یکی از ویژگی‌هایی که در صفحه‌ی مشخصات پردازنده‌های Intel می‌بینیم، Turbo Boost است. توربو بوست به این معنی است که پردازنده اصلی سیستم شما گاهی اوقات با سرعت کلاک بالاتری عمل می‌کند و طبعاً پردازش‌ها را سریع‌تر انجام می‌دهد و گاهی با سرعت کلاک پایین‌تری پردازش می‌کند تا میزان مصرف انرژی کاهش پیدا کند. بنابراین هدف توربو بوست، بهینه‌سازی عملکرد و در عین حال کاهش توان مصرفی است.

در این مقاله با تکنولوژی توربو بوست و گونه‌ی جدید آن که Turbo Boost Max نام دارد بیشتر آشنا می‌شویم و تکنولوژی مشابهی که در پردازنده‌های AMD وجود دارد را معرفی می‌کنیم.

سرعت کلاک پردازنده و توان مصرفی آن

سرعت پردازنده اثر مستقیم در سرعت انجام پردازش‌ها دارد. البته پردازنده‌ای با معماری بهینه‌تر و هسته‌های بیشتر، حتی با سرعت کلاک پایین‌تر از محصولات قدیمی‌تر، سرعت پردازش بالاتری دارد. اما در هر نسل از پردازنده که معماری همه‌ی مدل‌ها یکسان است، سرعت کلاک تعیین‌کننده است که کدام مدل سریع‌تر پردازش می‌کند.

در CPUهای قدیمی، سرعت کلاک پردازنده ثابت بود اما در حال حاضر اینطور نیست و سرعت پردازنده به شدت کم و زیاد می‌شود. علت این است که سیستم در زمان بی‌کاری، توان الکتریکی کمی مصرف کند و در زمان لازم با آخرین سرعت ممکن پردازش کند و طبعاً توان الکتریکی بیشتری مصرف کند. در واقع هر چه سرعت پردازنده بیشتر می‌شود، میزان مصرف انرژی آن هم بیشتر می‌شود و لذا بهتر است سرعت پردازنده فقط در زمانی که کارهای پیچیده و سنگین به آن سپرده شده، به سقف خود برسد.

تکنولوژی Turbo Boost که از سال‌ها پیش در پردازنده‌های اینتل وجود داشته و همین‌طور تکنولوژی Turbo Core که در محصولات ای‌ام‌دی وجود داشته، سرعت پردازنده را مرتباً و متناسب با بار پردازشی، کم و زیاد می‌کند.

با توربو بوست، ۴ هسته‌ای‌ها بهتر از ۲ هسته‌ای‌ها می‌شوند!

نکته‌ی جالب توجه این است که همه‌ی نرم‌افزارهای کامپیوتر در زمان استفاده، از تمام هسته‌ها استفاده نمی‌کنند. در گذشته اغلب نرم‌افزارها فقط از یک هسته‌ی پردازنده به شدت کار می‌کشیدند و کاری به دیگر هسته‌ها نداشتند! در این شرایط ممکن است پردازنده‌ای سریع با فقط یک هسته، از پردازنده‌های ۲ و ۳ و ۴ و ... هسته‌ای سریع‌تر عمل کند چرا که سرعت کلاک آن بالاتر است.

توربو بوست در پردازنده‌های ۴ هسته‌ای که سرعت پایه معمولاً کمتر از سرعت پایه‌ی پردازنده‌های ۲ هسته‌ای است، بسیار موثر است چرا که موجب می‌شود که گاهی سرعت هسته‌ای که مشغول کار سنگین است، بیش از ۱ گیگاهرتز بالا برود و عملاً سریع‌تر از هسته‌های پردازنده‌ی ۲ هسته‌ای بشود. در نتیجه دیگر نمی‌توان گفت که پردازنده‌ی ۲ هسته‌ای برای برنامه‌هایی که فقط از ۱ هسته استفاده می‌کنند، گزینه‌ی بهتری است.

در برنامه‌های سنگین و پیچیده نظیر نرم‌افزارهای مهندسی، تبدیل و کانورت کردن ویدیو، رندرینگ و غیره، طبعاً پردازنده‌ی ۴ هسته‌ای با تعداد بیشتر هسته‌ها، بهتر عمل می‌کند.

Turbo Boost چطور کار می‌کند؟

تکنولوژی Turbo Boost همواره میزان استفاده از هسته‌های پردازنده را مانیتور می‌کند تا مشخص شود که پردازنده تا چه حد به محدودیت توان طراحی حرارتی یا TDP خود نزدیک شده است. منظور از TDP حداکثر توان الکتریکی است که پردازنده مصرف می‌کند و البته این توان الکتریکی در نهایت به صورت گرما دفع می‌شود. زمانی که پردازنده توان الکتریکی زیادی مصرف نمی‌کند و در عین حال مشغول پردازش سنگین است، توربو بوست وارد عمل می‌شود و سرعت یک یا چند هسته را افزایش می‌دهد.

