Warum sind heutige CPUs mit vielen Kernen eigentlich nicht in der Lage, entsprechend nicht benötigte Kerne komplett zu deaktivieren?

[Vissi]

Hallo,

heutige CPUs mit vielen Kernen können zwar bei Nichtgebrauch ihre Kerne runtertakten und die VCore absenken, aber nicht benötigte Kerne zeitweise ganz zu deaktivieren, so dass ein z. B. 10-Kerner im Idle-Modus nur so viel Strom verbauscht, wie ein 4-Kerner und diese Kerne entsprechend schneller taktet bis mehr Kerne benötigt werden, tun sie alle nicht. Daher auch der wesentlich höhere Stromverbrauch im Idle-Modus, der ja im Grunde genommen unnötig ist.

Warum ist das überhaupt so?

Gibt es da irgendwo eine Begründung warum heutige CPU-Prozessoren ihre Kerne bei Nichtbedarf komplett deaktivieren können?

Wurde dieses Thema größerer Mehrkernprozessoren mal irgendwo näher erläutert?

 

[Christian1297]

Core Parking gibt es schon sehr lange.

https://www.pcwelt.de/ratgeber/Windows-7-Funktion-Core-Parking-426650.html

Ob damit aber eine Einsparung erreicht wird, die einem kompletten "ausschalten" eines Core gleich kommt, müsste man recherchieren.

 

[Candy_Cloud]

Also ich bin der Auffassung daß die Prozessoren eh schon kaum Leistung brauchen im Leerlauf. Deaktiviert man den Turbo dann merkt man das auch. Eine weitere Abschaltung bringt kaum Ersparnis da große Verbraucher wie RAM und Chipsatz dennoch auch für nur einen Kern den vollen Verbrauch haben.

 

[Gentlem4n]

https://www.computerbase.de/artikel...est.63871/seite-2#abschnitt_leistungsaufnahme
Wenn ein i3 und ein i7 oder ein R3 und ein R7 im Idle ziemlich genau das gleiche verbrauchen... dann verstehe ich deine Frage nicht?
Die Threadripper am oberen Ende der Verbrauchskala benutzen eine ganz andere Plattform, die mehr Strom benötigt. An den CPUs liegt das aber nicht.

Auch gut hier zu sehen:
https://www.tomshw.de/2018/04/19/ryzen-2000-performace-leistungsaufnahme-temperaturen/17/
die Unterschiede kommen durch die verschiedenen Mainboards/Chipsätze. Innerhalb eines Chipsatzes brauchen die CPUs im Idle praktisch gleich viel.

 

[Baal Netbeck]

Die CPUs verbrauchen ohne core parking fast das gleiche wie mit.
Das sieht man ganz schön an den Ryzen CPUs. Da wird im ausbalanciert modus core parking betrieben und das macht im Idle im Vergleich zu AMD Balanced bei meinem 1800X mit 8 Kernen 2-4W aus.
Und davon sind 1-2W, der Umstand das AMD Balanced die CPU nicht heruntertaktet.

Es bleiben also unter 2W Unterschied....und dafür hat man in Echtzeitanwendungen wie Spielen, das Problem, das das Aufwecken etwas Zeit kostet und es merklich schlechter läuft, da die Last oft von Kern zu Kern geschoben wird und die Kerne dann immer einschlafen und aufwachen müssen.

Intel macht das soweit ich weiß deshalb seit jahren nicht mehr. Da werden auch bei ausbalanciert kein core parking genutzt, weil es zu wenig bringt, die CPU Leistung aber schlecht aussehen lässt.

Zum Vergleich....ein 120mm Lüfter verbraucht ca 0,5-3W, wenn meine 6TB HDD in den Ruhezustand wechselt macht das 6-8W aus. Meine Wasserpumpe braucht 4,5W, usw.

 

[TZUI1111]

Die Frage ist warum geht es nicht umgekehrt bei SMT/HT, das man Kerne komplett zusammenschalten kann, das wäre mal ein Feature. Statt Threadripper 2990X mit 16/32 lieber 4/8(ein Kern pro ccx) und bei 4facher IPC das wäre mal geil ^^

 

[new Account()]

HT macht etwas ganz anderes: Es macht zwei aus einem und nicht eins aus zwei.
Wie soll das bitte hinhauen?

 

[Baal Netbeck]

@TZUI1111
Ähm....SMT und HT schaltet nichts zusammen sondern teilt CPU Kerne virtuell in zwei auf.
und wenn es möglich wäre Kerne ohne multithread Programmierung an einer Aufgabe arbeiten zu lassen, wäre das die sensation des Jahrhunderts.

