BIOS: Das Geheimnis des Erfolges

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Energieoptionen: Liebe-/Hass-Beziehungen



Wir befinden uns im Zeitalter von Green-IT – einem Marketingbegriff, geboren von den Herstellern, doch zurecht ausgelöst durch einige wenige Hersteller mit gezielten Hinweisen, gefolgt durch die Presse mit einer gefolgten Sensibilisierung der Anwender. Die diesbezügliche Geschichte startete prinzipiell AMD mit ihren immer wieder kehrenden Hinweisen zu der Energie-Effizienz ihrer Prozessoren. Und der Ruf wurde gehört. Zumindest im Prozessor-Bereich – über Grafikkarten wollen wir im leistungsfähigen Segment nicht im Ansatz sprechen.

De Facto gibt es Stromsparmechanismen bei Prozessoren schon lange, doch fanden sie ihren berechtigten Einsatz erst einmal nur im Notebook-Bereich – dort wo Energiesparen das höchste Gut darstellte. Mit den Athlon 64-Prozessoren hat AMD Cool'n'Quiet auf den Desktop portiert und gezeigt, dass es auch auf einem Arbeitsplatzrechner möglich ist, okölogisch zu denken.

Intel folgte, sehr viel später und startete mit einem zögerlichen Versuch beim Pentium 4 und C1E, solche Mechanismen ebenfalls auf dem Desktop zu zeigen. Ganz klar blieb zu erkennen, dass Intels C1E-Funktionen deutlich zu Lasten der Performance gingen. Die Prozessoren takteten nicht schnell genug hoch, wenn der Anwender Leistung benötigte. Dagegen arbeitete AMDs CnQ fast reibungslos. Mit der Einführung von Intels Enhanced Speed Step Technology (EIST) in den Desktop, vollzog der CPU-Hersteller dann erstmals die völlige Anpassung dieser Mechanismen auf den Desktop. Und inzwischen wollen wir behaupten, dass der Anwender bei EIST praktisch nicht mehr mit wirklichen Nachteilen zu rechnen hat. Dies unter beiden aktuell vertretenen Betriebssystemen Windows XP und Vista.

Dummerweise leidet dagegen aktuell AMD mit CnQ offenbar unter Windows Vista unter teils drastischen Performance-Einbußen. Und aus solchen Punkten leiten die Enthusiasten – die Jäger des letzten Quäntchen Leistung – eben ab, dass Energiespar-Optionen mit Performance-Verlust gleich zu setzen sind. Und je nach System mag das möglicherweise dann auch stimmen.

Enhanced Intel Speedstep Technology (EIST):

EIST ist eine Technologie mit der es der CPU möglich ist unterschiedliche Performance-States (P-States) einzunehmen. P-States sind Leistungszustände im normalen Betriebsmodus. Der CPU ist es dabei möglich in Echtzeit dynamisch zwischen unterschiedlichen Spannungs.- und Taktpunkten zu wechseln. Dabei wird je nach Bedarf die VCore angehoben bzw. abgesenkt und der CPU-Multiplikator angehoben bzw. abgesenkt. Es ist dabei zu beachten, dass immer erst der Multi abgesenkt wird und immer erst die Spannung erhöht wird, bevor die jeweils andere Komponente folgt.

Bild: BIOS: Das Geheimnis des Erfolges

Mit dieser Technologie ist es möglich im normalen Betriebsmodus Energie einzusparen und effizienter zu arbeiten.

C1/C1E – Enhanced Halt (Powerdown) State:

Wenn eine CPU sich im Idle-Zustand befindet und ein HALT/MWAIT-Signal ausgeführt wird (wird vom Betriebssytem gesendet), wechselt die CPU in den C1E Zustand.

Dabei wird der Kerntakt der CPU abgeschaltet und es werden keine Befehle mehr abgearbeitet. Die CPU „lauscht“ noch auf dem Bus nach ankommenden Ereignissen wacht gegebenenfalls auf, d.h. sie kehrt zum normalen Betriebsmodus (C0) zurück.

C1E ist damit ein Energiesparmechanismus der außerhalb des normalen Betriebsmodus (C0) greift, d.h. dass die CPU während sie sich im C1E Zustand befindet keine Operationen mehr abarbeitet. Es ist also nicht mit EIST zu verwechseln, welches im normalen Betriebsmodus greift!

C2/C2E – (Extended) Stop Grant State:

Im C2-Modus wird zusätzlich zum Kerntakt auch noch der Bustakt abgeschaltet. Die CPU bleibt dabei in einem für Software sichtbaren Zustand, braucht aber länger zum Aufwachen, als aus dem C1E-Zustand.

C4/C4E – Sleep bzw. Deeper Sleep:

Dies ist eine weitere Verbesserung gegenüber dem C2-Modus. Hierbei ist nicht nur der Takt abgeschaltet sondern es wird auch noch der Cache geleert und die PLL abgeschaltet. Dabei wird der L1 Cache komplett geleert und der L2-Cache teilweise. Im Deeper Sleep wird die VCore nochmals gegenüber dem Sleep-Modus abgesenkt. Aus diesem Modus dauert es allerdings auch am längsten bis die CPU wieder betriebsbereit ist.

Im Ergebnis haben wir vorstehend, anhand aktuellen Optionen für Intels Core-Modelle (teils auch Core i7) erklärt, was es mit diesen Einstellungen auf sich hat. In der Praxis profitiert der Anwender – je nach Einsatzgebiet – durchaus sehr von diesen Optionen. Wir können den Intel Core 2-Systemen aktuell keine spürbaren Performance-Einbußen attestieren, wenn EIST aktiviert ist.

Bei AMDs Cool'n'Quiet-Umsetzungen – mehr Optionen sind dort aktuell nicht vorhanden (und braucht es eigentlich auch nicht), können wir derzeit nur darauf hinweisen, dass unter Windows XP-Systemen Performance-Verlust durchaus vorhanden, aber auch marginal ist, unter Windows Vista könnte der eine oder andere Anweder sich aber durchaus die Frage berechtigte Frage nach dem Warum stellen. Und so möchte der eine gerne Effizient mit Energie umgehen, doch macht das Betriebssystem, oder der Treiber oder der Hersteller (wir wollen das nicht final beurteilen) einen Strich durch die Rechnung.