【热门】电脑CPU的频率为什么会“乱跳”？深度揭秘五花八门的睿频技术

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推出了最新一代comet lake-s系列解决方案。 与月初发布的comet lake-h系列解决方案一样，新的台式机解决方案具有新的涡轮功能，即来自移动平台的thermal velocity boost和高端台式机( hedt )平台

很多网民可能看到这里变得雾蒙蒙的，怎么简单地在一个涡轮频率上有这么多图案呢？ 是的。 涡轮增压技术随着解决方案的迅速发展而不断更新。 现在，您使用的解决方案有些集成了涡轮技术。 如果难以置信，请打开任务管理器，检查“性能”选项卡上的cpu频率是否不断变化。 这其实是涡轮技术和节能技术在起作用。 本文回顾了涡轮技术的快速发展历史。。 顺便介绍一下最近引进的涡轮技术。 但是，在介绍涡轮技术的迅速发展史之前，我们先按照惯例说明涡轮技术是如何实现的。 让我们从cpu的各种节能技术开始。

现在主流的各种涡轮技术

英特尔Turboboost2.0

英特尔Turboboostmax3.0

· amd precision boost

·amd扩展频率范围( XFR )

一、从节能技术到自动超频

在x86解决方案刚开始快速发展的阶段，当时的x86 cpu只能以固定的频率工作。 例如，英特尔的80386dx型号总是运行33mhz的主频率，与今天的cpu不同，频率可以在一定范围内变动。 随着cpu的迅速发展，主频率正在上升到1ghz以上。 但是，此时，使cpu总是以一定频率动作是不合适的，在计算机空空闲时，不需要以高主频率动作的cpu，第二是以高主频率动作的cpu在发热和功耗方面不太理想。

那么怎么办呢？ cpu的主频率可以是浮动值而不是固定值吗？ 由此，在不需要的情况下，cpu可以自动降低主频率来达到节能的目的，在需要的情况下可以迅速恢复原来的主频率来提供公称的计算能力。 因此，可以根据系统的负荷自动调节cpu的主频率的节能技术应运而生。 最初有英特尔的speedstep和amd的powernow。 。

最初的节能技术与移动平台相比，当时的操作系统通过安装补丁或安装特定的驱动程序来实现cpu的主频率控制，但技术的发展、操作系统的电源管理尚未完全 cpu节能技术的迅速发展，使硬件和软件都适应了动态cpu的主频率，那时，新的暴风雨来了。

2006~2008年左右的cpu市场可谓风云变幻，前腿amd在athlon 64 x2系列中获得高频低能的奔腾d系列找不到北，后腿intel是新的酷睿架构和酷睿2双核解决方案

nehalem微体系结构继承了core微体系结构的高效特征，同时将单芯片cpu上的最大内核数一举提高到了8核。 面对如此多的核心，当时以单线程为中心的各应用程序没有太好的利用方法，但对单线程应用程序来说，在该架构中，主频率越高的解决方案跑得越快(大部分情况下， 。 Intel在面对单线程负载时，cpu暂时“关闭”核心的一部分(实际上处于节能状态)，以便解决方案在当时占绝大多数的单线程应用程序中发挥原来的强大性能。 不需要客户介入。 当然，也可以自动超频所有内核，但由于tdp的限制，越超频越多的内核，超频宽度就越小。

实际上，涡轮增压技术的前身动态加速技术( dynamic acceleration technology )在酷睿2双核时代已经存在，但当时的动态加速并不像涡轮增压那样方便

二、英特尔turbo boost 1.0和2.0技术

上述nehalem微体系结构中引入的此特征是英特尔注册了英特尔turboboost (专用商标)。 当然，英特尔为了在国内容易地普及这项技术，将其命名为“涡轮增压”，所以现在通常被称为涡轮增压技术。

nehalem首次引入的turbo boost技术允许cpu在tdp范围内(在观察范围内)自动超频，但不能突破tdp的限制。 这也限制了cpu能达到的最高频率。 但这足以让nehalem解决方案成为当时性能的王者。 其代表是core i7-990x，它改进了流程(更改为32nm )，减小了体系结构(更改为westmere )。

但是英特尔没有在这里停下来。 在tick-tock战术的下一个tock点(体系结构更改)上，我们推出了传统的sandy bridge体系结构，并将turbo boost技术升级到2.0版。

sandy bridge是支持英特尔当前台式机cpu基础架构的一代经典体系结构，它将原来外部连接到cpu的核显示集成到同一die中，同时引入环形总线( ringbus )以支持cpu内部的所有 既然igpu正式集成了，涡轮boost也必须照顾它，所以涡轮boost2.0的升级的一部分是支持核显示的频率控制。

涡轮增压2.0的另一个重要特征是cpu可以超过tdp超频，但如果超过公称tdp，cpu的发热量就会变得非常大，所以Intel在这个特征中扩展了pl1、pl2的概念，通常cpu的长时间动作。 这和tat一样。 但是，主板制造商通常会自动取消此限制，因此cpu几乎没有涡轮时间和功耗限制。 这两个限制在整个oem和笔记本电脑平台上很常见。