 

[0x8100]

https://www.heise.de/newsticker/meldung/Skylake-mit-inversem-Hyper-Threading-2779793.html

immerhin wurde mal daran geforscht (siehe links bei heise)

 

[JohnVescoya]

Die frage ist warum geht es nicht ähnlich wie bei SMT/HT das man Kerne komplett zusammenschalten kann, das wäre mal ein Feature. Statt Threadripper 2990X mit 16/32 lieber 4/8(ei Kern pro ccx) und bei 4facher IPC das wäre mal geil ^^

Und wenn man 4 VW Golf aneinander klebt, fahren diese 4 gemeinsam schneller als jeder Ferrari und schaffen 800 km/h. Geiles Konzept, warum ist da nicht schon eher jemand drauf gekommen!

 

[Fragger911]

Gibt es da irgendwo eine Begründung warum heutige CPU-Prozessoren ihre Kerne bei Nichtbedarf komplett deaktivieren können?

Wurde dieses Thema größerer Mehrkernprozessoren mal irgendwo näher erläutert?

Soweit ich das über die letzten Jahrzehnte mitverfolgt und in Erinnerung behalten habe, so ist das rein technisch seit langer Zeit möglich und wird teilweise im mobilen Sektor auch genutzt.
Allerdings sind die Nachteile gerade im Desktopsektor und darüber einfach größer als der Nutzen aufgrund der erzielbaren Einsparungen.

Baal Netbeck hat das ja schon angerissen.

Zum Thema größere Mehrkernprozessoren, wenn wir mal von Workstation und Server ausgehen wollen:
Die Maschinen sollen eigentlich 24/7 Geld verdienen, Stillstand und Idle kosten da weitaus mehr Geld, als das die Energieeinsparung mit dann zusätzlicher Kernabschaltung relevant wäre.

Es ist ja nicht der einzelne Rechenkern allein betroffen, denn je nach Architektur sind noch weitere Teile wie gemeinsame Caches, Speicher- & I/O-Controller involviert.
Alle Komponenten auf separates Abschalten hin zu designen ist schlicht Verschwendung von Ressourcen in Entwicklungsabteilung.

 

[TZUI1111]

HT macht etwas ganz anderes: Es macht zwei aus einem und nicht eins aus zwei.
Wie soll das bitte hinhauen?

Wer lesen kann ist klar im Vorteil Wenn man HT aber deaktiviert, erhöht sich bei einem Kern aber durch die zusätzlichen Einheiten die Rechenleistung. Leider halt nur bei einzelnen Operationen.

@TZUI1111
wenn es möglich wäre Kerne ohne multithread Programmierung an einer Aufgabe arbeiten zu lassen, wäre das die sensation des Jahrhunderts.

Das meine ich ja, ähnlich wie bei den GPUs

Und wenn man 4 VW Golf aneinander klebt, fahren diese 4 gemeinsam schneller als jeder Ferrari und schaffen 800 km/h. Geiles Konzept, warum ist da nicht schon eher jemand drauf gekommen!

Das reißt meine Aussage etwas aus dem Komtext, bleib doch bitte Sachlich .
Seit wann steigt bei einer CPU der Luftwiederstand...

https://www.heise.de/newsticker/meldung/Skylake-mit-inversem-Hyper-Threading-2779793.html
immerhin wurde mal daran geforscht (siehe links bei heise)

Sowas in der Art habe ich gemeint

 

[Nilson]

Das meine ich ja ähnlich wie bei den GPUs

Auch bei GPUs wird nix "zusammengeschaltet". Grafik- bzw. Video- und Bildberechnungen lassen sich eben extrem gut parallelisieren und durch passende Algorithmen auf duzende Ausführungseinheiten aufteilen, aber es sind weiterhin parallele Berechnungen.

 

[doesntmatter]

15 Monate alt:
https://www.computerbase.de/artikel...core_parking_ist_unter_windows_7_kein_problem

Messung der Differenz ergab 9 Watt = -14%, wäre die Unterstützung durch AMD/Treiber und BS maximal würde mehr herausspringen, aber der Nutzer schreit meist gleich wg. Performanceeinbrüchen. Gesteuert über ein noch sparenderes Energieprofil könnte jeder selbst entscheiden.

 

[Vissi]

Einige meinen ja hier, dass es im Idle kaum einen Unterschied macht.

Hier die Tabelle zeigt aber etwas anderes:

https://www.computerbase.de/artikel...est.63871/seite-2#abschnitt_leistungsaufnahme

Im Idle benötigt ein 10-Kerner von Intel doppelt so viel Leistung, als i7-8700T!!

Vor allem der Ryzen braucht hier bald 3x so viel Leistung!