در گذشته تکنولوژی Turbo Boost در پردازنده‌های گروه Core i3 و Core i5 و Core i7 و همین‌طور Core i9 و Xeon پشتیبانی می‌شد اما از سال ۲۰۰۸ به بعد، در اغلب پردازنده‌های اینتل پیاده‌سازی شده است.

تکنولوژی Turbo Boost پردازنده‌های اینتل چیست و چطور کار می‌کند؟

شاید می‌پرسید که سرعت کلاک چقدر افزایش پیدا می‌کند؟ چند صدمگاهرتز یا چند درصد بیشتر می‌شود؟

پاسخ روشنی برای این سوال وجود ندارد. همه چیز به مشخصات مدلی که در سیستم تعبیه کرده‌اید بستگی دارد. هر مدل پردازنده، علاوه بر سرعت کلاک عادی، مشخصه‌ای به اسم Maximum Turbo Frequency یا ماکسیمم فرکانس توربو دارد. به عنوان مثال مدل Core i5-9600K سرعت پایه‌ی ۳.۷ گیگاهرتزی دارد و حداکثر سرعت توربوی آن ۴.۶ گیگاهرتز است، ۹۰۰ مگاهرتز بیشتر.

اختلاف سرعت در نسل اول پردازنده‌های Core، مضربی از ۱۳۳ مگاهرتز بوده که در واقع سرعت کلاک پایه است. در نسل‌های بعدی، سرعت کلاک پایه همواره ۱۰۰ مگاهرتز بوده و لذا اختلاف سرعت پایه و سرعت بوست، مضربی از ۱۰۰ است.

نکته‌ی جالب این است که توربو بوست در گذر زمان محدوده‌ی تغییرات سرعت را بیشتر کرده است. در مدل‌های قدیمی‌تر اختلاف کمتری بین سرعت پایه و بوست وجود دارد و در مدل‌های لپ‌تاپی اختلاف بیش از مدل‌های معمولی دستاپی است چرا که بهینه‌سازی مصرف باتری موضوع بسیار مهمی است.

با وجود اینکه در صفحه‌ی مشخصات پردازنده، سرعت بوست ذکر می‌شود، نباید انتظار داشت که این سرعت همیشه و در هر سیستمی عملیاتی شود. به عنوان مثال زمانی که پردازنده در دمای بالایی کار می‌کند یا محدودیت‌هایی در تأمین توان الکتریکی موردنیاز پردازنده وجود دارد، ممکن است سرعت بوست ماکسیمم عملی نشود.

آشنایی با Turbo Boost Max

تکنولوژی اخیر اینتل که Turbo Boost Max Technology 3.0‌ یا به اختصار TBMT 3.0 است، در واقع سرعت سریع‌ترین هسته‌ی پردازنده را بیشتر می‌کند. سرعت هسته‌ها به صورت مستقل کم و زیاد می‌شود و این تکنولوژی، سرعت سریع‌ترین هسته را افزایش می‌دهد.

در واقع هسته‌های پردازنده طی فرآیند ساخت، کاملاً یکسان از آب در نمی‌آیند. هسته‌ای که قابلیت رسیدن به سرعت بالاتر دارد، توسط تکنولوژی TBMT 3.0 شناسایی شده و سرعت بوست آن قدری بالاتر از حداکثر سرعت سایر هسته‌ها خواهد بود. البته اختلاف فقط ۲۰۰ مگاهرتز است که قابل توجه نیست.

بنابراین تکنولوژی TBMT، جایگزین Turbo Boost نشده بلکه صرفاً آن را کمی بهینه‌تر کرده است. این تکنولوژی در حال حاضر مختص پردازنده‌های i7 و i9 است اما احتمالاً در آینده به پردازنده‌های i5 و i3 و حتی سری پنتیوم و سلرون نیز تعمیم پیدا می‌کند.

توربو بوست و مصرف باتری لپ‌تاپ

تکنولوژی توربو بوست به صورت هوشمندانه و خودکار، سرعت هسته‌ها را افزایش می‌دهد که این موضوع موجب بهبود عملکرد می‌شود اما در عین حال مصرف انرژی افزایش پیدا می‌کند.

در تست جالبی که روی مک‌بوک پرو ۱۶ اینچی با پردازنده‌ی ۲.۴ گیگاهرتزی Core i9 صورت گرفته، زمانی که Turbo Boost فعال نیست، مصرف باتری ۶۲ درصد کمتر می‌شود! و در مقابل عملکرد ۲۹ درصد افت پیدا می‌کند.

اگر افت عملکرد برایتان چندان مهم نیست و برعکس، عمر باتری برایتان بسیار مهم است، می‌توانید Turbo Boost در برخی شرایط نظیر مسافرت، غیرفعال کنید. دو راه برای این کار وجود دارد:

  • مراجعه به تنظیمات BIOS مادربورد
  • کاهش ولتاژ کاری پردازنده با توجه به دستور‌العمل سازنده‌ی لپ‌تاپ یا مادربورد. این کار موجب کاهش مصرف انرژی پردازنده و افت سرعت کلاک آن می‌شود، درست برعکس اورکلاک کردن و افزایش ولتاژ کاری.

