تکنولوژی توربو بوست اینتل (Intel Turbo Boost) برای تغییر سرعت کلاک پردازنده و افزایش قدرت پردازشی و در عین حال بهینه‌سازی توان مصرفی طراحی شده است.

تبلیغات ۷۲۰ در ۹۰

تاریخچه

توربو بوست یکی از تکنولوژی‌های جالب اینتل برای پردازنده‌های مختلف است که در آن به جای استفاده از سرعت کلاک ثابت، تولیدکننده‌ی کلاک مطابق با نیازهای پردازشی تصمیم می‌گیرد که سرعت کلاک چه قدر باشد. در این صورت مصرف انرژی در بارهای پردازشی سبک، بهینه می‌شود و در عین حال زمانی که به قدرت پردازشی بسیار بالایی نیاز باشد و تمام هسته‌های پردازنده مشغول کار باشند، سرعت کلاک بالاتر از حالت پیش‌فرض خواهد بود.

اینتل با معرفی پردازنده‌های Nehalem یعنی Core i7 920، i7 940 و i7 965EE این روش جدید را کلید زد. سال 2009  زمانی بود که اینتل با معرفی و پیاده‌سازی روش جدید، بازخورد خوبی از آن گرفت. در این محصولات تغییر ضریب کلاک پایه تنها 2 واحد بود اما با توجه به سرعت کلاک پایه که بیش از رقم 100 مگاهرتزی معماری‌های جدیدی مثل آیوی‌بریج و هسول بود، تغییر سرعت کلاک نسبتاً زیاد بود و به عنوان مثال سرعت از 2.66 گیگاهرتز در حالت عادی به 3.2 گیگاهرتز در حالت توربو می‌رسید.

پردازند‌ه‌ای مثل Core i7 820QM که یک پردازنده‌ی چهار هسته‌ای لپ‌تاپی است، با این روش اگر ویندوز نیاز به سرعت بیشتر داشته باشد، سریع‌تر کار می‌کند و اگر نیازی نباشد، آرام‌تر فعالیت می‌کند و شارژ باتری لپ‌تاپ را بیهوده هدر نمی‌دهد. به همین دلیل است که سرعت عادی آن 1.73 گیگاهرتز است اما در حالت توربو با  سرعت 3.06 گیگاهرتز هم کار می‌کند.

در هسول تغییر ضریب کلاک پایه برای پردازنده‌های دستاپی رده اول یعنی Core i7 4770K برابر با 4 واحد است. لذا تغییر سرعت کلاک 4 ضربدر 100 مگاهرتز یا 400 مگاهرتز است. در مورد پردازنده‌های لپ‌تاپی بازه تغییرات سرعت کلاک بسیار بیشتر است و گاهی تا 1 گیگاهرتز کم و زیاد می‌شود که هدف آن مشخص است: بهینه‌سازی توان مصرفی و افزایش عمر باتری.

با توضیحات فوق مشخص است که چرا در بازار کامپیوتر سرعت پردازنده‌ی یک لپ‌تاپ را با دو عدد مشخص می‌کنند، حداقل و حداکثر و گاهاً از اصطلاح عجیب آپ شدن سرعت استفاده می‌کنند.

شرایط فعال کردن و استفاده از توربو بوست

قدم اول این است که پردازنده از این روش اورکلاک پشتیبانی کند. بیشتر پردازند‌های i5، i7 و i7های سری اکستریم، برخی Xeonها و تعدادی از سایر مدل‌ها مثل خانواده‌ی اتم، دارای این تکنولوژی هستند که باید قبل از خرید در مورد آن مطالعه و بررسی کرد.

قدم دوم این است که برای استفاده از توربو بوست باید آن را در بایوس و نیز سیستم عامل فعال کرد که البته حالت پیش‌فرض همان حالت فعال است.

زمانی که پردازش یک تردی با یکی از هسته‌ها انجام شود و پاور سیستم قدرت کافی داشته باشد، محدودیت‌های حرارتی مانع نشوند و خلاصه همه چیز ایده‌آل باشد، سرعت آن هسته به بالاترین مقدار ممکن می‌رسد.