涡轮boost2.0是后来的酷睿系列cpu继承的。 另外，服务器的xeon系列也有这个特点。 非常成熟稳定，在任何平台上都能为客户带来一定的性能提高。

三、涡轮增压max3.0技术

涡轮boost2.0成为标准装备后，标准涡轮技术至今发展得不太快。 但是，英特尔并不是没有新的想法。 他们在broadwell-e中引入了新的turbo boost max 3.0技术。

涡轮boostmax3.0继承了涡轮boost2.0的版本号，但两者实际上不构成继承关系，是两种并行技术。 我们知道两张cpu的体质不完全一样。 同样是cpu，核心的体质也不同。 通常情况下，核心之间的差异不大，但一旦进入超频状态，体质就会出现差异。 具体地说，可以看到具有相同电压的芯将达到更高的频率。 为了最大限度地发挥cpu的使用价值，英特尔开发了turbo boost max 3.0技术，专注于提高单核频率。 在cpu测试期间，cpu的核心特征被写入cpu内部，bios和特定软件可以读取这个消息。 体质好的核心自动超频到更高的频率(比最高单核频率高200mhz左右的频率)，通过将适当的驱动程序和应用程序组合起来，客户可以手动将一些程序分配给更高频率的核心。 当然，现在的操作系统也会自动调用这个特征。

第一代turbo boost max 3.0只能加速一个核心，但到了skylake-x可以支持两个核心，加速。 在comet lake-s ( 10代台式机核心)上，添加了对该技术的支持。

四、热velocity boost技术

与桌面平台相比，移动平台的散热条件可以说非常苛刻……。 在许多笔记本电脑上，如果cpu无法维持满标称的涡轮时间，则会回到基本业务频率，或者频率下降。 但是，在散热设计非常好的模型中，一般的涡轮增压不太受欢迎，因此英特尔在第8代移动酷睿解决方案中引入了新的thermal velocity boost。 这意味着基于温度决定的高速涡轮增压。 顾名思义，要触发这种涡轮增压技术，必须首先满足解决当前温度的条件，然后满足解决器和频率所需功耗的“预算”。

而且，如果满足两个条件，就会触发thermal velocity boost，使解决方案的频率瞬间高于最高涡轮。 在coffee lake-h中，该值为200mhz，也适用于移动低压平台，但频率的上升幅度是一半，即100mhz。 但是，由于温度的限制，在承受较大负荷的情况下，cpu的频率会很快下降。

thermal velocity boost在新的第10代台式机版core i9中，终于离开了停留的移动平台来到了台式机平台，但只支持最高级别的core i9系列解决方案 这是法宝，让新一代解决方案达到单核5.3ghz的频率。

五、amd turbo core、precision boost、extended frequency range技术

英特尔方面有涡轮增压技术，amd方面当然也能做到这一点。 年正式发布的phenom ii六核解决方案中，amd添加了涡轮增压技术，基本原理与英特尔涡轮增压一样，在一定的功耗空之间尽量提高cpu的频率，然后，该技术成为FC 结果，推土机家族被amd全面放弃，取而代之的是完全重新设计的zen架构。

在年发布的第一代zen体系结构解决方案ryzen 1000系列解决方案中，amd是新开发的智能cpu电源管理系统——部署了——sensemi。 sensemi具有两个对比度提高解决方案的频率特征。 一个是precision boost，另一个是扩展频率范围，即xfr技术。

precision boost根据以前传来的自动超频进一步细分频率步长，细分到0.25x，而不是以100mhz (默认bclk )为间隔，即precision boost细分到25mhz

xfr在更高的频率空之间提供解决方案。 对于末尾带x的解决方案，此空之间为200mhz，不带x的解决方案为一半。 请注意，xfr可达到的最高频率可能超过该数字，而不是旋转变压器规格中记载的最高加速频率。

根据这个ryzen 7 1800x的频率-时间线图，可以清楚地知道各特征的移动时刻和基线。 例如，xfr boost的上限是4.1ghz，precision boost可以实现的最高频率是4.0ghz。 当然，amd在这里也分离了单核和单核的最高加速频率。 与英特尔一样，通常在标记解决方案规格时，最高加速频率是指单核最高达到多少频率。

此外，turbo boost是英特尔的注册商标，因此正式情况下无法用amd解决方案的最高turbo boost频率描述规格。 建议替换为最高加速频率。

在ryzen 2000系列解决方案中，amd将precision boost升级到了第二代。

六、总结:涡轮技术是懒惰的福音

涡轮频率技术基于cpu可以动态调节自己的频率，从诞生到现在只有10几年，但已经成为现代解决方案所必需的技术。 对许多普通客户来说，这些技术在确保解决方案安全的同时为客户提供更多的性能。 这将根据系统的负载自动调整。 对于既不能手动超频也不能操作各种参数的客户来说，客户不需要手动设定什么，就能享受这部分“追加”的追加性能，绝对是福音。

但是，10代台式机核心解决方案肯定支持turbo boost 2.0技术，但什么是支持turbo boost max 3.0或thermal velocity boost技术 这也是core系列的核心、线程数以外的新分层功能。 对一般客户来说会更多。 这个问题直到日后才能知道答案。

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