전력관리기술 C1E, Speedstep, Speed Shift이란?

#1 전력관리기술?

 

기술의 발전으로 CPU는 급격하게 발전되었고,

그에 따라 사용하는 전력과 발열이 증가하게 되었다.

 

이는 휴대용 기기들에 치명적인 딜레마를 생기게 했다.

배터리의 용량은 한계가 있고 좋은 성능을 내야 되지만, 가볍게 만들어야 한다는 것이다.

 

이 때문에 전력 소모를 줄이기 위해 여러 기술이 만들어졌다.

C1E, SpeedStep, Speed Shift는 CPU를 효율적으로 관리하는 기술이다.

 

CPU는 크게 C-state(아이들), P-state(활성 시) 이렇게 두 가지 상태로 나누어져있다.

그 중 C-state(아이들)에서는 C1E,

P-state(활성 시)에서는 SpeedStep, Speed Shift가 CPU의 클럭을 관리한다.

 

 

 

 

#2 C1E?

 

C1E는 바이오스에서 지원하며 Enhanced Halt State라고도 불리는 전력 관리 기술이다.

CPU가 C-state(아이들) 상태일 때, CPU의 클럭과 전압을 최대한 낮추는 기능이다.

 

쉽게 말하면 'CPU를 사용하지 않을 때, 클럭과 전압을 최대한 낮추어 쓸데없는 전력 소비를 줄이자.'이다.

 

 

 

 

#3 Speedstep?

 

 

Speedstep은 OS가 작업량에 따라 CPU의 클럭을 유동적으로 바꿔, 적은 전력으로 CPU가 동작할 수 있게 제어하는 기술이다.

 

원래 노트북 환경에서 배터리의 수명을 연장하기 위해 만들어진 기술로 SpeedStep이라고 불렸지만,

 

성능이 좋아 이후 데스크탑 환경으로 넘어오게 됬고, EIST^[각주:1]라 불리게 되었다.

 

C1E가 비활성화 상태인 CPU에 대한 절전기술이라면,

SpeedStep은 활성화 상태인 CPU를 조절하는 절전 기술이다.

 

 

 

 

#4 Speed Shift

 

 

Speed Shift는 Intel이 Microsoft와 협력하여 만든 기술이다.
Windows 10 이상, PCU라는 별도의 칩셋이 탑재된 인텔 i 시리즈 6새대 스카이레이크 이후 모텔부터 사용할 수 있다.

Speedstep은 OS가 직접 CPU를 제어하는 기술이였다면,
Speed Shift는 대부분의 CPU 제어권을 PCU(마이크로프로세서)에 넘긴 기술이다.
PCU가 알고리즘으로 밀리초 단위를 계산하여, 최적의 CPU의 클럭과 전압을 유동적으로 조절한다.

Speedstep과 비교하여 CPU 클럭을 위, 아래로 제어하는 속도가 월등히 빨라졌고,
더욱 정밀한 필요 클럭 계산이 가능해져 더 적은 에너지를 사용할 수 있게 되었다.

테스트에 의하면,
Speedstep이 20~30ms에 걸쳐 최대 클럭을 올릴 때,
SpeedShift는 5~7ms만에 최대 클럭까지 도달한다.

 

 

 

 

#5 여담

필자의 추천 세팅 방법은, Speed Shift만 활성화하는 것이다.

 

Speedstep과 Speed Shift는 동시에 적용^[각주:2]되지 않고,

전력 소모를 줄여준다고 하지만 정말 미미한 양^[각주:3]이기 떄문이다.

 

3개 기술 모두 언더볼팅, 오버클럭등을 할 때, 오작동을 일으키는 경우가 많다.

세팅할 때는 전부 끄고 링스 등을 통해, 안정화가 됐다 싶으면 다시 켜자.

 

C1E를 비활성화하면 고주파 음이 없어진다.^[각주:4]

 

스카이레이크가 장착됐지만 Speed Shift가 활성화되있지 않은 컴퓨터가 종종 보인다.

바이오스에서 Speed Shift나 SST을 Enable로 바꿔주면 된다.

 

i 시리즈 6새대 이후 모델에 한해, Throttlestop를 이용해 강제 적용시킬 수 있다.

 

 

출처 및 참고

https://www.anandtech.com/show/9751/examining-intel-skylake-speed-shift-more-responsive-processors

https://youtu.be/YeyT9rUcwtE

 

 

 

1. Enhanced Intel Speedstep Technology [본문으로]
2. 동시 적용시, 상위 기술인 Speed Shift만 적용된다 [본문으로]
3. 배터리 타임이 15시간이면, Speed Shift로 얻는 수명 연장은 고작 7분에 불과하다고 한다 [본문으로]
4. 필자는 이 방법으로 고주파 문제를 해결했다 [본문으로]