- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии
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!).
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.
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.
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.