Intel Turboboost สำคัญไฉน ทำไมความเร็วถึงไม่เท่ากัน

สวัสดีครับชาว NBS ข่าวคราวเกี่ยวกับ CPU จนถึงช่วงเดือนพฤศจิกายนนี้ Intel ก็ได้มี CPU ออกมามากมายหลายรุ่น ยิ่งออกมาก็ยิ่งมีสถาปัตยกรรมเล็กลงถึง 32 นาโนเมตร ทำให้บางคนที่กำลังจะซื้อโน๊ตบุ๊คคู่ใจสักตัวหนึ่งต่างก็สงสัยว่า CPU ตัวใหม่ ๆ มันดีกว่าตัวเก่าอย่างไร ทั้ง ๆ ที่บางตัวบอกความเร็วสัญญาณนาฬิกา (Frequency) เท่ากัน ซึ่งวันนี้ประเด็นจะอยู่ที่การเพิ่มสัญญาณนาฬิกาโดยใช้ turboboost ของ CPU ตระกูล core i5 และ i7 นั่นเอง

ก่อนที่จะลงลึกถึงส่วนต่าง ๆ ภายใน CPU ที่รวมไปถึงการคำนวณความเร็วสัญญาณนาฬิกานั้น มารู้กันก่อนว่า hyper threading คือการนำทรัพยากรของ CPU มาใช้งานให้มากที่สุด เนื่องจากส่วนใหญ่ CPU สามารถคำนวนจบไปได้ด้วยการวิ่งของสัญญาณนาฬิกาไม่ถึงรอบทำให้มีทรัพยากร CPU บางส่วนไม่ได้ถูกใช้งาน ด้วยเหตุนี้จึงมีการให้ CPU นำทรัพยากรส่วนนั้นมาใช้งานเพิ่มขึ้นในลักษณะที่เป็นการคำนวณสลับกันไวมากเปรียบเสมือนว่าคำนวณพร้อมกันได้? จึงเหมือนกับมี cpu เพิ่มขึ้นมาอีก 1 หัว เมื่อตอนใช้ turboboost การใช้งานของ hyperthreading จะถูกปิด ทำให้ได้ความเร็วของ CPU เพิ่มขึ้นแต่แลกกับจำนวน CPU ที่ลดลง การใช้ turboboost จะขึ้นอยู่กับการใช้งานโปรแกรมต่าง ๆ ที่รองรับการทำงานแบบหัวเดียว สองหัว และมากกว่าสองหัว ยิ่งมีหลายหัวการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณนาฬิกาก็ยิ่งมีหลายขั้นและยิ่งสามารถเพิ่มสัญญาณนาฬิกาได้สูงกว่า เรามาดูกันว่าคุณสมบัติของ CPU Core i series แต่ละตัวมีคุณสมบัติอย่างไร ดังนี้ครับ

CPU Intel Core i3

เป็น CPU ที่มี 2 core 4 thread โดยใช้ชื่อรหัสว่า Arrandale ซึ่งชื่อรหัสนี้จะถูกใช้ใน CPU core i ที่เป็นสองหัวทั้งหมด แน่นอนว่าจะเจอไปชื่อรหัสนี้ไปถึง Core i7 กันเลย

Intel Core i3 จะแบ่งออกเป็นสองประเภทตามการใช้พลังงาน (TDP) มีหน่วยเป็น วัตต์ (watt) คือ standard voltage และ ultra-low voltage ในส่วนของ intel core i3 จะไม่มี turboboost ตามตารางข้างล่างนี้

Model number คือ ชื่อรุ่นย่อย จะมีสองประเภทคือ M และ UM ตามการใช้พลังงาน

Frequency คือ ความเร็วของสัญญาณนาฬิกาที่ CPU รุ่นนี้ทำได้ทุก core ทุก thread โดยความเร็วจะขึ้นอยู่กับการคูณกันของ Multiplier และ system bus

Turbo อัตราส่วนในการลด thread เพื่อเพิ่มสัญญาณนาฬิกาในส่วนของ Core i3 นั้นจะไม่มี

Multiplier เป็นตัวคูณกับ system bus มีผลให้ได้ค่า Frequency โดยที่ system bus มีค่าเท่ากับ 133.33 MHz