آیا پردازنده‌های AMD هم Turbo Boost دارند؟

توربو بوست نامی تجاری است که اینتل برای معرفی تکنولوژی افزایش سرعت هسته‌ها انتخاب کرده است. ای‌ام‌دی هم از واژه‌ی Turbo Core استفاده می‌کند که البته با عنوان AMD Core Performance Boost هم شناخته می‌شود.

نکته‌ی جالب این است که در پردازنده‌های Ryzen، پله‌های افزایش و کاهش سرعت کلاک، ۲۵ مگاهرتز است که کمتر از پله‌های ۱۰۰ مگاهرتزی سرعت کلاک در محصولات اینتل است و لذا سرعت کلاک با ظرافت بیشتری تغییر می‌کند. علاوه بر این چند تکنولوژی جالب دیگر نیز در پردازنده‌های رایزن پیاده‌سازی شده است:

  • Precision Boost: این تکنولوژی موجب افزایش سرعت ۲ هسته یا تمام هسته‌ها می‌شود. در صورت افزایش سرعت ۲ هسته، میزان افزایش سرعت بیشتر از حالتی است که سرعت تمام هسته‌ها بیشتر می‌شود.
  • Precision Boost 2: دومین نسل تکنولوژی پرسیشن بوست کاری می‌کند که تمام هسته‌ها با در نظر گرفتن دمای کاری، توان مصرفی و محدودیت فرکانس، در حداکثر سرعت ممکن کار کنند.
  • Precision Boost Overdrive: تکنولوژی PBO شبیه به Turbo Boost Max Technology عمل می‌کند و در واقع ولتاژ کاری هسته‌های پردازنده را دستکاری می‌کند تا در شرایطی خاص، سرعت کلاک برخی از هسته‌ها بیشتر شود.
  • Extended Frequency Range 2: این تکنولوژی که به اختصار XFR2 گفته می‌شود، در کنار تکنولوژی Precision Boost 2 وضعیت دمای پردازنده را بررسی کرده و در صورت خنک کار کردن CPU، سرعت کلاک را بیشتر می‌کند.

در گذشته توربو بوست اینتل مزیت مهمی نسبت به رقیب ایجاد می‌کرد اما در حال حاضر Precision Boost و Extended Frequency Range 2 شرایط را نزدیک کرده و حتی موجب برتری ای‌ام‌دی شده است.

تکنولوژی Turbo Boost پردازنده‌های اینتل چیست و چطور کار می‌کند؟

جمع‌بندی و سخن آخر

توربو بوست تکنولوژی مفیدی برای بهبود سرعت کلاک پردازنده در مواقع ضروری است و برای فعال کردن آن نباید کار خاصی انجام داد چرا که به صورت خودکار عمل می‌کند و فعال است. البته در برخی سیستم‌ها، اگر به UEFI یا BIOS مادربورد مراجعه کنید، ممکن است سوییچ و گزینه‌ای برای غیرفعال کردن این تکنولوژی پیدا کنید. اما بهتر است آن را غیرفعال نکنید مگر آنکه عمر باتری یا مصرف برق بسیار مهم باشد. حتی در این صورت هم توصیه می‌شود که ابتدا برای کاهش ولتاژ کاری پردازنده اقدام کنید و به اصطلاح پردازنده را Undervolt کنید.

نکته‌ی دیگر این است که حین خرید پردازنده، بهترین راه مقایسه این است که عملکرد را در بنچ‌مارک‌ها بررسی کنید. در بنچ‌مارک‌ها به صورت دقیق بررسی می‌شود که پردازنده با چه سرعتی اموری نظیر تبدیل کردن ویدیو، کانورت کردن فایل صوتی، کار با فتوشاپ و اجرای فرآیند ویرایش عکس، سرعت انجام محاسبات متعدد در Excel را تکمیل می‌کند.

در واقع نباید به مشخصات روی کاغذ بسنده کنید، مهم این است که پردازنده در عمل چند مرده حلاج است!

قطعاً وجود Turbo Boost یک مزیت است اما مهم‌ترین مزیت این است که CPU در بنچ‌مارک‌ها از محصولات هم‌قیمت، بهتر باشد. در حال حاضر پردازنده‌های Ryzen پس از چند سال ناکامی ای‌ام‌دی، اختلاف را کم کرده‌اند و معمولاً خوش‌قیمت‌تر از محصولات اینتل هستند. پردازنده‌های Ryzen مثل APUها و CPUهای سال‌های اخیر، هسته‌های متعدد اما ضعیفی ندارند بلکه پایاپای پردازنده‌های جدید اینتل حرکت می‌کنند.