CPU C-state

為了讓處理器處于閑置狀態(tài)時能夠節(jié)約能源 ,處理器可以給系統(tǒng)發(fā)出一條指令,讓自己進入到低功耗的節(jié)能模式占锯。每個處理器都具有多種節(jié)能模式,他們被稱為C-States或者C-modes(節(jié)能形態(tài)或節(jié)能模式)缩筛。
隨著時間推移消略,處理器中出現(xiàn)了更多的低功耗模式,并且每個新的低功耗模式都較上一代更為先進瞎抛,都可以讓處理器在空閑的時候艺演,更加的省電節(jié)能。
節(jié)能模式基本的概念就是當(dāng)處理器處于閑置的時候桐臊,降低時鐘頻率胎撤,降低電壓,甚至完全關(guān)閉它断凶,同時還可以對處理器進行“喚醒”伤提,讓它再次回到100%的工作狀態(tài)。由此就完成了從睡眠到喚醒的過程认烁。
處理器的運行模式都被統(tǒng)稱為C-state飘弧。他們最初的規(guī)格編號是C0,這也是處理器最為正常的運行模式识藤。此時處理器的運行效能是100%。當(dāng)然在C0以上的各種模式次伶,就均屬于節(jié)能模式痴昧,當(dāng)后面的數(shù)字越高處理器的電路和信號被關(guān)掉的部分也就越多。例如C1C2處理器被喚醒的時候冠王,也就回到了C0模式赶撰。
處理器從睡眠到喚醒需要較長的時間,處理器睡眠越深柱彻,所關(guān)閉的電路和降低的電壓就越多豪娜,甚至是完全關(guān)閉。這就意味著要花更長的時間醒來哟楷。
C1到C3模式瘤载,都可以切斷時鐘信號,而C4到C6模式可以降低處理器的電壓卖擅。這些模式只要在BIOS中設(shè)置為開啟即可鸣奔。
C0模式處理器全速正常運行 All CPUs.
C1模式通過軟件停止處理器內(nèi)部的時鐘,而總線接口單元和ACPI仍然保持全速運行惩阶。
C1E模式通過軟件停止處理器內(nèi)部的時鐘挎狸,可以降低處理器電壓,而總線接口單元和APIC仍然保持全速運行断楷。停止所有處理器的內(nèi)部時鐘锨匆。
C2模式通過硬件停止處理器內(nèi)部的時鐘,而總線接口單元和APIC仍然保持全速運行冬筒。通過硬件停止處理器內(nèi)部和外部時鐘恐锣。
C3模式停止所有處理器內(nèi)部時鐘和外部時鐘。停止所有處理器內(nèi)部時鐘并且降低處理器電壓舞痰。
C6模式降低處理器電壓土榴,電壓可以降低到0V.
在所有的x86處理器中,有一條指令叫做HLT代表Halt這個英文單詞匀奏,是暫停的意思鞭衩。其中處理器會理解為停下來的意思,此時處理器會啥也不做娃善,用中斷推遲他收到的信息包论衍,處理器會發(fā)出一個硬件信號,告訴系統(tǒng)內(nèi)的其他設(shè)備聚磺,稍等片刻坯台。
處理器內(nèi)部有2個單元可以提供CPU內(nèi)部時鐘,總線接口單元和APCI高級可編程中斷控制器瘫寝。通過他們蜒蕾,處理器可以接受來自外部總線的信息稠炬,中斷暫停形態(tài)蘇醒過來。由于處理器內(nèi)部的信號被切斷了咪啡,幾乎處理器內(nèi)部所有的單元都停止了運作首启,這樣就大幅降低了處理器的功耗。
如果在主板的BIOS中開啟了這些模式撤摸,name處理器在收到HTL指令時毅桃,就可以進入該模式。
由于處理器內(nèi)部的所有單元的時鐘信號幾乎完全暫停准夷,因此處理器停止了工作钥飞,這將大幅減少能耗。
C3形態(tài)-深度睡眠
如上文所說衫嵌,C1和C2形態(tài)都可以停止處理器的內(nèi)部時鐘读宙,幾乎 切斷處理器內(nèi)所有單元的時鐘。當(dāng)這些單元停止時楔绞,處理器的功耗自然大幅減少结闸。盡管如此,在這種狀態(tài)下墓律,處理器總還是會有某些單元保持運行膀估,如總線界面單元和APIC單元幔亥。他們必須運行耻讽,通過他們才能與處理器的外部總線保持聯(lián)絡(luò),處理器才可以喚醒帕棉。
隨著技術(shù)的革新针肥,在C3狀態(tài)中,可以切斷處理器內(nèi)所有的時鐘信號香伴。包括上文提到的總線界面單元和APIC單元慰枕。這就意味著處理器處于一種深度睡眠模式,處理器睡的越深即纲,再也不能通過外部總線來中斷睡眠具帮,喚醒處理器了。
處理器是否能進入到C3狀態(tài)要取決于硬件制造商低斋。Intel為處理器額外增加了引腳來控制蜂厅。這個引腳叫做SLP,或稱為DPSLP針腳膊畴。首先處理器要進入C2形態(tài)掘猿,才能進一步觸發(fā)C3形態(tài)。也就是說目前負(fù)者處理器進入低功耗形態(tài)唇跨,就有了兩個針腳稠通。首先處理器要通過STPCLK針腳進入C2形態(tài)衬衬。然后再通過SLP針腳激活C3形態(tài)。進入到C3形態(tài)改橘,僅僅是處理器的外部時鐘信號被進一步切斷而已滋尉。
C6完全關(guān)閉處理器
C6形態(tài)是最新的節(jié)電技術(shù)。當(dāng)處理器進入到C6形態(tài)時飞主,他允許大幅度降低處理器的電壓兼砖,包括降到0V.也就是說此時的處理器處于一種完全被關(guān)閉的狀態(tài)。
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