[分享] Macbook 1.83GHz 核心工作電壓可以降至 1.00V

Lucose
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樓主

2006-08-19 3:08

這兩天連續更新 Boot Camp 1.1 Beta 和 Macbook 的韌體, 除了溫度降低外, 無意間發現更夢幻的事情發生了 - 在 Boot Camp + Windows XP 下, RMClock 2.1 可以正確的設定 CPU 核心電壓了. 晚上發現這件事後, 立刻開始測試這台 Macbook 1.83G Core Duo 的極限, 經過了幾個小時的測試, 最後得到的結果:

CPU 核心電壓 1.00V 完成 Super PI 32M 運算 + Prime95 Stress Test. 雙核心 100% 負載沒有運算錯誤.

利用電子學的電晶體功耗公式來分析及說明這項測試結果以及其代表的意義. 首先介紹公式 :

功率消耗 = (頻率的平方) x (工作電壓)

Intel T2400 Core Duo CPU 出廠預設在 1.83G 時的工作電壓為 1.263V, 所以功耗為:
預設電壓的功耗 : P1 = (1.83GHz 的平方) x (1.263V)

經過 RMClock 2.1 調整工作電壓為 1.00V 後:
調整過電壓後的功耗: P2 = (1.83GHz) x (1.00V)

將調整過的功耗 P2 除上預設的功耗 P1, 可以得到 P2/P1 = 0.7917. 也就是在 CPU 核心電壓下調到 1.00V 後, 功率消耗只有原廠的 79%. 而電池的使用時間跟功耗成反比, 1/0.7917 換算之後就是可以增加電池使用時間為原來的 1.263 倍, 如果 Macbook 的電池原來可以使用 3.5 小時, 利用 RMClock 則可以延長至 4.4 小時!

當然, 實際使用時相信無法增加到 1.263 倍的電池使用時間, 因為 Core Duo T2400 最低工作電壓為 0.95V, 使用 Speed Step 功能時將會因為這個因素拉低電池的平均使用時間. 但是 CPU 核心電壓低, 功耗減低的另一個最大的好處就是發熱量變小, 在這項實驗過程中可以明顯的感覺核心電壓在 1.00V 之下, 風扇的轉速相當低, 而且幾乎聽不到風扇發出的噪音. 各位 RMClock 的愛好者也可以試試看, 你的 Macbook/Macbook Pro 可以低到多低的工作電壓, 彼此交換一下心得

真希望趕快有 OS X 底下的 RMClock 類似的軟體, 這樣可以輔助解決溫度的問題, 同時也可以有機會長時間跑像是 Final Cut 等工具. 自從買了 Macbook 以來, 因為溫度的關係, 始終不敢讓 Macbook 跑 Final Cut 太久, 深怕真的會把它燒壞.

實驗過程截圖:

[分享] Macbook 1.83GHz 核心工作電壓可以降至 1.00V

2006-08-19 3:08 發佈

文章關鍵字 Macbook 1.83GHz 核心工作電壓 1.83 1.00

blue65

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2樓

2006-08-19 5:55

Lucose wrote:
這兩天連續更新 Bo...(恕刪)

電池不是只有供電給CPU而已, 所以使用時間不會是增加 1.263 倍

玩耍

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3樓

2006-08-19 8:36

降低電壓會不會讓CPU的運算變慢？

richard2005

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4樓

2006-08-19 10:17

能否請教一下, "預設電壓的功耗 : P1 = (1.83GHz 的平方) x (1.263V)"
這公式是如何得來的?

pradatt

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5樓

2006-08-19 10:40

OS X不知道有沒有類似的軟体，雖然更新了SMC溫度真的比較低，但是還是希望能在低一點

Lucose

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樓主

2006-08-19 13:02

richard2005 wrote:
能否請教一下, "預...(恕刪)

公式記錯了, 電子學老師, 對不起你了

更正為:

CL 指的是負載電容, 同樣一棵 CPU 可以假設它在做同一項運算時的負載電容是一樣的
alpha 則是指電晶體切換的平均值, 在做同一項運算時也可以假設這個值是常數
那重新計算一次, 並把操作環境也說明一下:
1. 作業系統及應用軟體 - 假設今天我是個工程師, 每天打開電腦之後就是讓 CPU 全速跑模擬軟體
2. LCD 亮度固定, 其他的硬體組態也是一樣, 也就是除了 CPU 之外, 其他的周邊和硬體耗電量為常數, 假設這樣組態下這一台 Macbook 的電池在開機運作時有 50% 供電是給 CPU 全速運轉使用, 50% 給其他的硬體組件

之所以這樣假設, 只是為了好說明單項 CPU 核心電壓下降時對功率消耗的影響, 實際使用相信會有滿多變異因素在不同的 Macbook 使用下. 回到正確的公式:

Dynamic Power = alpha x CL x (工作電壓的平方) x (工作頻率)

根據以上 1. 和 2. 使用環境, 由於是對同一棵 CPU 及同樣的作業系統和跑同樣的模擬軟體下進行 CPU 核心電壓調整, 因此 CL 和 alpha 可以視為常數, 而且同樣 CPU 的工作頻率也是在 1.83GHz 所以簡化運算後如下:

Dynamic Power = (常數 K) x (工作電壓的平方), 因此可以說功率消耗跟 (工作電壓的平方) 成正比, 所以 Core Duo T2400 在核心電壓 1.263V 及 1.00V 下全速運轉的功耗是:

Dynamic Power at 1.263V = K x (1.263V 的平方) = 1.595169K
Dynamic Power at 1.000V = K x (1.000V 的平方) = 1K

所以對於同一項 CPU 運算負載, 單就 CPU 功耗在 1.00V 和 1.263V 的比例為:
(Dynamic Power at 1.000V) / (Dynamic Power at 1.263V) = 1K / 1.595169K = 0.6269 = 62.69%

再根據剛剛上面假設的環境控制 2. LCD 亮度, 周邊等等的功率消耗不變下可以更精密的估算出 CPU 核心電壓調降後電池使用時間延長為:

50% 的電池電力供應給 CPU 全速運轉 => (0.5 + (0.5 x (1/0.6269)) x 3.5 小時 = 4.5 小時

有這麼爽的事嘛？

我想長期使用 RMClock 的人心中自然有答案, 而我的答案是 - 有, 差不多就是這樣

使用 RMClock 之類的軟體讓我感到最舒服的地方是 - 我在看 DVD 時, 風扇不會再吵, 鍵盤也不會再熱熱的, 不會再打壞看部好片的心情.

補上不調電壓和調整電壓之後的溫度變化差異, 使用的溫度監控軟體為 CoreTemp, Google 上很容易找的到, 這裡提供一個連結
先說結果再看圖, 核心電壓 1.263V 全速運轉十分鐘後 CPU 溫度為 79, 80 度左右. 當核心電壓調降至 1.0V 全速運轉十分鐘後溫度為 60, 62 度. 溫度相差了將近 20 度, 是真的差了有點多!

VCore 1.263V 溫度截圖