UEFI---关于BIOS，EIST和PState&CState和CPU主频变化得关系

Posted 2020-11-21 三支火把

Intel处理器都支持Turbo和EIST，且一般情况下，各家厂商在Bios中都会设置EIST和PState的开关，那么这些开关与CPU的频率的关系是什么呢？今天对此做个总结：

按照国际惯例，本次梳理将会解决下列问题：

1. EIST是什么?

2. EIST与Turbo与PState和CPU频率得关系

3. 如何在linux下使用Pwr工具查看CPU频率，以及Linux系统安装MSR相关的驱动接口

4. BIOS关闭了EIST,为何Linux系统下CPU主频会降低？

 

EIST是什么?

EIST---全称为“Enhanced Intel SpeedStep Technology”，是Intel开发的专门为移动平台和服务器平台处理器开发的一种节电技术。它能够根据不同的系统工作量自动调节处理器的电压和频率，以减少耗电量和发热量。这样一来，我们就不需要大功率散热器散热，也不用担心长时间使用电脑会不稳定，而且更加节能。

 

EIST与Turbo与PState的关系

Turbo是睿频开关，顾名思义，如果设为Enable，则CPU可以睿频运行。一般来说，EIST作为智能降频开关，优先级较高，如果EIST设为diable，则不允许CPU节能，CPU正常运行主频应当一直在标频。Turbo为睿频开关，当EIST设为disable后则Turbo应当加灰失效。

PState属于ACPI中得一个概念，本节不是主要介绍ACPI,因此再此不多赘述，PState标志着CPU节能等级，如果PState被设置为Enable后，则CPU将会在不同得PState状态之间进行切换，一般应用较多得是P0-P4，后面还可以到P10。CPU在P状态之间进行切换时，CPU的频率，CPU内部核心电压，Cache缓存的数据量以及唤醒时间会有所变化，总之最终得目的亦是为了节省能耗。

EIST与Turbo和Pstate三者之间得关系：仅关注CPU主频角度来看得话，EIST是总开关，如果设为Disable则Pstate也会设为Disable，体现在BIOS中你可以看到，Pstate得开关会随着EIST得disable而加灰，意思是禁止PState。此时进入到OS后，CPU得主频应该稳定在标频运行，此时Turbo开关也会随着EIST而加灰无效，意为不可睿频，此时即使使用PTU工具加压，也只会稳定在标频。但若EIST设为Enable，情况还稍微复杂下，但也基本是反着来得。我用下面得表格加以说明：

 

如何在linux下使用Pwr工具查看CPU频率，以及Linux系统安装MSR相关的驱动接口

Linux系统下可以通过‘cat /proc/cpuinfo’命令来看CPU各个核心得频率是多少，同时Intel也提供了PTU加压与查看主频得工具包可以直接使用。以笔者使用得Broadwell De得处理器为例，在intel官网上直接下载工具包后，在Linux系统下运行即可。这里补充一个小问题，有时可能会遇到Pwr得工具无法运行，报错显示MSR得driver没有提供。如下图

 

 

针对这个问题，方法其实很简单：

　　1)  查看/dev/cpu/路径下，按理来说应该有CPU每个core访问MSR得驱动接口才对，如果没有，可以用如下指令：

　　2)  modprobe msr

　　3）运行完后，再查看/dev/cpu/路径下，应该会多点什么东西，如下图：

 

 这时候再运行PWR工具即可直接运行，

 

BIOS关闭了EIST,为何Linux系统下CPU主频会降低？

有时候可能遇到BIOS中管别EIST，此时PState也失效了，但是在系统下查看CPU主频发现，频率还是在波动，这个是什么原因呢？

答： Linux内核在加载得时候，有可能会把BIOS关闭得PState重新打开，导致CPU仍开启节能模式，CPU主频会波动，解决方式有两个：

　　1) 如果有OS源码，直接找到这个地方，关闭即可。

　　2) 在GRUB添加配置项，load OS时关闭PState即可，以笔者得为例：

　　　　a. 在GRUB界面，选择即将加载得os选项，然后按e，进入到开机参数编辑界面

　　　　b. 添加指令 ‘intel_pstate=disable’

                  

　　　　c. 按下F10保存开机即可