โดยคิดตามสูตรดังนี้

ตัวอย่าง

Core i3-350M จะได้ Frequency = 133.33 x 17 = 2266.61 MHz หรือ 2.27 GHz ดังตาราง

Turboboost เป็นการเพิ่มความเร็วของ frequency ขึ้นอยู่กับค่า turbo ซึ่งใน core i3 จะไม่มีการใช้งานนี้

CPU Intel Core i5

เป็น CPU ที่มี 2 core 4 thread และชื่อรหัส Arrandale เช่นกัน ที่แตกต่างจาก core i3 ก็คือมี turboboost รายละเอียดตามตารางดังนี้

Turbo จะบอกเป็นอัตราการคูณเข้าไปโดยที่ 2,2 หรือ 2,4 นั้นคือเมื่อใช้งาน CPU เพียง core ละ thread เท่านั้น โดยที่ไล่จาก 2 core และ 1 core ตามลำดับ ในตารางจะเห็นได้ว่า turbo ใน model number i5-4xxM นั้นจะมีค่า 2,2 แต่ใน i5-5xxM จะมีค่า 2,4 ด้วยเหตุนี้จึงทำให้การใช้งานโปรแกรม 1 core จะได้ความเร็วมากกว่า สูตรคำนวณ turboboost มีดังต่อไปนี้

ตัวอย่าง

Core i5-460M 2.53 GHz turbo 2,2

2 core จะได้ Turboboost = 2533 + (133.33 x 2) = 2799.66 MHz หรือ 2.80 GHz

1 core จะได้ Turboboost = 2533 + (133.33 x 2) = 2799.66 MHz หรือ 2.80 GHz

Core i5-540M 2.53 GHz turbo 2,4

2 core จะได้ Turboboost = 2533 + (133.33 x 2) = 2799.66 MHz หรือ 2.80 GHz

1 core จะได้ Turboboost = 2533 + (133.33 x 4) = 3066.32 MHz หรือ 3.07 GHz

จะเห็นได้ว่าเมื่อใช้เพียง 1 core จะได้สัญญาณนาฬิกาสูงกว่า ใน Frequency เดียวกัน

CPU Intel Core i7

แบ่งเป็น 2 ประเภทคือ 2 core และ 4 core

Intel Core i7 ชื่อรหัส Arrandale (2 core)

แบ่งเป็นระดับการใช้พลังงาน 3 ระดับ คือ standard, low และ ultra-low นอกจากนี้ L2 และ L3 cache จะมากกว่า core i5

ในการคำนวณค่า Turboboost จะเหมือนกันกับ Core i5

Intel Core i7 ชื่อรหัส Clarksfield (4 core)

มีการใช้พลังงานมากที่สุดเพราะเป็นสถาปัตยกรรมแบบ 45 นาโนเมตร แบ่งได้เป็น 2 ระดับ คือ QM และ XM โดยที่ QM หมายถึง Quad Mobile ส่วน XM หมายถึง Extreme Mobile

Turbo จะเรียงลำดับจาก 4 core , 3 core , 2 core และ 1 core

Turboboost จากในตารางจะเห็นได้ว่า turbo มี 4 core และ 3 core เหมือนกัน ดังนั้นจึงมีเพียง 3 step ลองมาคำนวณค่ากันตามสูตรเดิม

ตัวอย่าง

Core i7-740QM 1.73 GHz turbo 1,1,6,9

4 core และ 3 core จะได้ turboboost = 1733 + (133.33 x 1) = 1866 MHz หรือ 1.86 GHz

2 core จะได้ turboboost = 1733 + (133.33 x 6) = 2532.98 MHz หรือ 2.53 GHz

1 core จะได้ turboboost = 1733 + (133.33 x 9) = 2932.97 MHz หรือ 2.93 GHz

Core i7-820QM 1.73 GHz turbo 2,2,8,10

4 core และ 3 core จะได้ turboboost = 1733 + (133.33 x 2) = 1999.66 MHz หรือ 2.00 GHz

2 core จะได้ turboboost = 1733 + (133.33 x 8 ) = 2799.64 MHz หรือ 2.80 GHz

1 core จะได้ turboboost = 1733 + (133.33 x 10) = 3066.3 MHz หรือ 3.07 GHz

ก็จบกันไปแล้วสำหรับรายละเอียดที่เกี่ยวข้องกับการคำนวณค่า turboboost ใน CPU core i5 และ i7 น่าจะไขข้อสงสัยกันได้บ้าง สำหรับวันนี้สวัสดีครับ