Cool Quiet vs. SpeedStep. Přehled konkurenčních technologií šetřící energii u stolních procesorů AMD a Intel(CD)

Hardware | 01.05.05

Čím jsou současné moderní procesory výkonnější a obsahují více tranzistorů, tímvíce vyzařují ztrátové teplo. Vyžadují stále kvalitnější a účinnější chlazení, které je ...





Čím jsou současné moderní procesory výkonnější a obsahují více tranzistorů, tím
více vyzařují ztrátové teplo. Vyžadují stále kvalitnější a účinnější chlazení,
které je buď hlučné, nebo poměrně drahé. Dnešní procesory dosahují frekvencí až
3,8 GHz, počet tranzistorů v jednom jádře se vyšplhal u nové revize procesorů
Intel Pentium 4 s jádrem Prescott 2M k hranici 146 milionů.

AMD a jejich Cool\n\Quiet
I když tomu dlouhá léta tak nebylo, od uvedení procesorů AMD Athlon 64 se stal
tentokrát tím, kdo má velké problémy s odpadním teplem, konkurenční Intel.
Společnost AMD již od začátků výroby 64bitových procesorů integrovala
technologii Cool\n\Quiet, která má pomoci snížit odpadní teplo produkované
procesorem. Cool\n\Quiet je nástupcem úspěšné technologie PowerNow!, kterou
bylo možné spatřit v mobilních procesorech AMD K6, posléze i AMD K6 2 3D.
Princip spočívá v tom, že procesor neustále monitoruje stav zatížení a ve
chvílích, kdy je méně vytížen, se sníží pracovní frekvence na předem stanovenou
úroveň. Aby bylo dosaženo patřičného účinku, sníží se spolu s tím i napájecí
napětí. Razantně tak klesne hodnota odpadního tepla produkovaného procesorem a
toho lze využít zejména k snížení otáček větráku na procesoru a následné
minimalizaci hluku vydávaného počítačem. Frekvence se může měnit v řádu stovek
Hz za sekundu, i tak se však může projevit mírné snížení výkonu v řádu jednoho
až tří procent. Hodnota frekvencí a napětí, na které klesají při minimálním
zatížení, se liší zejména podle výrobní technologie. U procesorů vyrobených
90nm technologií je dolní hranice 1 000 MHz, stejně tak jako u procesorů
vyráběných 130nm technologií. Ostatní mají dolní hranici 800 MHz. Přesné
hodnoty včetně napětí a ztrátového tepelného výkonu naleznete ve vložené
tabulce. Systém
Cool\n\Quiet umožňuje ovšem i jiné frekvence než minimální a maximální, pro
které je daný model určen. Obvykle je rozdíl těchto hodnot rozdělen na několik
částí a procesor pracuje vždy jen tak, aby byl při dané frekvenci plně vytížen.
V praxi to funguje tak, že maximální frekvence dosáhne uživatel pouze při
spuštění náročných aplikací nebo her. V ostatních případech, a to i při
přehrávání videa, MP3 skladeb či při práci v kancelářských aplikacích procesor
běží v šetřícím režimu a umožňuje tak tišší chod větráků v počítačové skříni.
Větráky ale musí být schopné termální kontroly, aby mohly reagovat na změny
teploty procesoru.

Co je k tomu potřeba?
V první řadě potřebujete procesor disponující touto technologií. Obecně se dá
říci, že to jsou všechny procesory pro Socket 754 a Socket 939, kromě
nejpomalejších Sempronů 2600+ a 2800+. Další důležitou součástí je plná podpora
technologie
Cool\n\Quiet základní deskou, respektive BIOSem. Pro bezchybnou funkčnost musí
být tato technologie povolena Enable (nebo podobné označení). Dále je nezbytná
podpora spořícího režimu ACPI a operačního systému. Podporovány jsou MS Windows
ME, 2000 a XP. Předposledním krokem ke správné funkčnosti je instalace
ovladače, který v operačním systému uvedenou funkci zpřístupní. Nejnovější
verzi naleznete na stránkách společnosti AMD, konkrétně pak na této adrese:
http://www.amd.com/us-en/Processors/TechnicalResources/0,,30_182_
871_9706,00.html . Posledním krokem je výběr schématu napájení příkazem
Start/Nastavení/Zobrazení/Spořič obrazovky/Napájení/Schémata nastavení
napájení. Zde zvolte kolonku Minimální spotřeba. Po restartu by již měl běžet
procesor AMD Athlon 64 a některé verze AMD Sempron pro Socket 754 v úsporném
režimu. Ověřit si to snadno můžete např. pomocí programu CPU-Z, popřípadě přímo
v Start/Nastavení/Systém v dolní části, kde je uvedena frekvence, na níž
procesor aktuálně běží.

