ACPIのプロセッサーパワーステート

最終更新日 2024年01月14日

ACPIのプロセッサーパワーステートとは

基礎

ACPIのプロセッサーパワーステートとは、ACPIが示すCPUの電力状態です。英語表記ではProcessor Power Stateです。C-Stateと呼ぶ場合があります。以降ではC-Stateと書く場合があります。

C-Stateの種類

C-Stateの種類には、C0,C1,C2,C3があります。下記の表はそれぞれの電力状態です。

C-State	電力状態
C0	・命令を実行している状態・C0への復帰時間がゼロ・コヒーレンシーを保つ
C1	・命令を実行しておらず省電力ではない状態・C0への復帰時間が最も短い・コヒーレンシーを保つ
C2	・C1よりも省電力状態・C0への復帰時間がC1より長い・コヒーレンシーを保つ
C3	・C2よりも省電力状態・C0への復帰時間がC2より長い・コヒーレンシーを保たない

コヒーレンシーとは、CPUが内蔵しているキャッシュメモリーが保存しているデータと、メインメモリーが保存しているデータ、両者がそろっていることです。

プロセッサーC-State、プロセッサーパッケージC-State

CPUのコアのC-Stateがあり、これをプロセッサーC-Stateと呼びます。CPUコアごとの電力状態を示します。CPUのパッケージのC-Stateがあり、プロセッサーパッケージC-Stateと呼びます。CPU全体の電力状態を示します。略してパッケージC-Stateと呼ぶ場合もあり、以降ではパッケージC-Stateと書く場合があります。

プロセッサーC-StateとパッケージC-Stateに違いがあり、パッケージC-StateにはC1がありません。プロセッサーC-StateがC1以上になると、パッケージC-StateがC2以上になります。

プロセッサー固有C-State

ACPIのC-Stateにプロセッサー固有C-Stateを割り当てる

インテルのCPUやAMDのCPUでは、プロセッサーC-StateとパッケージC-Stateそれぞれにプロセッサー固有C-Stateを割り当てます。上記ではC-Stateの種類それぞれの電力状態を書きましたが、これはACPIが定義した電力状態です。プロセッサー固有C-Stateでは電力状態を具体的に定義しています。ACPIのC-Stateにプロセッサー固有C-Stateを割り当てて使用します。

プロセッサー固有C-StateはC4以上

インテルのCPUやAMDのCPUでは、C0,C1,C2,C3に限らずC4以上もあります。ACPIではC0,C1,C2,C3までですが、プロセッサー固有C-StateでC4以上を定義し、ACPIのC-Stateに割り当てて使用します。プロセッサー固有C-Stateの方が種類が多いですが、ACPIのC-Stateの1種類にプロセッサー固有C-Stateの複数の種類を割り当てます。そのため、ACPIのC-Stateは4段階ですが、さらに段階数が増えます。

プロセッサー固有C-Stateの種類が多い理由

CPUの消費電力を抑えるほど、C0への復帰時間が長くなります。これでは性能が落ちます。そこでプロセッサー固有C-Stateの種類を多くし、消費電力の抑えが小さく復帰時間が短い種類、消費電力の抑えが大きく復帰時間が長い種類等を用意し、それぞれの種類を状況に応じて使い分けます。例えばCPUに負荷がかからない時間が長ければ、最も消費電力を抑え最も復帰時間が長い種類に遷移し、消費電力を大きく抑えます。

プロセッサー固有C-Stateの定義はメーカーやモデルによって異なる

プロセッサー固有C-Stateの定義は、CPUのメーカーによって異なります。同じCPUのメーカーでもモデルによって異なります。

出典

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