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【教程】笔记本XTU设置之进阶篇:电压与功耗

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文/雨声潇潇
注:本文为原创,转载请标明出处。
本篇文章为笔记本XTU设置的进阶篇,主要从设置来讲述电压和功耗知识。这是每一位笔记本硬件爱好者的必修课。在本篇文章中,将略去大量操作,只给核心操作和理论,让读者快速把握所需要的方法。最后,希望本教程(基础篇和进阶篇)能给予读者帮助。



IP属地:浙江1楼2019-12-30 11:27回复
    一、静态电压设置方法
    XTU提供了静态电压设置,主要用来某些关于电压和功耗的研究。Intel CPU自带自适应电压控制,在空载时自动降低频率和电压以达到节能的目的。所谓静态电压,是指将CPU的VID(标称电压)固定在某一个值,真正施加在CPU的电压是VID加上Offset(偏置)的结果。如下。


    IP属地:浙江2楼2019-12-30 11:28
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      只要用户滑动右侧滑条,左边的电压模式就会改为静态电压模式。在给定电压时,一定要注意:
      1、 必须给定最高睿频下的电压,不可给定节能模式下的低电压,否则将蓝屏出错!如低压CPU的3.5GHz对应1.05V左右,4.0GHz对应1.10-1.15V左右,标压CPU略高。
      2、 给定电压后,通过CPUZ可发现CPU电压仍在波动,是因为不同负载时电压控制器的降压是不同的。CPU电压=标称电压+偏置电压,其中默认的偏置电压可能是负数,也有可能是正数。在该模式下调节偏置电压,同直接调节标称电压没有区别。
      3、 探究方法举例:可以探究同电压下低频与高频的功耗等。如0.62V待机时,笔者的i5-7300U的IA Cores功耗大概在0.2-0.4W左右,而将电压锁定后,大概在0.5-0.7W左右,电压越高,漏电越大,静态功耗也越大。


      IP属地:浙江3楼2019-12-30 11:28
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        二、倍频调节
        倍频调节并不是所有CPU都适用的,除了少数带HK的CPU之外,所有的U和H(4代除外)都不能超频。可调节的倍频如下所示。

        注意:
        1、 核心数越少,睿频越高,全核睿频为最低。
        2、 8750H和9750H只可以往下调,不可往上调。若要探究不同频率的功耗,可用此方法。
        3、 该倍频调节是与自适应电压相关联的,进行超频后,电压将自动升高,不需要手动调节。
        4、 HD4600也能超频,在Graphics界面有相关选项,一般而言,HD4600能到1.3-1.35GHz的高频率,但是该架构本身效率很低,就算超到1.5GHz,也不能和UHD系列显卡相提并论。


        IP属地:浙江4楼2019-12-30 11:29
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          三、功耗控制
          Intel处理器一直以来都有出色的功耗控制功能,厂家可以通过修改默认PL1和PL2来控制长时间、短时间的性能,也可以通过BIOS修改DPTF来控制触墙(功耗墙、温度墙等)后的供给。在XTU中,Turbo Boost Power Max指的是PL1,而Turbo Boost Short Power Max指的是PL2,Turbo Boost Power Time Window指的是PL2时间。如下图所示。

          注意:一切PL1和PL2以XTU中的值为准,AIDA64(下图)中的值具有误导性,混淆了PL2和PL3、PL4。且该图中的电流亦是错误值。


          IP属地:浙江5楼2019-12-30 11:30
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            扩展1:上述错误的原因:AIDA64将配置TDP(Config TDP)与PL1和PL2自定义混为一谈。厂家可以通过修改Config TDP来提高基准频率,使得机器的功耗控制系统发生变化,更加着重性能。如下图所示。我们可以看到,2.6是标称15W时的基准频率,为什么后面多了个2.71GHz?是CPU超频了吗?并不是。出现该项的原因是该设备的制造厂商将该CPU的TDP提高到25W,也就是设置了Config TDP UP,在Intel官方产品规范可以查询到。

            我们可以看到,只要把设置了TDP-up,那么基准频率就会来到2.7GHz,TDP也会变成25W。AIDA64正是读取了这一信息,错误地将实际PL1和可配置的TDP混淆了。也就是说,就算TDP变成25W,也不代表PL1一定是25W,因为PL1是可以人为调设的。


            IP属地:浙江6楼2019-12-30 11:31
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              扩展2:关于PL1和PL2究竟是什么意思?intel官方Datasheet(数据表)有详细解释。如下图。实际上,CPU的节能控制涉及的技术非常多,如平台功耗控制(下面的PsysPL1等)、可配置TDP(上面的Configurable TDP,cTDP)和低功耗模式,同时还用C状态(C-States)来表征处理器执行状态。

              下面用简单的几个要点来叙述上图。
              ① PL1是长时间功耗限制,在长时间高负载时,CPU的Package功耗将被限制到该值略低的一个位置。
              ② PL2是短时间功耗限制,允许短时间内CPU功耗超过PL1,达到PL2附近功耗值,如烤FPU等。在一段时间后,功耗将被限制回PL1水平,这段时间就是PL2时间。
              ③ PL3、PL4是用户不可配置的内容,其中,可通过调节PL3来控制在PL2时间内,偶尔功耗超过PL2的时间,该段时间非常小,称为“功耗峰值”。PL4是处理器功耗限制,任何时刻不可超越该限制。也就是说功耗峰值可短暂超过PL2,但不可超过PL4。
              ④ 长时间负载后,功耗将被限制在PL1附近,与TDP没有关系,TDP只是表征基准频率的最大功耗,就像货物箱子上的额定重量一样。最终平均功耗将维持在PL1水平。
              ⑤ PL2时间最多可维持100秒,而PL1时间是无限的。


