笔记本的处理器频率,若使用电池,则可对最高频率做适当限制,以达到省电目的;若插入移动电源,则可以解除限制,让处理器能够在其最高频率上运行,以提高性能——这是最基本的电源管理策略。
然而,我的ThinkPad X200却不走寻常路,故意和我对着干。X200搭载Intel Core 2 Duo P8600 双核处理器,设计最高主频为2.40GHz。在使用“performance”调控器(governor),并尽可能将调控器最高频率设为最大值的情况下:
- 若只使用电池,则处理器最高频率可以达到2.40GHz,平均运行频率常常能超过1.6GHz。
- 但是,若插上电源适配器,过一段时间后,最高频率就被限制在了1.60GHz,且无法使用
cpufreq-set
工具进行更改。
这也太奇怪了吧,笔记本居然会在插电时降频!尽管插电后电量多到用不完,毫无费电之虞,笔记本却仍然认为应该省电;而使用电池时,笔记本却根本不管这些,允许CPU达到最大频率。什么逻辑!
尝试解决问题
起初,我以为是BIOS中的节能控制设置不当。有一个设置是Intel SpeedStep Technology,这是英特尔的处理器电源管理功能。我尝试将其中针对AC适配器和电池的策略设置为相同的值,结果重启后问题如故;而关闭该功能后,Linux管理CPU频率的acpi-cpufreq
驱动直接失效,不可行。后来,我又尝试将PCI和PCI-E的省电功能关闭,问题同样如故。
看来,不能靠更改BIOS设置来解决插电降频的问题,只能从系统层面入手了。会不会跟内核有关?对此,我尝试了不同的内核版本,以及使用OpenSUSE安装盘的Shell进行测试,运行以下命令设置调节器为performance
,读取调控器最大频率(须在Root用户下测试):
cd /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq
echo performance > scaling_governor
cat scaling_max_freq
结果,插电后仍然降频。由此可排除内核版本和操作系统的问题。
那么,问题到底出在哪里呢?
突破口:BIOS的限制
在Linux中,控制处理器频率的目录是/sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq
(星号为处理器核心编号),其中包含一系列节点,用于读取或设置处理器频率的参数。主要包括:
节点名 | 作用 | 读写权限 |
---|---|---|
affected_cpus | 显示受影响的CPU编号 | 只读 |
bios_limit | BIOS提供的频率限制值 | 只读 |
cpuinfo_cur_freq | CPU的当前频率 | 只读,须root |
cpuinfo_max_freq | CPU的最大频率 | 只读,须root |
cpuinfo_min_freq | CPU的最小频率 | 只读,须root |
cpuinfo_transition_latency | CPU频率切换的延迟 | 只读 |
freqdomain_cpus | 受调节且在同一组内的CPU编号 | 只读 |
related_cpus | 显示当前频率调节器关联的CPU编号 | 只读 |
scaling_available_frequencies | 频率调节器允许的CPU频率值。设置的频率只能为其中之一,否则会报错 | 只读 |
scaling_available_governors | 可用的频率调节器 | 只读 |
scaling_cur_freq | 调节器调控的当前CPU频率。此值为当前CPU的真实频率 | 只读 |
scaling_driver | 当前的调频驱动 | 只读 |
scaling_governor | 显示与设置当前使用的频率调节器 | 读写 |
scaling_max_freq | 显示与设置调节器的最大频率 | 读写 |
scaling_min_freq | 显示与设置调节器的最小频率 | 读写 |
scaling_setspeed | 手工设置CPU频率。只在userspace 调节器下生效 |
读写 |
stats | CPU使用信息统计 | 目录 |
注:上述节点中,频率值的单位为Hz。
注意其中的bios_limit
,它反映的是BIOS所提供的频率限制值。在本文开头的条件下,使用电池时,其中的值为2400000,而插上电源后该值立刻降到1600000。由此不难得知,是BIOS在限制CPU的频率,X200的BIOS对处理器频率的调控策略简直是弱智!
让系统忽略处理器频率限制
那么,有什么办法可以打破限制?的确是可以的,Linux系统可以忽略bios_limit
中BIOS所提供的不合理限制值,让用户可以自由设置理想的频率,使处理器性能的发挥重回正轨。
具体的做法是,调节内核当中的一个参数——ignore_ppc
,将其值设为1,表示忽略BIOS频率限制:
echo 1 | sudo tee /sys/module/processor/parameters/ignore_ppc
设置即时生效。这时再插入电源适配器,即可发现频率再也不会被限制在1.6GHz下了。
若要使该设置在每次重启后都能自动应用,可以更改启动配置文件/etc/default/grub
。在root权限下打开它,找到GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT
,将processor.ignore_ppc=1
加在值的后面,就像这样:
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash processor.ignore_ppc=1"
最后运行
sudo update-grub
更新启动参数,重启即可生效。
到此,插电降频问题彻底解决,终于可以愉快地享用了!
参考资料
- https://askubuntu.com/questions/340626/permanently-change-maximum-cpu-frequency
- https://askubuntu.com/questions/303882/maximum-cpu-frequency-stuck-at-low-value
- https://askubuntu.com/questions/899255/i-cant-set-the-cpu-frequency-to-maximum