Enhanced Intel SpeedStep Technology
Již dlouhou dobu uživatele procesorů Intel trápí jejich poměrně vysoká teplota.
S novou řadou procesorů 6 x 0 přináší společnost Intel úspornou technologii i
mezi stolní procesory. Její název je Enhanced Intel SpeedStep a jedná se o
obdobu systému použitého u mobilních procesorů Pentium M. Princip je v podstatě
shodný s technologií
Cool\n\Quiet společnosti AMD. Při menším vytížení procesoru systém sníží
rychlost a napětí procesoru, tím klesne spotřeba i ztrátový tepelný výkon.
Minimální frekvence, na kterou se frekvence sníží, je 2 800 MHz. Minimální
napětí klesne na hranici 1.250 V. Hodnota 2 800 MHz je nastavena poměrně vysoko
oproti hodnotám procesorů AMD, u nichž činí 800, 1 000, respektive u procesoru
AMD Athlon 64 FX-55 1 200 MHz. K tomu se váže ještě jedna zajímavá skutečnost:
společnost Intel vypustila přednedávnem do světa pětici nových procesorů,
založených na jádře Prescott 2M. Čtyři z nich jsou s 800MHz FSB a jeden eXtreme
Edition s 1 066MHz FSB. Kromě odlišné frekvence FSB je zde i další rozdíl Intel
Pentium 4 XE 3,72 GHz nepodporuje snižování rychlosti procesoru. Existuje dvojí
vysvětlení: první je takové, že uživatelé procesoru Pentium 4 XE 3,72 GHz
prostě požadují maximální výkon, tudíž pro ně tato technologie není žádoucí.
Existuje ale i druhá možnost: procesory řady 6 x 0 mají frekvenci FSB 800 MHz a
dosahují frekvencí od 3 do 3,6 GHz, násobitele pak mají od 15 do 18 (počítáno s
frekvencí 200 MHz, násobenou 2x, tedy u procesoru Intel Pentium 4 660,
pracujícím na frekvenci 3,6 GHz, vychází výpočet takto: 18 x 200 = 3 600 MHz),
zatímco Pentium 4 XE 3,72 GHz má násobitele pouze 14 (14 x 266 = 3 724 MHz). Z
tohoto vyplývá jediné technologie Enhanced Intel SpeedStep je fixována u
stolních počítačů na násobitel 14, takže kdyby byl vydán procesor Intel Pentium
4 620 (frekvence 2 800 MHz a násobitel 14), také by nepodporoval snižování
frekvence a napětí. Proč společnosti Intel zvolila jako nejnižší násobitel 14,
se můžeme jen dohadovat.

Jak na Enhanced Intel SpeedStep Technology
U procesorů Intel je podpora o mnoho snazší, avšak značně omezena volbou
operačního systému. Podporován je pouze OS MS Windows XP, ovšem musí být
instalován opravný balík Service Pack 2, který doinstaluje právě podporu
Enhanced Intel SpeedStep. Samozřejmostí je podpora a zapnutí funkce v BIOSu
základní desky. Žádné jiné nastavení není potřeba, funkce by měla být přístupná
okamžitě.

Otázka zahřívání a TDP
Všechny tyto funkce mají za úkol jediné minimalizovat ztrátové teplo,
vyzařované procesorem. Samotná zkratka TDP (Thermal Design Power) vyjadřuje
maximální udávanou hodnotu příkonu, jehož může procesor dosáhnout. U procesorů
AMD vyrobených 90nm technologií dosahuje hodnota TDP při maximálním zatížení
hodnoty 67 W, při nejnižší spotřebě pak klesá na 21 W. Hodnoty napětí procesorů
jsou v rozsahu 1,1 V až 1,4 V. U modelů vyrobených 130nm technologií jsou
hodnoty při maximálním zatížení TDP 89 W a napětí
1,5 V až po 22 W TDP a 1,1 V v klidovém stavu. Naproti tomu procesory Intel
Pentium 4 660 a XE 3,72 GHz dosahují maximálního TDP 115 W při napětí 1,4 V, u
procesorů 650, 640 a 630 dosahuje hodnota TDP 84 W při stejném napětí 1,4 V.
Při snížení výkonu klesne u všech procesorů napětí na hodnotu 1,1 V, hodnota
TDP není udána. Všechny dostupné modely s přesným popisem naleznete v tabulce.
Pod tabulkou je popsaná i metoda, jak se určovala hodnota TDP u jednotlivých
společností. Není totiž TDP jako TDP.

Jak jsme testovali?
Použili jsme procesor Intel Pentium 4 660, vsazený do základní desky Asus
P5AD2-E Premium a chlazený originálním boxovaným chladičem Intel. Sestava AMD
se skládala z procesoru AMD Athlon 64 3800+, základní desky WinFast NF4UK8AA a
originálního boxovaného chladiče AMD. Nebylo použito žádné jiné chlazení, testy
probíhaly v pracovní místnosti při 23 stupních Celsia. Z testů vyplynulo, že
procesor AMD je schopen dosáhnout nižší teploty, procesory Intel naopak dosáhly
rychlejšího snížení teploty.
Závěrem lze konstatovat, že obě technologie přispívají ke snížení odpadního
tepla procesoru velmi dobře, každá ovšem svým způsobem. Procesor AMD Athlon 64
3800+ v klidovém stavu pracoval při zapnutém Cool\n\Quiet na 36 stupních
Celsia, bez této funkce na 46 stupních Celsia. Při zatížení se shodně teplota
ustálila na 52,5 stupních Celsia. U procesoru Intel Pentium 4 660 byla situace
následující: v klidu s aktivní funkcí Enhanced Intel SpeedStep Technology se
pohybovala teplota procesoru na hranici 43-46 stupňů, při plném zatížení
stoupla až na 58 stupňů Celsia. Bez zapnuté technologie Enhanced Intel
SpeedStep Technology byly teploty následující: bez zatížení se pohybovaly kolem
54? C stupňů, při plném zatížení vystoupaly až k hranici 67.5? C.












Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.