Obwohl doch hier der 10-Kerner von Intel und der Ryzen mit 4 aktiven Kernen bestimmt mit solch einer Technik die Idle-Werte eines 4-Kerners erreichen könnten.

Das wunderte mich, dass da die CPU-Hersteller nicht Kerne in Abhängigkeit der Last komplett abschalten.

 

[TZUI1111]

@Nilson
Ja aber gerade das Versteh ich eh nicht, man hat ja Jahre lang Geforscht und Software geschaffen um Monster wie z.B. die GV100 mit 5120 + Tensor gedöns auszulasten. Aber es gibt keine vergleichbaren Ansätze im CPU-Bereich.
@Vissi
Du musst auch bedenken, das das eben auch nicht 1:1 skalieren kann. Wenn du die Consumer mit HEDT vergleichst, fehlt ja der zusätzliche Stromverbrauch von den PCIE-Lanes, und den größeren Cache der eben nie abgeschaltet wird, höchsten die Frequenz geht in den Keller. Da gibts bestimmt auch noch mehr was größer ausfällt und sich nie komplett abschalten lässt, angesichts dessen sind sie eig. relativ Effizient. Da doppelt so viele Kerne( mit Cache und Co) nicht zu einen doppelt so hohen Verbrauch im IDLE führen.

 

[Vissi]

15 Monate alt:
https://www.computerbase.de/artikel...core_parking_ist_unter_windows_7_kein_problem

Messung der Differenz ergab 9 Watt = -14%, wäre die Unterstützung durch AMD/Treiber und BS maximal würde mehr herausspringen, aber der Nutzer schreit meist gleich wg. Performanceeinbrüchen. Gesteuert über ein noch sparenderes Energieprofil könnte jeder selbst entscheiden.Anhang anzeigen 690425

Interessant! Wenn es Core-Parking schon längst gibt, warum haben dann 10-Kerner im Idle-Modus 50% Mehrverbrauch und nicht nur ein paar Watt mehr? Mal ganz abgesehen von Ryzen mit 16 Kernen, der im Idle-Modus 100% mehr aus der Steckdose zieht, als ein 4 oder 6 Kerner von Intel...

Das wundert mich.

 

[Nilson]

Zum einen mißt CB bei CPUs immer das Gesamtsystem und für den i9 braucht es ein 2066 Board das ggf. mehr verbraucht. Dazu hat der i9 zwei RAM Kanäle mehr, mehr Cache, mehr PCIe Lanes etc. Der Verbrauch kommt nicht nur aus den Cores.

@Nilson
Ja aber gerade das Versteh ich eh nicht, man hat ja Jahre lang Geforscht und Software geschaffen um Monster wie z.B. die GV100 mit 5120 + Tensor gedöns auszulasten. Aber es gibt keine vergleichbaren Ansätze im CPU-Bereich.

GPUs sind hochspezialisierte Chips, die eins gut können: Parallele Gleitkommaoperationen. Aber nicht jede Anwendung besteht aus parallelen Gleitkommaoperationen. Bei vielen Anwendungen ist es schwer die überhaupt auf mehr als 1 oder 2 Threads zu verteilen. Sieht man ja an Spielen, wie lange es da gedauert hat, dass mal 4 Threads von vielen Spielen wirklich benötigt werden.

 

[Fragger911]

Hier die Tabelle zeigt aber etwas anderes:

https://www.computerbase.de/artikel...est.63871/seite-2#abschnitt_leistungsaufnahme

Im Idle benötigt ein 10-Kerner von Intel doppelt so viel Leistung, als i7-8700T!!

Dir ist schon bewusst damit rohe Eier mit Birnenkompott und Schweinerippchen zu vergleichen.

Den 8700T als extra Lowpower CPU der Mainstream Plattform gegen eine Prosumer CPU auf der weitaus umfangreicheren HEDT zu stellen... gewagtes Unterfangen.

 

[Raybeez]

@Nilson
Ja aber gerade das Versteh ich eh nicht, man hat ja Jahre lang Geforsch und Software geschaffen um mal eben Monster wie z.B. die GV100 mit 5120 + Tensor gedöns auszulasten. Aber es gibt keine vergleichbaren Ansätze im CPU-Bereich.

Du hast einen falschen Eindruck von CPU und GPU.
GPUs enthalten viele Kerne, um viele Aufgaben parallel schnell abarbeiten zu können. CPUs enthalten im Vergleich dazu sehr wenige Kerne, können aber einzelne, komplexe Aufgabe deutlich schneller abarbeiten.

Die GPU versagt (im Vergleich zur CPU) bei einzelnen, komplexen Aufgaben, die CPU bei vielen simplen Aufgaben.