【教程】笔记本XTU设置之进阶篇：电压与功耗

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文/雨声潇潇
注：本文为原创，转载请标明出处。
本篇文章为笔记本XTU设置的进阶篇，主要从设置来讲述电压和功耗知识。这是每一位笔记本硬件爱好者的必修课。在本篇文章中，将略去大量操作，只给核心操作和理论，让读者快速把握所需要的方法。最后，希望本教程（基础篇和进阶篇）能给予读者帮助。

                               
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一、静态电压设置方法
XTU提供了静态电压设置，主要用来某些关于电压和功耗的研究。Intel CPU自带自适应电压控制，在空载时自动降低频率和电压以达到节能的目的。所谓静态电压，是指将CPU的VID（标称电压）固定在某一个值，真正施加在CPU的电压是VID加上Offset（偏置）的结果。如下。

                               
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只要用户滑动右侧滑条，左边的电压模式就会改为静态电压模式。在给定电压时，一定要注意：
1、  必须给定最高睿频下的电压，不可给定节能模式下的低电压，否则将蓝屏出错！如低压CPU的3.5GHz对应1.05V左右，4.0GHz对应1.10-1.15V左右，标压CPU略高。
2、  给定电压后，通过CPUZ可发现CPU电压仍在波动，是因为不同负载时电压控制器的降压是不同的。CPU电压=标称电压+偏置电压，其中默认的偏置电压可能是负数，也有可能是正数。在该模式下调节偏置电压，同直接调节标称电压没有区别。
3、  探究方法举例：可以探究同电压下低频与高频的功耗等。如0.62V待机时，笔者的i5-7300U的IA Cores功耗大概在0.2-0.4W左右，而将电压锁定后，大概在0.5-0.7W左右，电压越高，漏电越大，静态功耗也越大。

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二、倍频调节
倍频调节并不是所有CPU都适用的，除了少数带HK的CPU之外，所有的U和H（4代除外）都不能超频。可调节的倍频如下所示。

                               
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注意：
1、  核心数越少，睿频越高，全核睿频为最低。
2、  8750H和9750H只可以往下调，不可往上调。若要探究不同频率的功耗，可用此方法。
3、  该倍频调节是与自适应电压相关联的，进行超频后，电压将自动升高，不需要手动调节。
4、  HD4600也能超频，在Graphics界面有相关选项，一般而言，HD4600能到1.3-1.35GHz的高频率，但是该架构本身效率很低，就算超到1.5GHz，也不能和UHD系列显卡相提并论。

                               
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三、功耗控制
Intel处理器一直以来都有出色的功耗控制功能，厂家可以通过修改默认PL1和PL2来控制长时间、短时间的性能，也可以通过BIOS修改DPTF来控制触墙（功耗墙、温度墙等）后的供给。在XTU中，Turbo Boost Power Max指的是PL1，而Turbo Boost Short Power Max指的是PL2，Turbo Boost Power Time Window指的是PL2时间。如下图所示。

                               
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注意：一切PL1和PL2以XTU中的值为准，AIDA64（下图）中的值具有误导性，混淆了PL2和PL3、PL4。且该图中的电流亦是错误值。

                               
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扩展1：上述错误的原因：AIDA64将配置TDP（Config TDP）与PL1和PL2自定义混为一谈。厂家可以通过修改Config TDP来提高基准频率，使得机器的功耗控制系统发生变化，更加着重性能。如下图所示。我们可以看到，2.6是标称15W时的基准频率，为什么后面多了个2.71GHz？是CPU超频了吗？并不是。出现该项的原因是该设备的制造厂商将该CPU的TDP提高到25W，也就是设置了Config TDP UP，在Intel官方产品规范可以查询到。

                               
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我们可以看到，只要把设置了TDP-up，那么基准频率就会来到2.7GHz，TDP也会变成25W。AIDA64正是读取了这一信息，错误地将实际PL1和可配置的TDP混淆了。也就是说，就算TDP变成25W，也不代表PL1一定是25W，因为PL1是可以人为调设的。

                               
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扩展2：关于PL1和PL2究竟是什么意思？intel官方Datasheet（数据表）有详细解释。如下图。实际上，CPU的节能控制涉及的技术非常多，如平台功耗控制（下面的PsysPL1等）、可配置TDP（上面的Configurable TDP，cTDP）和低功耗模式，同时还用C状态（C-States）来表征处理器执行状态。

