Чому ноутбук швидкий лише перші хвилини?

Ноутбук експортує відео. Перші секунд тридцять смуга прогресу біжить бадьоро, кулер ще майже не чути, — а далі темп осідає і тримається рівним аж до кінця файлу. Короткий тест, який ви запускали вчора на цій самій машині, показував число, яке зараз не повторюється жодного разу. Машина та сама, файл той самий, розетка та сама.

Напрошується перегрів: кристал розігрівся, спрацював захист, частота впала. Звідси і звичний набір порад — почистити радіатор, змінити термопасту, підкласти підставку. Кулер, який саме в цю мить розкручується, здогад ніби підтверджує. Тільки в паспорті процесора обмеження, про яке йдеться, описане окремо від температурного захисту й вимірює зовсім іншу величину.

Ліміт міряють у ватах

Intel публікує для кожної платформи datasheet, і том 1 містить розділ Package Power Control. Він задає не одне обмеження потужності, а чотири плюс параметр часу. Два з них обов'язкові для роботи турбо, і сказано про них так:

• Power Limit 1 (PL1) — поріг для середньої потужності, який не перевищується; його рекомендовано прирівнювати до Processor Base Power;
• Power Limit 2 (PL2) — поріг, після перевищення якого швидкі алгоритми обмеження намагаються збити сплеск.

Перший — стеля для середньої потужності, другий — стеля для сплеску. Ані частота, ані градуси в цих визначеннях не фігурують. Процесор рахує вати.

Сам Processor Base Power — теж не «споживання». Intel визначає його як середню розсіювану потужність за граничної робочої температури кристала, для конкретного сегмента й конфігурації, яку процесор підтверджує на виробництві, виконуючи задане Intel складне навантаження. Число зі стенда, а не з вашої розетки.

У таблиці рекомендованих значень для мобільних Core Ultra цікава не сама цифра, а відстань між двома сусідніми колонками:

Візьміть рядок 15-ватного U-series. 57 ÷ 15 = 3,8 — у стільки разів короткочасна стеля перевищує тривалу. Ноутбук, який у характеристиках підписаний як 15-ватний, у перші секунди має право спожити майже вчетверо більше, і саме ці секунди ви бачите на початку експорту.

Поруч, у тому самому документі, лежить формула із зовсім іншою пропорцією: апаратне значення за замовчуванням прирівнює PL2 до PL1, помноженого на 1,25. Таблиця рекомендованих значень перекриває його втричі. Обидва числа офіційні. Відстань між ними показує, наскільки широко виробник корпусу крутить ці ручки, не виходячи за паспорт.

Tau — не секундомір

Опускає процесор з 57 Вт на 15 параметр Tau, і уявляють його майже завжди неправильно — як таймер, після якого прискорення вимикається. У datasheet він визначений інакше: це стала усереднення для експоненційно зваженого ковзного середнього (EWMA), за яким рахується потужність для PL1.

Процесор не веде зворотний відлік. Він безперервно рахує ковзне середнє спожитої потужності, у якому вага давніших вимірів спадає експоненційно з характерним часом Tau. Поки це середнє нижче за PL1, тримати PL2 дозволено. Що довше триває навантаження, то більший внесок уже спожитих ватів у середнє — і то нижче доводиться опускати миттєву потужність, щоб середнє лишилося під стелею. Спад виходить плавним, а не східчастим, і починається він не в конкретну секунду, а в міру накопичення історії.

Розділ Turbo Time Parameter каже про це прямо: під час турбо-події процесор здатен утримувати PL2 і довше, ніж триває сам Turbo Time Parameter. Тобто 28 секунд у таблиці не означають, що на 28-й секунді все закінчиться. Примітка до таблиці формулює наслідок одним рядком: що більший Tau, то довша тривалість PL2.

Діапазон, у якому цей параметр узагалі виставляється, — від 0,1 секунди до 448. Апаратне значення за замовчуванням — 1 секунда; рекомендоване для всього, що нижче 45 Вт, — 28. Порахуйте верхню межу в хвилинах: 448 ÷ 60 ≈ 7,5. Характерний час усереднення розтягується на сім із половиною хвилин або стискається до однієї десятої секунди — на тому самому кристалі й не виходячи за специфікацію.

Звідси і розрив між тестом та роботою. Хвилинний бенчмарк здебільшого вкладається у вікно, де середнє ще не набрало PL1; годинний рендер живе далеко за цим вікном. Обидва результати правдиві — вони просто зняті по різні боки від Tau.

Жодна з цих стель не є непроникною стіною. PL1 у паспорті названо усередненою в часі потужністю, прив'язаною до Turbo Time Parameter, і поруч сказано, що абсолютна потужність виробу короткочасно виходить за виставлені межі. Для PL2 припуск названий числом: для керованих турбо-навантажень перевищення дозволене до 10 мс. Ідеться про керування середнім, а не про запобіжник, який обриває живлення рівно на позначці.

Що подивитися на власному ноутбуці

Знайдіть у специфікації свого процесора рядок Processor Base Power — так Intel тепер називає те, що раніше підписували як TDP. Це число і є рекомендованим PL1. Далі запустіть будь-яку програму моніторингу, яка показує споживання пакета у ватах, і дайте машині довге навантаження: архівацію великої теки, експорт проєкту, повну збірку.

Дивіться на два поля водночас — потужність і температуру.

Якщо в перші секунди ватів помітно більше за паспортну цифру, а через хвилину-другу споживання осідає десь біля неї, поки температура тримається нижче 110 °C, — ви щойно спостерігали перехід від PL2 до PL1. Якщо ж потужність падає одночасно з тим, як температура впирається у стелю, працює вже тепловий захист, і чищення радіатора справді щось змінить.

Профілі живлення в утиліті виробника дають другий зріз. Механізм, який за ними стоїть, у datasheet названо Assured Power (cTDP), і зміни в ньому, як там сказано, зводяться здебільшого до зміни PL1 і пов'язаних із ним частот, причому перезавантаження не потребують. Перемкніть профіль під тим самим навантаженням і подивіться, як зсунеться сталий рівень ватів: це і буде ваш новий PL1.

Одразу результату не буде. Після зміни лімітів на ходу алгоритмові потрібно, за паспортом, приблизно від трьох до п'яти Turbo Time Parameter, щоб вийти на нові межі.

Рекомендація, а не норма

Таблиця з datasheet — рекомендація, а не норма. Під нею стоїть окремий рядок: мінімальних і максимальних значень для PL1 і PL2 не задано взагалі. Вати виставляє виробник корпусу, і для того самого 15-ватного U-series документ передбачає конфігурації від 12 до 28 Вт. Назва процесора в специфікації ноутбука не задає жодного з чисел цієї статті.