Технология: Intel Turbo boost

Говоря совсем просто, Turbo Boost — это возможность повысить частоту одного или нескольких активно используемых процессорных ядер за счет остальных, которые в данный момент не используются. В отличие от банального разгона (например, путем изменения множителя частоты в BIOS), Turbo Boost — технология интеллектуальная.

Во-первых, повышение частоты происходит в зависимости от текущей нагрузки компьютера и характера выполняемых задач. Например, для быстрой работы однопоточных приложений важно максимально ускорить одно ядро (другие все равно простаивают). Для многопоточных же задач понадобится «форсирование» нескольких ядер.

Во-вторых, в отличие от того же разгона, Turbo Boost помнит об ограничениях мощности, температуры и тока в составе расчетной мощности (TDP, thermal design power). Иными словами, разгон с помощью Turbo Boost не выходит за рамки нормальных условий эксплуатации процессора (все эти показатели постоянно измеряются и анализируются), не грозит перегревом и, следовательно, не требует дополнительного охлаждения.

Время работы системы в режиме Turbo Boost зависит от рабочей нагрузки, условий эксплуатации и конструкции платформы.

Технология повышения частоты ядер процессора в зависимости от нагрузки в новых процессорах также претерпела изменения. Помимо изменения частоты процессорных ядер теперь в процессорах для настольных систем частота графического ядра также может изменяться (ранее такая возможность была доступна только в мобильных процессорах). К тому же изменение частоты GPU не зависит от изменения частот процессорных ядер и может, к примеру, повышаться одновременно с ними. Сама система стала более интеллектуальной, и процессор, при необходимости, можетчаще использовать повышенные частоты. Еще один интересный момент: если температура процессора находится в безопасных рамках при его работе в нагруженном режиме на повышенных частотах, вполне допускается, чтобы его энергопотребление превышало уровень TDP. Ранее этот уровень строго ограничивал рост частот при работе технологии Turbo Boost.

С выходом процессоров Sandy Bridge (см. hi-Tech PRO 3/2011, с. 71 электронной версии) технология Turbo Boost была усовершенствована и получила название Turbo Boost 2.0. Наибольшая польза от использования TB 2.0 достигается в процессорах для ноутбуков (разница частот с TB и без него тут наибольшая), так как это позволяет процессору работать в обычных режимах на сравнительно низкой экономичной частоте, а в случае необходимости — значительно повысить производительность системы путем увеличения частоты процессора и графического ядра.

Turbo Boost первого поколения умеет поднимать частоту ядер, оперируя данными о температуре, токе, энергопотреблении чипа и состоянии операционной системы. Но она не сможет превысить заданный уровень энергопотребления, даже если остается изрядный тепловой резерв, чтобы разогнать ядра еще сильнее.

На практике, процессор разогревается не сразу. Чтобы от состояния покоя дойти до ограничения теплового уровня, ему потребуется время. Технология Turbo Boost 2.0 (реализованная на архитектуре Sandy Bridge) позволяет чипу превышать заданный уровень энергопотребления до тех пор, пока не будет достигнут потолок температурного режима, после чего чип снижает энергопотребление для возвращения в запрограммированные пределы.

Это не означает, что процессор с Turbo Boost 2.0 будет превышать частоту ядер, указанную как максимальная для Turbo Boost. Если взять, к примеру, процессор Intel Core i7-2600K с базовой частотой 3,4 ГГц и максимальной в режиме Turbo Boost 3,8 ГГц, то именно планка в 3,8 ГГц будет максимально достижимой в штатных условиях.

Стоит отметить, что в ноутбуках, где базовые частоты несколько снижены для экономии энергии, эта технология будет оказывать большее влияние за счет более высокой планки увеличения частоты. А в сегменте мобильных решений большее влияние на производительность будет оказывать возможность технологии Turbo Boost распределять термальный бюджет между графическим и процессорными ядрами. Чипы предыдущего поколения также умели применять Turbo Boost к обоим компонентам. Процессоры с микроархитектурой Sandy Bridge позволяют делать то же самое на десктопных чипах. В ресурсоемких 3D-приложениях блок контроля энергопотребления будет выделять больше ресурсов графическому ядру, так как именно его ускорение сильнее влияет на общую производительность, нежели разгон процессорных ядер.

Технология Intel Turbo Boost обычно включена по умолчанию в одном из меню BIOS, в котором ее можно включить или выключить. Помимо использования меню BIOS пользователь никак не может изменить работу технологии Intel Turbo Boost с помощью настроек аппаратного обеспечения или операционной системы. Когда технология Intel Turbo Boost включена, она работает автоматически под управлением операционной системы.

Проверить, работает ли в вашей системе Turbo Boost, можно с помощью утилиты Intel Turbo Boost Technology Monitor. Если при этом в настройках BIOS отключить все ядра кроме одного, можно увидеть максимальное значение частоты активного ядра при использовании технологии Turbo Boost.

Даже простой анализ таблицы максимальных частот в разных режимах работы, не говоря уже о практических тестах, позволяет понять, что наибольший прирост технология Turbo Boost дает в однопоточных приложениях (когда есть возможность разогнать одно ядро сразу на несколько шагов). В хорошо оптимизированных под многопоточность приложениях прирост производительности будет не таким большим.