为了让处理器处于闲置状态时能够节约能源 ,处理器可以给系统发出一条指令,让自己进入到低功耗的节能模式。每个处理器都具有多种节能模式,他们被称为C-States或者C-modes(节能形态或节能模式)。
随着时间推移,处理器中出现了更多的低功耗模式,并且每个新的低功耗模式都较上一代更为先进,都可以让处理器在空闲的时候,更加的省电节能。
节能模式基本的概念就是当处理器处于闲置的时候,降低时钟频率,降低电压,甚至完全关闭它,同时还可以对处理器进行“唤醒”,让它再次回到100%的工作状态。由此就完成了从睡眠到唤醒的过程。
处理器的运行模式都被统称为C-state。他们最初的规格编号是C0,这也是处理器最为正常的运行模式。此时处理器的运行效能是100%。当然在C0以上的各种模式,就均属于节能模式,当后面的数字越高处理器的电路和信号被关掉的部分也就越多。例如C1C2处理器被唤醒的时候,也就回到了C0模式。
处理器从睡眠到唤醒需要较长的时间,处理器睡眠越深,所关闭的电路和降低的电压就越多,甚至是完全关闭。这就意味着要花更长的时间醒来。
C1到C3模式,都可以切断时钟信号,而C4到C6模式可以降低处理器的电压。这些模式只要在BIOS中设置为开启即可。
C0模式处理器全速正常运行 All CPUs.
C1模式通过软件停止处理器内部的时钟,而总线接口单元和ACPI仍然保持全速运行。
C1E模式通过软件停止处理器内部的时钟,可以降低处理器电压,而总线接口单元和APIC仍然保持全速运行。停止所有处理器的内部时钟。
C2模式通过硬件停止处理器内部的时钟,而总线接口单元和APIC仍然保持全速运行。通过硬件停止处理器内部和外部时钟。
C3模式停止所有处理器内部时钟和外部时钟。停止所有处理器内部时钟并且降低处理器电压。
C6模式降低处理器电压,电压可以降低到0V.
在所有的x86处理器中,有一条指令叫做HLT代表Halt这个英文单词,是暂停的意思。其中处理器会理解为停下来的意思,此时处理器会啥也不做,用中断推迟他收到的信息包,处理器会发出一个硬件信号,告诉系统内的其他设备,稍等片刻。
处理器内部有2个单元可以提供CPU内部时钟,总线接口单元和APCI高级可编程中断控制器。通过他们,处理器可以接受来自外部总线的信息,中断暂停形态苏醒过来。由于处理器内部的信号被切断了,几乎处理器内部所有的单元都停止了运作,这样就大幅降低了处理器的功耗。
如果在主板的BIOS中开启了这些模式,name处理器在收到HTL指令时,就可以进入该模式。
由于处理器内部的所有单元的时钟信号几乎完全暂停,因此处理器停止了工作,这将大幅减少能耗。
C3形态-深度睡眠
如上文所说,C1和C2形态都可以停止处理器的内部时钟,几乎 切断处理器内所有单元的时钟。当这些单元停止时,处理器的功耗自然大幅减少。尽管如此,在这种状态下,处理器总还是会有某些单元保持运行,如总线界面单元和APIC单元。他们必须运行,通过他们才能与处理器的外部总线保持联络,处理器才可以唤醒。
随着技术的革新,在C3状态中,可以切断处理器内所有的时钟信号。包括上文提到的总线界面单元和APIC单元。这就意味着处理器处于一种深度睡眠模式,处理器睡的越深,再也不能通过外部总线来中断睡眠,唤醒处理器了。
处理器是否能进入到C3状态要取决于硬件制造商。Intel为处理器额外增加了引脚来控制。这个引脚叫做SLP,或称为DPSLP针脚。首先处理器要进入C2形态,才能进一步触发C3形态。也就是说目前负者处理器进入低功耗形态,就有了两个针脚。首先处理器要通过STPCLK针脚进入C2形态。然后再通过SLP针脚激活C3形态。进入到C3形态,仅仅是处理器的外部时钟信号被进一步切断而已。
C6完全关闭处理器
C6形态是最新的节电技术。当处理器进入到C6形态时,他允许大幅度降低处理器的电压,包括降到0V.也就是说此时的处理器处于一种完全被关闭的状态。
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CPU C-state
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