IDF 2015: Neue Stromsparfunktionen von Skylake unter Windows 10

Neue Stromsparfunktionen von Skylake unter Windows 10

Wissen | Know-how

Bild: Intel

Intels Skylake-Prozessoren bringen eine Menge neuer Stromsparfunktionen mit sich. Das volle Programm gibt es aber wohl nur mit SoC-Varianten – und auch nur unter Windows 10.

Auf dem IDF15 (Intel Developer Forum 2015) in San Francisco hat Intel Details zu den neuen Stromsparfunktionen veröffentlicht, die Skylake mit sich bringt. Manche davon laufen prozessorintern ab, etwa das bereits bei der Enthüllung der Skylake-Architektur angedeutete verfeinerte Abschalten (Power Gating) von Funktionseinheiten wie AVX oder die geringere Assoziativität des L2-Cache. Andere setzen hingegen die aktive Mitarbeit des Betriebssystems voraus – und das klappt deshalb derzeit nur mit Windows 10.

Bei neuen Windows-10-Geräten soll Speed Shift die bisherige SpeedStep-Technik ersetzen, die die Prozessorfrequenz dynamisch ändert. Bisher kümmerte sich das Betriebssystem um die P-States zwischen Minimal- und Nominaltakt, während der Prozessor selbst für die Turbo-Frequenzen oberhalb des Nominaltakts zuständig war – beide regeln also in ihrem jeweiligen Zuständigkeitsbereich an den Frequenzen herum.

Speed Shift soll das bisherige SpeedStep ablösen. (Bild: Intel / IDF15)

Mit Speed Shift wird die Zusammenarbeit nun neu definiert. Das Betriebssystem soll nun eine Energy/Performance Preference (EPP) vorgeben, anhand deren der Prozessor dann selbst entscheidet, in welchen P-State er schaltet. Weil dem Prozessor dafür nun die gesamte Bandbreite zwischen Minimaltakt und maximalem Turbo zu Verfügung steht, sollen Systeme noch schneller auf Eingaben reagieren. Intel spricht in seinen Folien zum Speed Shift übrigens immer von SoC statt Prozessor, weshalb wir davon ausgehen, dass Speed Shift nur bei den SoC-Varianten implementiert ist – sprich den künftigen Doppelkernen der Core-i- und Core-M-Schiene.

Auch die zweite Stromspartechnik namens Duty Cycling betrifft wohl ausschließlich die SoC-Modelle von Skylake – und da besonders die Core-M-Varianten mit ihrer besonders niedrigen Thermal Design Power (TDP). Wegen dieser können sie nämlich je nach Kühllösung anhaltende Last nicht bei der effizientesten Frequenz abarbeiten, sondern nur bei geringerem Takt.

Thermisch limitierte CPUs wie der Core M legen mit Duty Cycling Rechenpausen ein und sind trotzdem nicht langsamer. (Bild: Intel / IDF15)

Mittels Duty Cycling kann der Prozessor nun selbständig die Ausführung für kurze Zeit unterbrechen und danach wieder aufnehmen. Trotz der Pausen soll die Aufgabe dabei nicht abgearbeitet werden, weil die Prozessor in den Lastphasen mit höherem Takt läuft. Und weil er in den Abkühl-Pausen kaum Strom verbraucht, soll am Ende auch noch mehr Saft im Akku verbleiben.

Intel hat sich mit Skylake zudem die Standby-Modi vorgeknöpft, allen voran den S3 (Suspend to RAM): Er soll durch eine neue Funktion namens Disconnected Standby ersetzt werden. Wie der Name schon vermuten lässt, ist er eng mit dem mit Windows 8 eingeführten Connected Standby verbunden: Er nutzt dieselben tiefen Schlafzustände (S0ix). Dadurch wacht ein Gerät besonders schnell wieder auf – laut Intel in weniger als einer halben Sekunde im Vergleich zu ein bis drei Sekunden mit S3.

Disconnected Standby nutzt viele Funktionen von Connected Standby, kostet den Hardware-Hersteller aber nicht mehr als das klassische S3. (Bild: Intel / IDF15)

Anders als bei Connected Standby hält das System bei Disconnected Standby aber Browser-Tabs oder E-Mail-Eingang nicht auf dem aktuellen Stand. Letzteres ist zwar praktisch, erhöht allerdings die Systemkosten, weil dann zwingend eine SSD an Bord sein muss und auch das Board-Design durch eine erweiterte Stromversorgung aufwändiger ist. Disconnected Standby braucht das nicht und ist für die Hersteller deshalb nicht teurer als S3.

Schließlich warb Intel auf dem IDF darum, dass Hardware-Entwickler sich mit der in Windows 10 enthaltenen Energy Estimation Engine (E3) vertraut machen mögen. Diese ermittelt den Energieverbrauch eines akkubetriebenen Geräts; die Ergebnisse sehen Nutzer unter Einstellungen / System / Stromsparmodus / Akkunutzung – aufgeschlüsselt nach Hardware-Komponenten wie System oder Display, aber auch für laufende Anwendungen. Der in den Einstellungen namensgebende Stromsparmodus in Windows 10 ist ein Nebenprodukt des ganzen: Unterhalb eines gewissen Akkustands kann man besonders stromschluckende Programme davon ausschließen, weiterhin im Hintergrund zu laufen.

Hinter den neuen Stromsparmodus-Optionen in den Einstellungen von Windows 10 steckt die Energy Estimation Engine. (Bild: Intel / IDF15)

Die Energy Estimation Engine kann übrigens nicht nur, wie der Name vermuten lässt, den Energiebedarf abschätzen, sondern misst ihn am liebsten ganz konkret. Dazu muss das jeweilige System natürlich entsprechende Sensoren enthalten. Intel regt nun an, dass diese künftig eine möglichst weite Verbreitung finden, auch wenn sie die Hardware-Kosten erhöhen. Als Prozessorhersteller stellt Intel ja nur einen (wenngleich wichtigen) Teil des Gesamtsystems – wenn aber im fertigen Gerät viel Energie an anderen Stellen versickert, bringen die tollsten Stromspar-Modi im Prozessor nichts. (mue)

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