расшифровать информацию, предоставляемую од­но­и­мен­ной машинной инструкцией (утилита справляется со своими обязанностями и в ОС Linux — это же Java-при­ло­же­ние!).

Отображение строки модели процессора утилитой JavaCPUID

 

Согласно информации CPUID функции 16h, исследуемый процессор способен разгоняться до частоты 4.6 GHz

 

Описание CPUID функции 16h в документации Intel

 

Итак, CPUID функция с шестнадцатеричным номером 16h декларирует значение опорной частоты, а также лимиты так­то­вых частот процессора без дифференцирования по количеству активных ядер. При всех предостережениях, со­дер­жа­щих­ся в документации Intel, значение 4.6 GHz как для ноутбука выглядит весьма оптимистично и под­тверж­де­но официальной спецификацией процессора.

Под пристальным вниманием

Запустив известную утилиту AIDA64, рассмотрим лимиты тактовых частот, дифференцированные по количеству на­гру­жен­ных ядер.

Лимиты тактовых частот, дифференцированные по количеству активных ядер в рапорте утилиты AIDA64

 

Множитель 46, определяющий тактовую частоту 4.6 GHz, определен для операционного состояния 1C, в котором под нагрузкой находится только одно ядро (1C здесь означает 1 Core). Как видно из строки, с ростом количества на­гру­жен­ных ядер, максимальное значение множителя уменьшается.

Описание Model Specific регистра MSR_TURBO_RATIO_LIMIT в документации Intel — адрес этого MSR, загружаемый в регистр ECX перед выполнением инструкции RDMSR, равен 1ADh = 429'

 

Первоисточником информации, дифференцирующей оверклокерские характеристики в зависимости от количества на­гру­жен­ных ядер, является Model Specific регистр MSR_TURBO_RATIO_LIMIT. Стартовый код UEFI firmware, прочитав зна­че­ние этого регистра, декларирует разгонный потенциал платформы средствами интерфейса ACPI, де­лая па­ра­мет­ры доступными для ОС. Кроме того, привилегированный код ОС и системных драйверов, выполняемый в ну­ле­вом коль­це, может обратиться к регистрам MSR напрямую, используя инструкцию RDMSR.

Резюме

Как было сказано выше, адаптивный динамический выбор тактовой частоты CPU осуществляется на основании боль­шо­го количества аргументов. Изучив логику работы узлов, синтезирующих опорные частоты, мы констатируем схе­мо­тех­ни­че­скую готовность исследованной платформы ASUS Zenbook 15 к экстремальному оверклокингу. Станет ли те­о­рия практикой — покажут дальнейшие исследования, в каждом конкретном случае это определяется качеством ре­а­ли­за­ции подсистем электропитания, температурой внешней среды, и даже количеством пыли в системе охлаждения.

Отдельную интригу создает технологический разброс, неизбежный в полупроводниковом производстве.

Что ж, неплохой предновогодний подарок от процессорного гиганта всем консервативным любителям однопоточного выполнения программного кода.

Теги: