【CPU】 C-State, C-模式 是什么?


原文

為了在 CPU 空閑時節約能源,可以使用命令讓 CPU 進入低功耗模式。每個 CPU 都有幾種功耗模式,它們統稱為“C-State”或“C-模式”。在本文中,我們將介紹這些模式的內容、具體操作方式及其對應的支持處理器。

低功耗模式是在486DX4處理器中首次引入的,所以這個概念遠遠談不上創新。通過新模式的不斷增強,CPU 的功耗也在進一步降低。

這些模式的工作原理是降低 CPU 內空閑單元的時鍾信號和功率。通過降低時鍾信號和電壓停止(甚至完全關閉)的 CPU 單元越多,功耗就越低。但是,要從休眠模式中完全“喚醒”CPU,需要花費更長時間。

這些模式或“C-State”從 C0 開始,CO 表示“正常”的 CPU 運行模式(CPU 已 100% 激活)。C 后的數字越大,表示 CPU 進入休眠模式的程度越深。換言之,關閉的電路和時鍾信號越多,完全喚醒 CPU 進入 C0 模式需要的時間越長。

每個 C-State 模式均有對應名稱,其中一些模式根據節能級別和喚醒時間不同,還具有相應子模式。

下表匯總了當前可用的所有 C-State 模式。C1 到 C3 模式可通過降低 CPU 時鍾信號來實現,而 C4 到 C6 模式則通過降低 CPU 電壓來實現。而“增強”模式可以結合上述兩種模式。

Mode(模式) 姓名 作用 CPU
C0 操作狀態 CPU完全打開 所有CPU
C1 停止 通過軟件停止 CPU 內部主時鍾;總線接口單元和 APIC 仍然保持全速運行 486DX4及以上
C1E 增強型停止 通過軟件停止 CPU 內部主時鍾並降低 CPU 電壓;總線接口單元和 APIC 仍然保持全速運行 所有socket 775 CPU
C1E 停止所有CPU內部時鍾 Turion 64、65-nm Athlon X2和Phenom CPU
C2 停止授予 通過硬件停止 CPU 內部主時鍾;總線接口單元和 APIC 仍然保持全速運行 486DX4及以上
C2 停止時鍾 通過硬件停止CPU內部和外部時鍾 僅限486DX4、Pentium、Pentium MMX、K5、K6、K6-2、K6-III
C2E 擴展的停止授予 通過硬件停止 CPU 內部主時鍾並降低 CPU 電壓; 總線接口單元和 APIC 仍然保持全速運行 Core 2 Duo和更高版本(僅限Intel)
C3 睡眠 停止所有CPU內部時鍾 Pentium II、Athlon以上支持,但Core 2 Duo E4000和E6000上不支持
C3 深度睡眠 停止所有CPU內部和外部時鍾 Pentium II以上支持,但Core 2 Duo E4000、E6000和Turion 64上不支持
C3 AltVID 停止所有CPU內部時鍾和降低CPU電壓 AMD Turion 64
C4 更深入的睡眠 降低CPU電壓 Pentium M以上支持,但Core 2 Duo E4000、E6000和Turion 64上不支持
C4E/C5 增強的更深入的睡眠 大幅降低CPU電壓並關閉內存高速緩存 Core Solo、Core Duo和45-nm移動版Core 2 Duo支持
C6 深度電源關閉 將 CPU 內部電壓降低至任何值,包括 0 V 僅45-nm移動版Core 2 Duo支持


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