Jak funguje Turbo Core 2.0 u procesorů AMD FX
autor: Z. Obermaier , publikováno 10.7.2011

Objevuje se spousta divokých teorií jak Turbo u nových procesorů AMD bude fungovat, my vám to objasníme už nyní.

V dnešním krátkém článku se podíváme, jak vlastně funguje nové Turbo Core 2.0 u AMD procesorů architektury Bulldozer. Abychom měli s čím srovnávat, musíme se nejprve podívat a připomenout jak funguje Turbo Core 1.0 aplikované u některých procesorů architektury Stars (Phenom II).

Jak funguje Turbo Core 2.0 u procesorů AMD FX

Funkce první inkarnace Turbo módu u procesorů Phenom II je celkem jednoduchá. Procesor má dané maximální TDP jež je pro něj metou za níž se nelze dostat. Pokud jsou zatížená všechna jádra, Turbo se neaplikuje žádné - jelikož při maximální zátěži všech jader jsme dosáhli téměř na danou hodnotu TDP. To znamená, že zde není prostor pro navýšení taktů ani napětí. Pokud ale procesor detekuje, že minimálně polovina jader není zatížená a hodnota odběru je hluboko pod TDP, aktivuje se Turbo. U současných procesorů se Turbo aplikuje na pouze polovinu jader. U šestijádrových Phenomů II X6 tedy pro tři jádra.

Turbo se aplikuje pevně daným způsobem - zvýší se napětí celého procesoru a tři jádra zvýší svůj takt přesně na danou frekvenci o 400 nebo 500 MHz výše (dle modelu). To znamená, že v tuto chvíli pracují všechna tři jádra na pevně dané frekvenci, například 3700 MHz u procesoru Phenom II X6 1100T. Pokud se procesor zatíží více a zátěž se objeví i na dalších jádrech, Turbo se deaktivuje a procesor pracuje opět na své základní frekvenci (3,3 GHz). Také neexistuje možnost, kdy je například zatížené jen jedno nebo dvě jádra a zbývá tedy větší rezerva pod TDP a CPU by tedy mohlo pracovat rychleji než na oněch zmíněných 3,7 GHz. To ale současné procesory neumí.

Důležité je také zmínit jak systém detekuje zatížení a jak sleduje TDP. Turbo Core nesleduje teplotu procesoru, což je proti Intelu zásadní rozdíl. Monitorován je proudový odběr a zatížení jader, nic jiného. Z odebíraného proudu a napětí je vypočítána aktuální spotřeba a je porovnávána s TDP. Signál k aktivaci Turba pak dává monitoring zátěže jader CPU. Vše probíhá automaticky bez zásahu uživatele.

Pokud bychom tedy měli Turbo Core 1.0 shrnout v krátkosti, je to takto: Pokud jsou zatížená pouze tři a méně jader CPU, vyskočí jejich takt o přesně daný násobič nahoru. Zvýší se napětí a všechna tři jádra pracují stále na dané frekvenci až do chvíle než je zatíženo více jader. Pak se frekvence sníží na základní hodnotu. Absolutní maximum je tedy frekvence třech jader jež je dána výrobcem.

Turbo Core 2.0

Jak jistě tušíte, u Turbo Core 2.0 AMD tuto technologii vylepšilo a odstranilo z ní zásadní nedostatky. Nebudeme si zastírat, že Turbo Core 1.0 byla hodně chabá technologie ušitá horkou jehlou. Co se nezměnilo je monitoring spotřeby a zátěže. Funguje stejně jako u Phenomů II, ale dává signály pro vícero úloh a řídí více věcí. Podívejme se nejprve jak Turbo Core 2.0 funguje:

Jak funguje Turbo Core 2.0 u procesorů AMD FX

Když si budete kupovat procesor AMD FX (Bulldozer) bude na krabičce napsáno například tohle: AMD FX-6100 processor 3.0 GHz, 4.0 GHz Turbo Core. Přesně takhle jak jsem to napsal. AMD totiž udává základní frekvenci a pak maximální Turbo frekvenci. Pokud jste někde četli, že je pevně daná frekvence pro jedno/dvě nebo snad čtyři jádra - je to hloupost. Není. Procesor má danou pouze jednu jedinou Turbo frekvenci - tu maximální a ideálně možnou. Jak to v praxi funguje jsem nakreslil.

