Cool Quiet vs. SpeedStep. Přehled konkurenčních technologií šetřící energii u stolních procesorů AMD a Intel(CD)

Čím jsou současné moderní procesory výkonnější a obsahují více tranzistorů, tím
více vyzařují ztrátové teplo. Vyžadují stále kvalitnější a účinnější chlazení,

které je buď hlučné, nebo poměrně drahé. Dnešní procesory dosahují frekvencí až

3,8 GHz, počet tranzistorů v jednom jádře se vyšplhal u nové revize procesorů

Intel Pentium 4 s jádrem Prescott 2M k hranici 146 milionů.



AMD a jejich Cool\n\Quiet

I když tomu dlouhá léta tak nebylo, od uvedení procesorů AMD Athlon 64 se stal

tentokrát tím, kdo má velké problémy s odpadním teplem, konkurenční Intel.

Společnost AMD již od začátků výroby 64bitových procesorů integrovala

technologii Cool\n\Quiet, která má pomoci snížit odpadní teplo produkované

procesorem. Cool\n\Quiet je nástupcem úspěšné technologie PowerNow!, kterou

bylo možné spatřit v mobilních procesorech AMD K6, posléze i AMD K6 2 3D.

Princip spočívá v tom, že procesor neustále monitoruje stav zatížení a ve

chvílích, kdy je méně vytížen, se sníží pracovní frekvence na předem stanovenou

úroveň. Aby bylo dosaženo patřičného účinku, sníží se spolu s tím i napájecí

napětí. Razantně tak klesne hodnota odpadního tepla produkovaného procesorem a

toho lze využít zejména k snížení otáček větráku na procesoru a následné

minimalizaci hluku vydávaného počítačem. Frekvence se může měnit v řádu stovek

Hz za sekundu, i tak se však může projevit mírné snížení výkonu v řádu jednoho

až tří procent. Hodnota frekvencí a napětí, na které klesají při minimálním

zatížení, se liší zejména podle výrobní technologie. U procesorů vyrobených

90nm technologií je dolní hranice 1 000 MHz, stejně tak jako u procesorů

vyráběných 130nm technologií. Ostatní mají dolní hranici 800 MHz. Přesné

hodnoty včetně napětí a ztrátového tepelného výkonu naleznete ve vložené

tabulce. Systém

Cool\n\Quiet umožňuje ovšem i jiné frekvence než minimální a maximální, pro

které je daný model určen. Obvykle je rozdíl těchto hodnot rozdělen na několik

částí a procesor pracuje vždy jen tak, aby byl při dané frekvenci plně vytížen.

V praxi to funguje tak, že maximální frekvence dosáhne uživatel pouze při

spuštění náročných aplikací nebo her. V ostatních případech, a to i při

přehrávání videa, MP3 skladeb či při práci v kancelářských aplikacích procesor

běží v šetřícím režimu a umožňuje tak tišší chod větráků v počítačové skříni.

Větráky ale musí být schopné termální kontroly, aby mohly reagovat na změny

teploty procesoru.



Co je k tomu potřeba?

V první řadě potřebujete procesor disponující touto technologií. Obecně se dá

říci, že to jsou všechny procesory pro Socket 754 a Socket 939, kromě

nejpomalejších Sempronů 2600+ a 2800+. Další důležitou součástí je plná podpora

technologie

Cool\n\Quiet základní deskou, respektive BIOSem. Pro bezchybnou funkčnost musí

být tato technologie povolena Enable (nebo podobné označení). Dále je nezbytná

podpora spořícího režimu ACPI a operačního systému. Podporovány jsou MS Windows

ME, 2000 a XP. Předposledním krokem ke správné funkčnosti je instalace

ovladače, který v operačním systému uvedenou funkci zpřístupní. Nejnovější

verzi naleznete na stránkách společnosti AMD, konkrétně pak na této adrese:

http://www.amd.com/us-en/Processors/TechnicalRe­sources/0,,30_182_

871_9706,00.html . Posledním krokem je výběr schématu napájení příkazem

Start/Nastavení/Zobrazení/Spořič obrazovky/Napájení/Schémata nastavení

napájení. Zde zvolte kolonku Minimální spotřeba. Po restartu by již měl běžet

procesor AMD Athlon 64 a některé verze AMD Sempron pro Socket 754 v úsporném

režimu. Ověřit si to snadno můžete např. pomocí programu CPU-Z, popřípadě přímo

v Start/Nastavení/Systém v dolní části, kde je uvedena frekvence, na níž

procesor aktuálně běží.



Enhanced Intel SpeedStep Technology

Již dlouhou dobu uživatele procesorů Intel trápí jejich poměrně vysoká teplota.

S novou řadou procesorů 6 × 0 přináší společnost Intel úspornou technologii i

mezi stolní procesory. Její název je Enhanced Intel SpeedStep a jedná se o

obdobu systému použitého u mobilních procesorů Pentium M. Princip je v podstatě

shodný s technologií

Cool\n\Quiet společnosti AMD. Při menším vytížení procesoru systém sníží

rychlost a napětí procesoru, tím klesne spotřeba i ztrátový tepelný výkon.

