Hardware, který se obvykle propaguje v marketingu, je paměť a procesory všeho druhu, ale PC je něco natolik složitého, že pokud se něco pokazí, úplně to rozbije systém. Tady přichází to, co můžeme nazvat telemetrické nebo monitorovací systémy, které řídí teplotu a spotřebu energie komponent vašeho počítače.
Jedním z klíčových bodů dnešního designu polovodičů je vše, co souvisí se spotřebou energie a barvou přenášenou komponentami. Vzhledem k tomu, že nadměrná spotřeba energie generuje nadměrné teplo, které může snížit životnost součásti, nebo v opačném případě ji učinit navždy zbytečnou.
Dalším důvodem je spotřeba energie, mnoho konstrukcí se používá jako triky, jako je oddělení energetické domény jejích různých částí, a to takovým způsobem, že když se komponenta nepoužívá, vypne se elektrický zdroj a přestane fungovat. . Zatímco jiné jsou založeny na snižování rychlosti hodin, pokud je pracovní vytížení nízké, a na zvyšování, když je vysoká.
Aby se však procesory mohly přizpůsobit, potřebují informace v reálném čase, které označují teploty a napětí různých komponent, aby přizpůsobily své taktovací rychlosti a aktivovaly a deaktivovaly různé části hardwaru, a to buď na úrovni SoC, nebo na úrovni. několika komponent na jedné desce.
Co jsou to telemetrické systémy a kde se nacházejí?
Ve skutečnosti nejsou telemetrické systémy ničím jiným než malými čipy, které nejsou ničím jiným než digitálními teploměry a / nebo voltmetry, které jsou odpovědné za provádění nepřetržitého měření k hardwaru, ke kterému jsou připojeny, a za přenos těchto informací do řady mikrokontrolérů, které telemetrie získaná monitorovacími systémy, řídí rychlost hodin, napětí a jsou dokonce schopny vypnout části procesoru.
Pokud jde o jejich umístění, záleží, například je můžeme najít na stejném čipu jako ve formě externích komponent, v závislosti na specifikacích a užitečnosti každého typu procesoru. Ve skutečnosti má dnes většina SoC různé hardwarové monitorovací systémy, které odesílají telemetrická data do různých mikrokontrolérů.
Ty jsou nesmírně důležité v SoC, kde blízkost komponent vytváří to, co nazýváme tepelné udušení, což brání tomu, aby různé části z jejich těsné integrace mohly dosáhnout stejných rychlostí hodin jako samostatně, takže je nezbytné, aby monitorování napětí a teploty systémy jsou uvnitř SoC.
Co je to mikrokontrolér?
Mikrokontrolér je sám o sobě počítač na čipu s mnohem vyšší úrovní integrace než SoC, protože procesní jednotky i RAM paměti jsou integrovány do stejného čipu a mají pouze komunikaci s vnějškem prostřednictvím řady I / O pinů, které slouží k načtení programu, který se provede rekurzivně.
Mikrokontroléry se začaly používat v počítačích počínaje IBM PC XT z roku 1983, ve kterém Intel Společnost 8048 řídila 8086, postupem času se staly složitějšími a staraly se o různé úkoly na pozadí, jako je správa výkonu a teploty procesorů.
Důvodem, proč se používají mikrokontroléry, a nikoli mikroprocesory, je to, že nesdílí RAM s procesor, je zabráněno nejen sporům v přístupu, ale také tomu, že k nim přistupuje škodlivý kód. Aktualizace firmwaru se však načítají z určitých adres v systémové paměti RAM, než se během spuštění zkopírují do paměti RAM každého mikrokontroléru.
Příklad mikrokontroléru pro telemetrii: AMD SMU
V mnoha diagramech AMD SoC, CPU a GPU jste viděli kousek s názvem SMU, o kterém jste pokrčili rameny, protože jste nevěděli, co to je a jeho funkčnost. Pokud si přečteme oficiální dokumentaci AMD o tom, co je SMU, najdeme následující prohlášení:
Jednotka pro správu systému, nebo anglicky SMU, je dílčí součástí Northbridge, která je zodpovědná za různé úkoly správy energie během zapnutí počítače a za plného provozu počítače, jehož součástí je pomocný mikrokontrolér (v uvedeném úkolu).
Je třeba vzít v úvahu, že od vzhledu prvního x86-64 AMD, co nazýváme Northbridge, což je hardware odpovědný za komunikaci CPU s RAM systému, je umístěn uvnitř procesoru, takže jednotka SMU nebo jednotky jsou umístěny v samotném procesoru.
SMU používá nejen AMD ve svých CPU, ale také ve svých GPU a jedná se o mikrokontrolér Lattice LM32, který má licenci AMD a je zodpovědný za správu všeho, co souvisí se spotřebou energie za všech okolností, rozdíl je v tom, že v průběhu času AMD vyvinul a pro různé jádra existuje několik SMU.
Například v notebooku Ryzen 5000 pro notebooky společnost AMD umístila jednotku pro správu systému, která spravuje spotřebu energie každého z jader Zen 3 tohoto procesoru, takže každé z nich má svou vlastní energetickou doménu a může kolísat v taktu a napětí synchronně nebo nezávisle na zbytku jader.
Protějškem v případě Intelu je takzvaný Management Engine, jehož funkce je naprosto stejná. AMD i Intel ME mají tu zvláštnost, že mají úroveň privilegií nad samotným procesorem a mají schopnost zastavit CPU na suchu a ostatní komponenty, pokud pro PC dojde k nebezpečné situaci.