Dole je aktuální hodnota TDP. Červeně pak minimální frekvence (úsporná v CnQ), Zeleně je naznačen základní takt, modře pak dané maximum tohoto procesoru. V nízké zátěži procesor pracuje hluboko pod hodnotou TDP, pak například spustíte aplikaci jež zatíží jedno nebo dvě jádra. Frekvence obou okamžitě stoupne na maximum, pokud se vejdete do daného TDP. Pokud si ale myslíte, že bude frekvence pevně držet například oněm zmíněných 4 GHz tak se mýlíte. Frekvence dost kmitá nahoru a dolů, Sledoval jsem takty a kolísaly v rozmezí asi 400 MHz nahoru a dolů.

Je to proto, že málo která aplikace zatěžuje jádro stále na 100 procent, a operační systém se stále snaží thready někam přesouvat. Jak ale zatížíte třetí (čtvrté a dál) jádro, frekvence sama o kousek klesne. V našem modelovém případě například až na 3,6 GHz. S každým dalším vytíženým jádrem tak dále klesá. Pokud například spustíte opravdu náročný program zatěžující všechna jádra zcela maximálně, nebude Turbo ani 4 GHz, ani 3,6 Ghz ale třeba jen o 200 MHz nad základní takt. Zde hodně záleží na spuštěné aplikaci, chlazení jež má vliv na odběr a dalších faktorech.

Systém je hodně podobný PowerTune u Radeonů. Alfa a Omega je TDP a přes něj se nedá se zapnutým Turbem dostat. Procesor stále sleduje odběr a zatížení a podle něj nastavuje frekvence a nebo vypíná jádra. Jádra neustále kmitají v různých frekvencích, zkrátka ni chvilku "nepostojí". Ono vypínání je hodně důležité. Pokud totiž není možné některé jádra vypnout zcela do stavu C6, tak se nebude žádné Turbo aplikovat. Základní spotřeba osmi jader je totiž dost vysoká a nezbývá mnoho prostoru pro navýšení. Turbo je totiž i zde spojené se skokovým navýšením napětí na dost vysokou hodnotu.

Opět krátké shrnutí Turbo Core 2.0: Pokud docílíte stavu, že váš CPU bude mít co nejnižší odběr proudu (například nadstandardním chlazením), může se stát, že vám v zátěži všech jader poběží na mnohem vyšší frekvenci než uživateli s horším chlazením i když se teplota v Turbo režimu primárně nesleduje. Závislost teploty a odběru je ale známá. Princip je ten, že procesor má danou maximální možnou frekvenci a TDP a ani jedno nelze překročit. Neexistuje přesně daný násobič pro konkrétní počet zatížených jader, ale vše záleží na stupni zatížení, aplikaci, počtu zatížených jader. Pouze jedno je jisté - čím méně vytížených jader bude, tím blíže se jejich frekvence dostane na maximální hodnotu. Paradoxně to ale také znamená, že může nastat situace, že budete mít plně zatížené CPU s jen o málo vyšším pracovním taktem než je ten základní. Já jsem se dokonce dostal do situace kdy se CPU v zátěži dokonce začal podtaktovávat pod základní takt. Jak jsem řekl, to záleží na mnoha faktorech.

P.S. – Také se může stát, že například čtyřjádrový procesor AMD FX bude mít v single-thread aplikacích vyšší výkon než vlajková loď s nižší maximální Turbo frekvencí. Jelikož budou dvě jeho zatížená jádra pracovat rychleji než u osmijádra s nižší Turbo taktem.



