理解CPU功耗管理中的T-state控制-优快云博客

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1. Overview

CPU在C0状态下有两种手段降低功耗的方法，其一是之前介绍过的P-state，另一个就是T-state。T-sate全称就是Processor Throttling States，它为OSPM提供了一种通过降低Processor Performance进而降低系统负载和温度的能力，听上去可能和P-state很像，其实是有区别的，P-state通过调整CPU VID电压进而影响CPU的工作频率的方式调整系统系能，而T-state则是通过调整单位时间内CPU Clock On /（Clock On + Clock Off）的时间（也即Clock On工作占整个CPU工作时间的占空比）的方式，影响系统的功耗和温度。

2. T-state Control

1) MSR Based Control

BIOS可以通过IA32_CLOCK_MODULATION去Enable/Disable clock modulation，而且也可以通过该register的bit0:3 设置CPU Clock Duty Cycle。当FFH在_PTC中被使用时，OSPM就会使用MSR IA32_CLOCK_MODULATION做T-state的转换。

2) I/O Based Control

除了基于MSR的Clock Modulation，新的CPU也支持IO emulation 的Clock Modulation如果系统没有宣告 _PTC，则OSPM将会使用SystemIO 的方式支持Clock Modulation，OSPM将会通过PROC_CNT register bit4:0做T-state的转换。

3) ACPI Structure For P-state

l _PTC

Processor Throttling Control，该method用于告知OSPM使SystemIo还是MSR的方式调整 Clock Modulation的方式。它的格式如下所示：

Name (_PTC, Package()

{

ResourceTemplate(){Throttling_Control_Register}, //Generic Register Descriptor

ResourceTemplate(){Throttling_Status_Register} //Generic Register Descriptor

}) // End of _PTC

下述是一个sample code：

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//
// T-State Control/Status interface
//
Method(_PTC, 0)
{
//
// IF OSPM is capable of direct access to MSR
// Report MSR interface
// ELSE
// Report I/O interface
//
// PDCx[2] = OSPM is capable of direct access to On
// Demand throttling MSR
//
If(And(PDC0, 0x0004)) {
Return(Package() {
ResourceTemplate(){Register(FFixedHW, 0, 0, 0)},
ResourceTemplate(){Register(FFixedHW, 0, 0, 0)}
})
}
Return(Package() {
ResourceTemplate(){Register(SystemIO, 4, 1, 0x410)},
ResourceTemplate(){Register(SystemIO, 4, 1, 0x410)}
})
}

l _TSS

Throttling Supported States用于告知OSPM该平台所支持的所有的T-sates，格式如下所示：

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Name (_TSS, Package()
{ // Field Name Field Type
Package () // Throttle State 0 Definition – T0
{
FreqPercentageOfMaximum, // DWordConst
Power, // DWordConst
TransitionLatency, // DWordConst
Control, // DWordConst
Status // DWordConst
},
……
}

Example code 如下所示：

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Method(_TSS, 0)
{
Package(){100, 1000, 0, 0x00, 0},
Package(){ 88, 875, 0, 0x1E, 0},
Package(){ 75, 750, 0, 0x1C, 0},
Package(){ 63, 625, 0, 0x1A, 0},
Package(){ 50, 500, 0, 0x18, 0},
Package(){ 38, 375, 0, 0x16, 0},
Package(){ 25, 250, 0, 0x14, 0},
Package(){ 13, 125, 0, 0x12, 0}
}

l _TPC

Throttling Present Capabilities，用于动态的通知OSPM该平台所支持的T-states，0表示支持所有的T-state，1表示支持[1,n],2表示支持[2,n]依此类推。为支持动态通知OSPM,当某些条件满足时可以通过通知Processor Object 0x82的方式促使OSPM重新评估_TPC。

l _TSD

T-state Dependency用于告知OSPM 该平台的logical processor之间的依赖信息，简单来讲就是当其中的一个核进入某一级的T-state,其它的核需要进行的动作等，下述是sample code：

[plain] view plain copy