                               
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下面用简单的几个要点来叙述上图。
①   PL1是长时间功耗限制，在长时间高负载时，CPU的Package功耗将被限制到该值略低的一个位置。
②   PL2是短时间功耗限制，允许短时间内CPU功耗超过PL1，达到PL2附近功耗值，如烤FPU等。在一段时间后，功耗将被限制回PL1水平，这段时间就是PL2时间。
③   PL3、PL4是用户不可配置的内容，其中，可通过调节PL3来控制在PL2时间内，偶尔功耗超过PL2的时间，该段时间非常小，称为“功耗峰值”。PL4是处理器功耗限制，任何时刻不可超越该限制。也就是说功耗峰值可短暂超过PL2，但不可超过PL4。
④   长时间负载后，功耗将被限制在PL1附近，与TDP没有关系，TDP只是表征基准频率的最大功耗，就像货物箱子上的额定重量一样。最终平均功耗将维持在PL1水平。
⑤   PL2时间最多可维持100秒，而PL1时间是无限的。

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扩展3：关于移动CPU的TDP和功耗控制，几个问答。
（1）默认的TDP是什么意思？
默认的TDP表征在基准频率下的最大功耗，也是不同散热系统在选择CPU时用来参考的功耗值。
（2）可配置TDP-up的TDP是25W，这是什么意思？
当厂家把TDP提高到25W，并不意味着睿频得到提升，而是在最高睿频的时间显著增加了，因为改变了TDP，就改变了频率控制策略。回过头来说，25W的TDP，实际上是表征：在全核睿频下，烤FPU的功耗约为25W。但你可以通过加电压来超过25W，也可以降电压使得功耗低于25W。也就是说，25W是个标志，不是功耗限制的值。
（3）在笔记本长时间负载的过程中，每个过程CPU功耗会受到什么限制？
这是一个综合的问题。假设原来CPU已经一段时间没有负载，温度较低。开始负载时，CPU睿频很高，此时CPU功耗超越PL1，达到PL2，受到PL2限制；一段时间后，CPU睿频降低，此时功耗将被复原到PL1，开始降频（Throttling）。
在PL2作用时间内，如果触碰到厂家设置的功耗墙（也就是功耗限制值），那么DFTP（Dynamic Platform and Thermal Framework）将介入，把功耗控制在某个水平，该水平与PL1没有关系；如果触碰到厂家设置的温度墙（也就是温度过高），那么DFTP将介入，也把功耗控制在某个水平，该水平与PL1没有关系。DFTP由厂家控制，只能通过修改BIOS来设置。这里有一些经验结论：
①   温度墙低于70度，可视为功耗控制偏保守；对于低压U而言，长时间功耗限制在15W以下，可视为功耗控制偏保守。
②   游戏本温度墙设置在90度左右正常，有个别不设置温度墙（或设置100度）的属于偏激进，有些只有80度，属偏保守。
③   一些经典的奔放型超极本产品：Surface Pro系列（温度墙85度以上，功耗墙25W，仅靠PL1和PL2来控制），ThinkPad X390（温度墙100度，功耗墙不设置，PL1拉到51W）等等。
（4）如何知道限频状态？
XTU的监测数据中有限频的指示。

                               
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（2）限制最大频率
限制最大频率有两种方法，一种是使用throttlestop，可限制基频以上频率，另一种是使用系统的电源高级设置“最大处理器状态”，同时限制最高频率和最大占用率，但不可限制基频以上频率。以下只说明第二种方法。
从Win10 1803开始，所有电源高级选项都被隐藏，而只留下了电池设置。为了恢复“最大处理器状态”这一选项，可执行以下操作。
运行regedit，找到：
LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\Power
\PowerSettings\5453351……d00\bc50……35ec
在右侧空白处右键，选择新建DWORD32位，将其命名为“Attributes”，然后双击这项，将其值改为2。如下图所示。

                               
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这时电源高级选项就会出现最大处理器状态。如下。

                               
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该项使用方法是：
①   设定为99%，则不睿频；
②   设定为低于99%的某个值，则CPU占用率不超过设定值，CPU频率不超过基准频率×设定值；
③   基准频率×设定值若低于CPU最低频率，则CPU保持在最低频率，但CPU占用率限制仍然有效。

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自此，全文结束。关于XTU还有其他一些功能，笔者相信，只要读者对CPU有一定了解，如跑分、压力测试、保存设置等，就一定能用好XTU。其他设置如AVX偏置频率、SA电流设置等因较少用到故不再叙述，留给读者作为兴趣思考。
本文的第一篇是基础篇，阐述了两个偏置电压的设定方法；
第二篇是进阶篇，阐述了电压和功耗控制方法。

感谢你的阅读。若有任何问题和建议，欢迎回复。Intel吧务团队祝各位Intel粉丝跨年快乐！

                               
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