Tagy: AMD  AMD FX  Bulldozer  FX-8100  FX-8150P  FX-6110  Turbo Core 2.0  TDP  
 
Komentáře k článku
RSS
Pouze registrovaní uživatelé mohou přidat komentář!
10.7.2011 16:33:32   95.170.227.xxx 21
tak tu sa teda oplati nastavit v operacnom systeme kazdemu procesu afinitu tak aby som dosahoval co najvacssi vykon.. len kto sa s tym bude hrat?
10.7.2011 16:34:54   94.113.197.xxx 82
čert aby se v tom vyznal, já mám na svém Phenom II X6 čtyři taktovací frekvence, tj. 4 různé násobiče pro různé vytížení...
10.7.2011 17:47:42   89.103.246.xxx 191
Myšlenka pěkná, to je prostě nádhera, ale jak si teda vedou procesory v reálu?
10.7.2011 18:28:16   94.113.53.xxx 91
to se časem dozvíš

Trochu je to podobné turbu u SB, kdy také záleží na kumulaci odběru a chlazení...
10.7.2011 21:41:06   195.22.53.xxx 106
v jednovlaknovych ulohach to bude shodne s phenomem II a ve vicevlaknovych o kousek stahnou naskok konkurence
10.7.2011 18:43:00   90.182.34.xxx 291
A co když snížím napětí na minimální hodnotu, která bude pořád stabilní? Bude mít pak turbo větší potenciál když klesne spotřeba (díky sníženému napětí)?
10.7.2011 20:23:29   89.103.250.xxx 30
Typnu si, byla frekvence pod nominalni pri AVX Linpacku?
11.7.2011 00:00:17   88.100.201.xxx 55
ch3vr0n napsal:
v jednovlaknovych ulohach to bude shodne s phenomem II a ve vicevlaknovych o kousek stahnou naskok konkurence


jak ty to můžeš vědět
11.7.2011 06:19:32   46.149.115.xxx 144
No je to celkem realny predpoklad kdyz je to 2 - 3 roky stary navrh ... Konkurenci proste nedozenou - to snad ani nejde, protoze Intel svym Tick-Tockem prcha dopredu i sam pred sebou
11.7.2011 06:23:47   178.41.87.xxx 82
Skvor na buldozeroch ma zaraza ich cena.
AMD FX-8130P – 8 Core, 3.8Ghz, Max T.C 4.2Ghz, 125W (320$)
AMD FX-8110 – 8 Core, 3.6Ghz, Max T.C 4.0Ghz, 95W (290$)
AMD FX-6110 – 6 Core, Unknown, Max T.C Unknown, 95W (240$)
AMD FX-4110 – 4 Core, Unknown, Max T.C Unknown, 95W (190$)

Phenom II X6 1090T 'Black Edition' (3.2GHz, 125W, 3MB total dedicated L2 cache, 6MB L3 cache, 4000MHz HyperTransport™ bus, socket AM3) $185

AMD si za ne da zaplatit.
11.7.2011 09:30:09   92.245.194.xxx 53
No mne to vela nepride, ja som v oktobri 2010 kupoval 1075t(3ghz) za nejakych 200euro
11.7.2011 12:27:04   92.245.194.xxx 70
tým čo dávajú mínusy:

i intelu vám za i7-2600 260euro (370dolarov), tak to vam vela nepride, ze?
11.7.2011 13:58:08   95.173.86.xxx 31
Jsou to klasické ceny AMD novinek. Když AMD přišla s PhenomemII tak se taky prodávali kolem 7tisíc (PhenomII 940BE).
Cena nejdražššího modelu je tedy opět stejná.
11.7.2011 13:39:41   195.22.53.xxx 40
co se tyce single thread.. to uz bylo zmineno v rozboru archytektury... a multi thread tam se zamerili hlavne na effektivnost za rozumnou cenu... rad bych se mylil .. mam AMD v oblibe
11.7.2011 13:42:42   195.22.53.xxx 10
ehm.. reakce na Karliczek
11.7.2011 07:03:26   62.84.144.xxx 91
Prakticky tak nastala u obou výrobců chvíle, kdy pracovní frekvence je jenom číslo napsané na krabici. Reálná pracovní frekvence neustále osciluje podle zatížení jednotlivých jader. Sám to pozoruji u svého SB i5 2500, kdy nebýt tabulkové hodnoty napsané na krabici od procesoru, tak by člověk ani nepoznal, jaký má být vlastně frekvence tohoto CPU. Na mý Asusce neustále osciluje někde mezi 1,69GHz až 4,2GHz
11.7.2011 18:04:19   46.135.17.xxx 00
....promenliva frekvence dle zatizeni uz je tu nakej ten rok

Redakce si vyhrazuje právo odstranit neslušné a nevhodné příspěvky. Případné vyhrady na diskuze(zavináč)pctuning.cz

62 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 25.4Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.