1、CPU 的节能技术最初出现在笔记本电脑上，主要是为了降低笔记本 CPU 的功耗，从而解决 CPU 的散热问题，更重要的是延长笔记本的电池使用时间。目前各 CPU 厂商的 CPU 节能技术经过长时间的发展，已经比较成熟，而且已经应用到台式机 CPU 上面来了，这是因为台式机 CPU 虽然不像笔记本 CPU 那样具有功耗压力，但却面临着越来越大的 CPU 功耗所带来的越来越大的发热量问题，即 CPU 的功耗与性能几乎是同步提升，但散热技术的革新根本不可能同步进行，现在的 CPU 所依靠的散热手段与 586 时代没有什么本质的差别，常规散热手段遭遇瓶颈，所以引入 CPU 节能技术降低 CPU 功耗，
2、解决日益突出的散热问题也就成为必然。Intel 笔记本 CPU 的节能技术：从 Coppermine 核心的 Mobile Pentium III 处理器开始就引入了 Speedstep 节能技术，采用 SpeedStep 技术的 CPU 有两种不同的工作模式:使用AC 电源时的最高性能模式（Maximum Performance Mode）和使用电池时的电池优化模式（Battery Optimized Mode） ，笔记本电脑根据电源情况自动切换工作模式，也就是说，就是当使用 AC 电源或电池驱动时，自动对 CPU 的工作电压和工作频率进行切换：使用 AC 电源时，CPU 开足马力全速运行；
3、而在电池模式下，CPU 将核心电压和工作主频调低到另一档上，达到降低系统功耗的目的，在小幅度影响性能的条件下维持更长运行时间。根据常识，只有在系统启动时才可进入 BIOS 中调节 CPU 的核心电压和时钟倍频，因为CPU 的电压调节器和时钟倍频寄存器只有在系统启动时才能被初始化，启动之后就无法改动。Speedstep 技术的精髓在于可以随时进行电压和频率的调节，拥有该特性的移动 CPU在内部有一个专用的 Speedstep 控制器，该控制器侦测到电源模式的改变时就向 Windows 98、Windows ME 或 Windows 2000 等操作系统发出中断请求，操作系统响应请求执行中断后重新
4、定义控制器状态并将 CPU 休眠，然后 Speedstep 控制器调节电压调节器并且改变CPU 的倍频， 完毕之后 Speedstep 控制器强制唤醒 CPU，CPU 以新的电压和主频开始工作。这个过程少于 1 毫秒，用户工作无需任何停顿。Speedstep 的节能效果非常显著，它可以提高 10%至 20%的电池使用时间，不过这是在牺牲性能的前提下实现的。用户也可以在操作系统中禁止 Speedstep 功能，保证在电池模式时 CPU 也能全速运行，但如此一来电池可用时间又减小许多，二者难以兼顾。后来，Intel 又推出了增强型 Speedstep 技术（Enhance Intel SpeedS
5、tep Technology，EIST） ，该技术所作的改进主要在于提供更多的电压和频率工作点，处理器可以在不同频率间进行快速切换，这个切换过程仍由操作系统统一负责。因处理器的工作电压在频率降低时也降低，对应的功耗值也会随之下降。而多个频率断点的优势在于可以让处理器根据应用程序选择所需的运算能力，在性能和功耗间取得最理想的折衷。EIST 虽然仍然与 SpeedStep 技术一样分为最高性能模式（Maximum Performace Mode）和电池优化模式（Battery Optimized Mode） ，但与 SpeedStep 技术不同的是，EIST 可以根据 CPU 的负荷情况在两种性能
6、模式之间实时进行电压和频率的动态切换，也就是说可以在电池驱动时根据 CPU 负荷情况自动切换到最高工作频率和电压，也可以在接 AC 电源时根据 CPU 负荷情况自动切换到最低工作频率和电压。例如，在运行 3D 游戏时，CPU 可运行在最高性能模式，而在普通的文本处理时，CPU 可以工作在电池优化模式下，并不需要考虑此时电脑是通过AC 电源还是电池供电。这两种模式间的切换动作是在操作系统掌管下自动进行的，用户也可以采用手动方式来调整。目前 Intel 的 Mobile Pentium 4-M、Mobile Pentium 4、Pentium M 等移动 CPU 都采用了 EIST 技术。Inte
7、l 台式机 CPU 的节能技术：目前，在 Intel 的台式机 CPU 方面，部分基于Prescott 核心的单核心 CPU（Pentium 4 6XX 系列）以及部分基于 Smithfield 核心的双核心 CPU 也采用了 EIST 技术，通过操作系统检测 CPU 的负荷而实时调整 CPU 的运行频率以及电压，如果在一段时间内 CPU 负荷比较低的话就会将其降至 2.8GHz 的运行频率。但与笔记本 CPU 所采用的 EIST 不同，台式机所采用的 EIST 只是一种简化的节能技术，并不能提供多个电压或频率工作点，这里的 EIST 技术只能降低到 2.8GHz 这一个频率而已，其实就是把
