Turbo-boost 充電器可為 CPU 渦輪加速模式提供支持
引言
為了不斷提高 CPU 的動態性能,讓筆記本電腦擁有高速處理復雜多任務的能力,我們首先必須短時間提高 CPU 時鐘頻率,并充分利用其散熱能力。但是,這樣做會使系統要求的總功耗超出電源(例如:AC 適配器等)所供功率,從而導致適配器崩潰。一種可能的解決方案是提高適配器的額定功率,但成本也隨之增加。本文介紹的渦輪加速升壓 (turbo boost) 充電器,允許適配器和電池同時為系統供電,以滿足筆記本電腦在 CPU 內核加速模式下工作時出現的猝發、超高功率需求。
在傳統筆記本電腦系統中,使用一個 AC 適配器供電,并利用系統不需要的功率為電池充電。AC 適配器不可用時,通過開啟 S1 開關(請參見圖 1)讓電池為系統供電。適配器可以為系統供電的同時為電池充電,因此要求其具有較高的額定功率,從而難以有效控制體積和成本。動態電源管理 (DPM) 一般用于精確地監控適配器總功率,實現優先為系統供電。
圖 1 適配器和電池充電器系統
一旦達到適配器的功率限制,DPM 便通過降低充電電流,并在沒有最佳效率功率轉換的情況下直接由適配器向系統供電,并對輸入電流(功率)進行調節。系統負載最大時,所有適配器功率全部用于為系統供電,不對電池充電。因此,主要設計標準就是確保適配器的額定功率足以支持峰值 CPU 功率和其他系統功率。
人們對于使用多 CPU 內核和增強型圖形處理器單元 (GPU) 高速處理復雜任務的高系統性能的需求越來越大。為了滿足這種需求,英特爾為其 Sandy Bridge 處理器開發出了 turbo-boost 技術。這種技術允許處理器短時間內(數十毫秒到數十秒)出現超出熱設計功耗 (TDP) 的猝發式功率需求。但是,在考慮到設計容差的情況下,AC 適配器的設計僅能在某個 TDP 電平滿足處理器和平臺的高功率需求。當充電器系統發現,充電電流被動態電源管理單元降至零后適配器達到其輸入額定功率時,避免 AC 適配器崩潰的一種最簡單方法是通過降低 CPU 頻率來實現 CPU 降頻工作,但這會降低系統性能。如何能在適配器不崩潰或者不增加其額定功率的情況下,讓 CPU 在 TDP 電平以上短時間高速運行呢?
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