Minimální frekvence, na kterou se frekvence sníží, je 2 800 MHz. Minimální

napětí klesne na hranici 1.250 V. Hodnota 2 800 MHz je nastavena poměrně vysoko

oproti hodnotám procesorů AMD, u nichž činí 800, 1 000, respektive u procesoru

AMD Athlon 64 FX-55 1 200 MHz. K tomu se váže ještě jedna zajímavá skutečnost:

společnost Intel vypustila přednedávnem do světa pětici nových procesorů,

založených na jádře Prescott 2M. Čtyři z nich jsou s 800MHz FSB a jeden eXtreme

Edition s 1 066MHz FSB. Kromě odlišné frekvence FSB je zde i další rozdíl Intel

Pentium 4 XE 3,72 GHz nepodporuje snižování rychlosti procesoru. Existuje dvojí

vysvětlení: první je takové, že uživatelé procesoru Pentium 4 XE 3,72 GHz

prostě požadují maximální výkon, tudíž pro ně tato technologie není žádoucí.

Existuje ale i druhá možnost: procesory řady 6 × 0 mají frekvenci FSB 800 MHz a

dosahují frekvencí od 3 do 3,6 GHz, násobitele pak mají od 15 do 18 (počítáno s

frekvencí 200 MHz, násobenou 2×, tedy u procesoru Intel Pentium 4 660,

pracujícím na frekvenci 3,6 GHz, vychází výpočet takto: 18 × 200 = 3 600 MHz),

zatímco Pentium 4 XE 3,72 GHz má násobitele pouze 14 (14 × 266 = 3 724 MHz). Z

tohoto vyplývá jediné technologie Enhanced Intel SpeedStep je fixována u

stolních počítačů na násobitel 14, takže kdyby byl vydán procesor Intel Pentium

4 620 (frekvence 2 800 MHz a násobitel 14), také by nepodporoval snižování

frekvence a napětí. Proč společnosti Intel zvolila jako nejnižší násobitel 14,

se můžeme jen dohadovat.



Jak na Enhanced Intel SpeedStep Technology

U procesorů Intel je podpora o mnoho snazší, avšak značně omezena volbou

operačního systému. Podporován je pouze OS MS Windows XP, ovšem musí být

instalován opravný balík Service Pack 2, který doinstaluje právě podporu

Enhanced Intel SpeedStep. Samozřejmostí je podpora a zapnutí funkce v BIOSu

základní desky. Žádné jiné nastavení není potřeba, funkce by měla být přístupná

okamžitě.



Otázka zahřívání a TDP

Všechny tyto funkce mají za úkol jediné minimalizovat ztrátové teplo,

vyzařované procesorem. Samotná zkratka TDP (Thermal Design Power) vyjadřuje

maximální udávanou hodnotu příkonu, jehož může procesor dosáhnout. U procesorů

AMD vyrobených 90nm technologií dosahuje hodnota TDP při maximálním zatížení

hodnoty 67 W, při nejnižší spotřebě pak klesá na 21 W. Hodnoty napětí procesorů

jsou v rozsahu 1,1 V až 1,4 V. U modelů vyrobených 130nm technologií jsou

hodnoty při maximálním zatížení TDP 89 W a napětí

1,5 V až po 22 W TDP a 1,1 V v klidovém stavu. Naproti tomu procesory Intel

Pentium 4 660 a XE 3,72 GHz dosahují maximálního TDP 115 W při napětí 1,4 V, u

procesorů 650, 640 a 630 dosahuje hodnota TDP 84 W při stejném napětí 1,4 V.

Při snížení výkonu klesne u všech procesorů napětí na hodnotu 1,1 V, hodnota

TDP není udána. Všechny dostupné modely s přesným popisem naleznete v tabulce.

Pod tabulkou je popsaná i metoda, jak se určovala hodnota TDP u jednotlivých

společností. Není totiž TDP jako TDP.



Jak jsme testovali?

Použili jsme procesor Intel Pentium 4 660, vsazený do základní desky Asus

P5AD2-E Premium a chlazený originálním boxovaným chladičem Intel. Sestava AMD

se skládala z procesoru AMD Athlon 64 3800+, základní desky WinFast NF4UK8AA a

originálního boxovaného chladiče AMD. Nebylo použito žádné jiné chlazení, testy

probíhaly v pracovní místnosti při 23 stupních Celsia. Z testů vyplynulo, že

procesor AMD je schopen dosáhnout nižší teploty, procesory Intel naopak dosáhly

rychlejšího snížení teploty.

Závěrem lze konstatovat, že obě technologie přispívají ke snížení odpadního

tepla procesoru velmi dobře, každá ovšem svým způsobem. Procesor AMD Athlon 64

3800+ v klidovém stavu pracoval při zapnutém Cool\n\Quiet na 36 stupních

Celsia, bez této funkce na 46 stupních Celsia. Při zatížení se shodně teplota

ustálila na 52,5 stupních Celsia. U procesoru Intel Pentium 4 660 byla situace

následující: v klidu s aktivní funkcí Enhanced Intel SpeedStep Technology se

pohybovala teplota procesoru na hranici 43–46 stupňů, při plném zatížení

stoupla až na 58 stupňů Celsia. Bez zapnuté technologie Enhanced Intel

SpeedStep Technology byly teploty následující: bez zatížení se pohybovaly kolem

54? C stupňů, při plném zatížení vystoupaly až k hranici 67.5? C.