Turbo Boost su CPU mobile: la spiegazione di Mooly Eden

Una delle più interessanti caratteristiche introdotte nei nuovi processori mobile Core i7-920XM, Core i7-820QM e Core i7-720QM (conosciuti in precedenza con il nome in codice di "Clarksfield") è l'introduzione della tecnologia "Turbo Boost", che in caso di necessità si occupa di incrementare temporaneamente la frequenza operativa dei core della CPU. Come è possibile, tuttavia, permettere in ambito mobile la convivenza di questa caratteristica con l'imprescindibile necessità di preservare l'energia a disposizione per assicurare la più elevata autonomia operativa possibile?

Mooly Eeden, General Manager PC Client Group, Vice President per Intel Corporation, ha illustrato durante una interessante sessione tecnica, il funzionamento del sistema. Prima di procedere all'incremento della frequenza operativa, infatti, il sistema di gestione dell'energia (PCU - Power Controller Unit) effettua numerosi controlli incrociati. Innanzitutto viene verificato il consumo energetico della CPU e confrontato con il massimo consumo consentito: nel caso in cui il consumo della CPU sia inferiore rispetto al massimo consentito, il sistema valuta il divario per capire quanto margine di azione vi sia e dà il primo "via libera" per l'innalzamento della frequenza operativa.

Il secondo controllo è condotto sulla temperatura del die: se questa è inferiore alla cosiddetta T-junction (ovvero la massima temperatura consentita affinché il sistema possa operare in maniera affidabile), viene data la seconda conferma.

Dal momento che il sistema Turbo Boost opera un incremento di frequenza bilanciato sul numero di core attivi (ovvero più core sono attivi, minore sarà l'incremento di frequenza complessivo), un terzo controllo va a determinare quanti core siano funzionanti, a seconda del tipo di applicazione in esecuzione, se single- o multi-threaded.

Una volta fotografate le tre situazioni precedentemente descritte, il sistema dispone un ultimo controllo: determinare se realmente sia necessario operare un incremento di frequenza, mediante l'analisi dell'attività dei core impiegati nel processo. Nel caso il core o i core siano in piena attività, allora viene dato l'ultimo via libera per l'incremento della frequenza operativa.

Una volta che la frequenza viene incrementata, le condizioni energetiche della CPU vanno a modificarsi. Grazie ad un costante monitoraggio, che implica le fasi precedentemente illustrate, la variazione della frequenza è operata dinamicamente e sempre in stretta relazione sia alle esigenze computazionali, sia alle esigenze energetiche del sistema senza dimenticare la necessità di preservare l'affidabilità generale del sistema.

Questa tecnologia assumerà ancor più importanza con l'arrivo delle soluzioni Arrandale, che integreranno CPU e GPU in un singolo package. In questo caso la tecnologia Turbo Boost opererà similmente a quanto descritto, ma tenendo conto contemporaneamente delle esigenze di CPU e GPU, bilanciando in maniera sinergica la gestione energetica e l'incremento della frequenza operativa di ciascuna delle due componenti. Il sistema di monitoraggio si occuperà infatti di valutare il consumo energetico di ciascuna delle due componenti, decidendo quanto margine di intervento complessivo vi sia per evitare di eccedere la soglia massima consentita.

Intel Developer Forum 2009 - Shmuel "Mooly" Eden Mobility... Guarda tutte le foto »