اگر دو هسته مشغول پردازش سنگین باشند، سرعت هر دو به ارقام بالاتر صعود می‌کند اما از حالت حداکثری که تنها یک هسته به آن می‌رسد، کمتر خواهد بود.

زمانی که تمام هسته‌های یک پردازنده‌ی 4 هسته‌ای اینتل درگیر پردازش سنگین باشند، باز هم سرعت کلاک کمتر خواهد بود.

توربو بوست و سرعت هسته‌ها، وابستگی به تعداد هسته‌های فعال

توربو بوست و سرعت هسته‌ها، وابستگی به تعداد هسته‌های فعال

اما در تمام حالت‌هایی که یک، دو یا چهار هسته مشغول پردازش سنگین هستند، سرعت کلاک بیش از مقدار پایه است و اصطلاحاً توربو بوست فعال است. تفاوت در حداکثر سرعتی است که می‌توان به آن دست یافت.

جدول زیر موضوع را با یک مثال ساده، روشن می‌کند، توجه کنید که سرعت کارکرد بدون بار 2.5 گیگاهرتز است:

سرعت کلاک هسته‌ها در حالت‌های پردازشی مختلف
تعداد هسته‌های فعال تغییر ضریب کلاک پایه بیشترین فرکانس کاری محاسبه
4 7 3.2 2500 + 7*100
2 9 3.4 2500 + 9*100
1 10 3.5 2500 + 10*100

عوامل تعیین کننده در حداکثر سرعت حالت توربو نسخه‌ی اول و دوم

سرعت کلاک در حالت توربو به موارد زیر بستگی دارد:

  • نوع بار پردازشی
  • تعداد هسته‌های فعال
  • تخمینی از جریان مصرفی پردازنده
  • تخمینی از توان مصرفی پردازنده
  • دمای پردازنده

هر چه تعداد هسته‌های مشغول به کار سنگین کمتر باشد، توان مصرفی بیشتری در اختیارشان قرار داده می‌شود تا رکوردهای سرعت بالاتری را ثبت کنند.

نسخه‌ی اول توربو بوست تنها به توان مصرفی یا ولتاژ نگاه می‌کرد و تصمیم می‌گرفت که سرعت کلاک تا چه حد افزایش داشته باشد. اما نسخه‌ی دوم ملاحظاتی در خصوص دمای کارکرد را هم در نظر می‌گیرد. به همین علت است که در توربو بوست 2.0، محدوده‌ی اورکلاک شدن خودکار پردازنده کمتر به نظر می‌رسد. اما در عمل اینگونه نیست و با بررسی دقیق‌تر به این نتیجه می‌رسیم که نسخه‌ی دوم پایدارتر از نسخه‌ی اول است به این معنی که پردازنده قادر است مدت زمان بیشتری را با حداکثر سرعت در حالت توربو فعالیت کند.

یک تفاوت دیگر بین نسخه‌ی دوم Intel Turbo Boost با اولین نسخه‌ی آن در این است که پردازنده‌ی گرافیکی مجتمع که در کنار هسته‌های پردازنده‌ی اصلی و در قالب یک تراشه طراحی و تولید شده نیز توان مصرفی خود را به صورت پویا تغییر می‌دهد. لذا زمانی که نیازی به پردازش گرافیکی سنگین نباشد، سرعت پردازنده‌ی گرافیکی مجتمع به کمترین حالت کاهش می‌یابد و در عوض توان مصرفی بیشتری به هسته‌های پردازنده‌ی اصلی اختصاص داده می‌شود.

سرعت بوست هسته‌ها به تعداد هسته‌های فعال وابسته است

سرعت بوست هسته‌ها به تعداد هسته‌های فعال وابسته است

توجه کنید که در پردازنده‌های سری اتم و دیگر مدل‌های مخصوص گوشی و تبلت، تکنولوژی مشابهی به نام Intel Turbo Burst پیاده‌سازی شده که اندکی با توربو بوست متفاوت است.