              IP属地:浙江7楼2019-12-30 11:32
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                扩展3:关于移动CPU的TDP和功耗控制,几个问答。
                (1)默认的TDP是什么意思?
                默认的TDP表征在基准频率下的最大功耗,也是不同散热系统在选择CPU时用来参考的功耗值。
                (2)可配置TDP-up的TDP是25W,这是什么意思?
                当厂家把TDP提高到25W,并不意味着睿频得到提升,而是在最高睿频的时间显著增加了,因为改变了TDP,就改变了频率控制策略。回过头来说,25W的TDP,实际上是表征:在全核睿频下,烤FPU的功耗约为25W。但你可以通过加电压来超过25W,也可以降电压使得功耗低于25W。也就是说,25W是个标志,不是功耗限制的值。
                (3)在笔记本长时间负载的过程中,每个过程CPU功耗会受到什么限制?
                这是一个综合的问题。假设原来CPU已经一段时间没有负载,温度较低。开始负载时,CPU睿频很高,此时CPU功耗超越PL1,达到PL2,受到PL2限制;一段时间后,CPU睿频降低,此时功耗将被复原到PL1,开始降频(Throttling)。
                在PL2作用时间内,如果触碰到厂家设置的功耗墙(也就是功耗限制值),那么DFTP(Dynamic Platform and Thermal Framework)将介入,把功耗控制在某个水平,该水平与PL1没有关系;如果触碰到厂家设置的温度墙(也就是温度过高),那么DFTP将介入,也把功耗控制在某个水平,该水平与PL1没有关系。DFTP由厂家控制,只能通过修改BIOS来设置。这里有一些经验结论:
                ① 温度墙低于70度,可视为功耗控制偏保守;对于低压U而言,长时间功耗限制在15W以下,可视为功耗控制偏保守。
                ② 游戏本温度墙设置在90度左右正常,有个别不设置温度墙(或设置100度)的属于偏激进,有些只有80度,属偏保守。
                ③ 一些经典的奔放型超极本产品:Surface Pro系列(温度墙85度以上,功耗墙25W,仅靠PL1和PL2来控制),ThinkPad X390(温度墙100度,功耗墙不设置,PL1拉到51W)等等。
                (4)如何知道限频状态?
                XTU的监测数据中有限频的指示。


                IP属地:浙江8楼2019-12-30 11:32
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                  (2)限制最大频率
                  限制最大频率有两种方法,一种是使用throttlestop,可限制基频以上频率,另一种是使用系统的电源高级设置“最大处理器状态”,同时限制最高频率和最大占用率,但不可限制基频以上频率。以下只说明第二种方法。
                  从Win10 1803开始,所有电源高级选项都被隐藏,而只留下了电池设置。为了恢复“最大处理器状态”这一选项,可执行以下操作。
                  运行regedit,找到:
                  LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Power
                  \PowerSettings\5453351……d00\bc50……35ec
                  在右侧空白处右键,选择新建DWORD32位,将其命名为“Attributes”,然后双击这项,将其值改为2。如下图所示。

                  这时电源高级选项就会出现最大处理器状态。如下。

                  该项使用方法是:
                  ① 设定为99%,则不睿频;
                  ② 设定为低于99%的某个值,则CPU占用率不超过设定值,CPU频率不超过基准频率×设定值;
                  ③ 基准频率×设定值若低于CPU最低频率,则CPU保持在最低频率,但CPU占用率限制仍然有效。


                  IP属地:浙江10楼2019-12-30 11:35
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                    自此,全文结束。关于XTU还有其他一些功能,笔者相信,只要读者对CPU有一定了解,如跑分、压力测试、保存设置等,就一定能用好XTU。其他设置如AVX偏置频率、SA电流设置等因较少用到故不再叙述,留给读者作为兴趣思考。
                    本文的第一篇是基础篇,阐述了两个偏置电压的设定方法;
                    第二篇是进阶篇,阐述了电压和功耗控制方法。
                    感谢你的阅读。若有任何问题和建议,欢迎回复。Intel吧务团队祝各位Intel粉丝跨年快乐!


                    IP属地:浙江11楼2019-12-30 11:37
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                      技术贴bd,可惜我没有笔电


                      IP属地:北京来自Android客户端12楼2019-12-30 12:38
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                        前排支持


                        13楼2019-12-30 13:50
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                          烧供电mos管警告


                          IP属地:日本来自Android客户端14楼2019-12-30 14:26
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                            降电压后睡眠会死机,surfacePro4实测 降了0.6 正常使用温度没有明显下降可能我拉了功耗吧。以前看到过说温度能明显下降,其实也就那样。


                            IP属地:浙江来自Android客户端15楼2019-12-30 14:43
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                              Y7000CPU降压0.007V,核显降压0.005V。游戏状态下插线板功耗测量仪比降压前少了5W。温度稍低一些。基本稳定85度


                              IP属地:广西来自iPhone客户端16楼2019-12-30 16:20
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