8、CPU 的倍频降低到 X14 来实现 2.8GHz 的低频的，这是由于 Prescott 核心 CPU 的倍频最低为 x14 的限制而来，Smithfiled 也只不过是两个 Prescott 核心而已，仍然有这个限制，所以 2.8GHz 的 Pentium D 820 和 3.73GHz 的 Pentium 4 EE 3.73GHz 是不支持 EIST 技术的，因为它们都是 x14 的倍频，已经是最低了，已经没有可以调整的余地了。不过就算只是简化版的 EIST 技术，但对降低 CPU 的功耗已经有很明显的功效了。例如 Pentium 4 6XX 系列 CPU 虽然由于比 Pentium 4
9、5xx 系列 CPU 多了 1MB 的二级缓存而使晶体管数目有较大幅度的上升，但是在实际运行的过程中，对于大多数用户而言，多数时候 CPU 并不会运行在高负荷状态，所以在打开 EIST 技术的情况下 Pentium 4 6xx 系列 CPU的发热量实际上比同频率的 Pentium 4 5xx 系列 PU 的发热量有较大幅度的下降。这对于用户来说当然是件好事了。AMD 笔记本 CPU 的节能技术：AMD 方面，在 Intel 的 SpeedStep 技术问世以后，AMD 也开发出了自己的笔记本 CPU 节能技术 PowerNow!技术，并将其应用在 K6-2+和 K6-III+中。PowerNo
10、w!的工作模式与 SpeeStep 类似：外接 AC 电源时，处理器全速运行；如果只依靠电池驱动，CPU 就会降低速度来达到节能的目的。但与 SpeedStep 不同的是，PowerNow!在使用电池时可以提供多达 6 个电压设置点和 32 组频率调节，而且电压频率调节完全是自动进行的：控制软件可侦测出应用程序所需的性能，并据此来实时调节处理器的电压和频率。例如，若用户要开启一个比较大的应用程序，PowerNow!会指挥处理器立即切换到高频率状态以保证程序能快速载入。而在进入应用程序之后，系统等待用户作输入操作，处理器就无须停留在高速状态，PowerNow!发出降低时钟频率的指令让处理器降低频
11、率。当用户开始使用这个程序时，处理器的频率又会根据需要再度提升。这种动态调节机能与英特尔后来的增强型 SpeedStep 相当，但 PowerNow!多达 21 级的频率调节却是增强型 SpeedStep 所不及。从技术上而论，PowerNow!比 SpeedStep 要先进，它在提供卓越节能效果的同时让用户不会感觉到会有太明显的性能下降，根据任务动态调节频率的方式也显得非常人性化。在实际使用中，PowerNow!可以延长最多达 70的电池时间，效果极其明显。倘若你还不知足，也可以选择 PowerNow!提供的“节能模式” ，此时它与 SpeedStep 一样，在使用电池时核心电压和工作频率都
12、降到最低点，虽然可以让电池使用更久，但是用户会觉得系统的速度慢了很多。虽然 PowerNow!在技术上无可挑剔，但怎奈直到现在为止 AMD 的笔记本 CPU其功耗总要高于同档次的 Intel 笔记本 CPU，不真正降低 CPU 的功耗而单靠辅助性的节能技术显然还是不行的。采用 PowerNow!技术的最初是 K6-2+和 K6-III+，此后的 Mobile Athlon 4、Mobile Athlon XP-M、 Mobile Athlon 64、Mobile Sempron、Turion 64 等等 AMD 的笔记本 CPU 都采用了 PowerNow!技术，而且只是将 PowerNow!
13、控制软件作适应性升级而已，工作模式没有什么变化。AMD 台式机 CPU 的节能技术：AMD 台式机 CPU 的节能技术名为 CoolnQuiet，这是第一种用于桌面处理器的节能技术，顾名思义，这项技术为“低温、安静”之意，可大幅减轻散热系统的压力，所以又被形象的称为“凉又静” 。CoolnQuiet 是一项能让处理器在闲置状态下自动降低电压与频率的节能技术，与 PowerNow!非常相似，可以简单把它当作 PowerNow!的桌面版。CoolnQuiet 的使用价值更多是体现在高频率（高 PR 值或高标号）的 Athlon 64和 Athlon 64 FX 身上，单比较最高功耗，Athlon
14、64 和 Athlon 64 FX 比 Prescott 核心的Pentium 4 只是稍好一些，但 CoolnQuiet 技术却让二者出现质的差异：CoolnQuiet 允许各款 Athlon 64 和 Athlon 64 FX 最低运行在 1GHz，1.1V 电压的状态下，性能大概与 Athlon XP 1500+相当，完全可满足正常办公和娱乐的需要，而此时它的功耗仅有22W。在实际使用中，办公处理、多媒体娱乐、网络浏览等日常应用总是占据大部分，籍由CoolnQuiet 技术，Athlon 64 和 Athlon 64 FX 可长时间工作在低耗电环境下。比较保守的估计，它的平均功耗会在 40 至 60W 左右，对散热系统不会造成任何负担，风扇也可低噪音运行，称之为 CoolnQuiet 的确颇为贴切。CoolnQuiet 需要处理器硬件、驱动程序和主板 BIOS 三方面的支持，AMD 的新一代 Athlon 64、 Athlon 64 FX、Athlon 64 X2 以及部分 Socket 754/939 接口的 Sempron 产品都支持该项技术，只要安装最新的 CPU 驱动便可以感受到 CoolnQuiet 带来的“低温体验” 。凭借这项技术，AMD 终于在功耗问题上大翻身，过去它的产品一直给人高功耗、高发热的印象，英特尔的产品则口碑优良，而现在情况刚好反过来。
