CPUのCステート

最終更新日 2023年09月07日

基礎

Cステートとは、CPUのアイドル時の状態を定義したものです。CPUがアイドルのとき省電力機能により状態が変化します。どのような状態になるかはCステートが定義しています。

定義

例として、 プロセッサのための深いと深い睡眠状態の違い では、Cステートを以下のとおり定義しています。

C0(アクティブ)

省電力状態ではなく動作している状態。

C1(自動停止)

コアのクロックが停止しており、ほぼ瞬時にC0に戻すことができる状態。一部のCPUでは、C1E(拡張C1)を定義しており、コアクロックとコア電圧を下げる状態等がある。

C2(ストップクロック)

コアクロックとバスクロックが停止している状態。CPUは全てのソフトウェアの表示状態を維持するが、C0に戻るのに時間がかかることがある。

C3(ディープスリープ)

クロックジェネレーターがオフ、すなわちコアへのクロック供給が停止している状態。CPUはキャッシュメモリーの一貫性を維持しないが、他の状態は維持する。

CPUの中には、CPUのスリープ解除にかかる時間によって異なるC3状態のバリエーションがある(同じC3でもクロックジェネレーターがオフにならずにスリープ状態になる等、複数の状態を定義しており、状態の違いがスリープ解除にかかる時間の違いを生む)。

C4(深い眠り)

CPU電圧を下げる

DC4(深いC4の睡眠)

CPU電圧をさらに下げる

(※)C3、C4、DC4では、ACPI電源管理によりスリープ状態に移行している

CPUが対応しているCステートは、CPUによって異なります。Cステートによっては複数の状態があり、同じCステートに対応していてもCPU によって状態が異なる場合があります。

上記のCステートの定義は、いつ頃のCステートか未記載ですが、今となっては古いCPUに見られたCステートです。Cステートの定義は増えており、新しいCPUではC10まで見られます(2018/04/01時点)。Cステート登場当初はC0とC1しかありませんでしたが、さらに消費電力を低くできるようにC2、C3と新しいCステートが追加されていきました。Cの後ろの数字が大きくなるほど消費電力が低い状態であり、C0に戻るまでの時間が長いです。

電源ユニットによっては利用不可

一部のCステートは電源ユニットによっては利用できません。例えばHaswellマイクロアーキテクチャーのCPUのC6/C7ステートが該当します。HaswellではC6を拡張し、C7を追加しました。C6/C7ステートでは0.05Aでの出力制御が必要であり、この出力制御に対応する電源ユニットをHaswell対応電源ユニットと呼びます。

Haswell対応電源ユニット

Haswell対応電源ユニットとはATX12V Version 2.4に対応の電源ユニットとも言えます。ATX12V Version 2.4より古い規格に対応する電源ユニットでも0.05Aでの出力制御が可能な場合があり、その場合はHaswell対応電源ユニットとして使用できます。

マザーボード

Haswell未対応電源ユニットを使用する可能性を考慮し、マザーボードによってはC6/C7ステートを標準設定で無効にしている場合があります。Haswell未対応電源ユニットを使用する場合でも有効に設定できますが、CPUが正常に動作しない場合があります。

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