Linux-PHC讓CPU不但快且又冷又省電－Linux Notebook必用(誰來試試EPC能不能用？)

[11/26 update]新增兩個圖並將前兩個step的電壓升高一格，否則使用電池時某些程式當容易出現當機的情況。　　

　　CPU為了節省電力消耗，擁有許多電源管理機制，其中之一，可依據CPU工作量，動態調整倍頻(Step)，讓CPU在工作量少時，可以好好休息(降低頻率)，真正忙錄時卻又可以精神百倍地快速處理所有工作(我的生理「機制」，正好相反！Orz)。

　　當然電壓也會隨著STEP不同而有所變換，但是通常預設電壓會「比較」保守，不過也別忘了Inte擁有的製程計術，不僅領先全球且堪稱世界工藝極致(45nm都產了，很威)，所以毋需害怕降壓。

　　就拿ThinkPad X61 所搭載的Core 2 Duo T7100 來說，其降幅之大足以令人吃驚，有圖有真相(如下圖)，最高與最低差了有20度之譜，並減少電力浪費，延長了電池續航力，不過，當然這一切的一切，都必需在CPU可以保持穩定工作，系統不當機的前提之下。

更改前

　　　更改後

　　由這則『於Ubuntu系統上修改 CPU 電壓降低筆電工作溫度』，可藉由Linux－PHC 的kernel patch 修改每個CPU Step 的電壓，但光是如此並無法確認修改後系統是否穩定，所以這則『筆電、伺服器夠穩定嗎？用mprime 燒燒看就知道 (for Linux )』，借助mprime「燒機」以提供穩定與否之參考，本文最後將說明如何將新的電壓設定寫入開機程序中(其實很簡單，不過我找了、試了很久才成功)。

　　以下主要參閱Linux-PHC 之Finding the lowest voltages that you can safely use on your CPU 官方wiki，並適度添酌個人安裝經驗，全部大概可簡單的分為五個部份：

系統監測
設定cpufreq參數
prime燒機
逐步降低電壓值
寫入開機程序

《系統監測》

系統：Ubuntu 7.10
硬體：IBM ThinkPad X61
處理器：Core 2 Duo T7100

在以下動作之前，最好先關閉BIOS中的CPU Power Management。

接著安裝監測工具，監控CPU頻率、使用率及溫度：

打開cpu頻率調整監察程式、系統監察等窗口：
在欲新增功能鈕的面板上點右鍵，選『加入面板』，找到系統及硬體那欄，新增『CPU頻率調整監察程式』與『系統監察』到該面板上，進入『系統監察』的偏好設定中勾選『處理器』為受監察的資源。
安裝Hardware Sensors Monitor：
　　$sudo apt-get install sensors-applet
接下來一樣，在面板上點右鍵選『加入面板』，找到系統及硬體那欄，新增"Hardware Sensors Monitor"，接著點右鍵進入Preferennces 然後到Sensors 的分頁，勾選acpi 中需分別監測溫度的兩個核心。
GKrellM(上面那些夠了，這個可以不裝)－功能強大的監測軟體，介面豐富(左圖)，可同時監測多個項目，且具有log的功能，按以下簡單步驟即可安裝與開啟。
　　$sudo apt-get install gkrellm
　　$gkrellm

《設定cpufreq 參數》
　　緊接著進入cpufreq目錄底下查詢各個step所對應的頻率以及電壓，並且記錄下來，等會兒就是要找出每一個step的頻率的最低且可穩定工作之電壓，但在這之前需簡單的設定控制cpu的幾個參數：

登錄為root。
進入/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq 目錄下。
　　$ su
　　password:
　　# cd /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq
　　/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq#
用cat列出各step所對應的頻率。(Core 2 Duo T7100 為例)
將自動變換頻率(step)的參數(ondemand) ，更改為手動(userspace)。(自排換手排！手自排嗎？恩，有那個fu！)
手動設定CPU頻率。(從最高的開始)
　　/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq# cat scaling_available_frequencies
　　1801000 1800000 1200000 800000
　　/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq# echo "userspace" > scaling_governor
　　/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq# echo 1801000 > scaling_setspeed

《mprime燒機》
　　進入mprime 目錄中，輸入以下命令：(還沒下載嗎？來吧！還是參考這篇『筆電、伺服器夠穩定嗎？用mprime 燒燒看就知道 (for Linux )』，別忘了先設定好優先權。)
　　$su
　　password:
　　# cd /home/yours/Desktop/mprime2414
　　/home/yours/Desktop/mprime2414# ./mprime -t

再開啟終端機，輸入底下指令，產生任務給另一個CPU執行。
　　/home/yours/Desktop/mprime2414# ./mprime -a2 -t
看一下CPU 使用率，應該是100%，接下來需一段時間讓溫度升到最高。

《逐步降低電壓值》
　　先用cat 讀取預設值，接下來echo 較低的「對應」電壓，
　　/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq# cat phc_vids
　　45 37 18 11
　　/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq# echo "42 37 18 11" > phc_vids

　　接著再讓他跑一陣子（愈久愈好，建議最好超過半個小時），如果程式沒出現error的訊息，就繼續往下調降，若發現錯誤訊息，這時候再把電壓往上調一格，接著讓mprime 跑更長一段時間，如果都沒產生認何錯誤，那這個值就是穩定運作可容忍的最低電壓了。

　　例如Core 2 Duo T7100 (頻率設1801000)，電壓調降到16時，mprime 馬上就出現error ，因此必須調升一格到17，之後如果mprime 跑很長一段時間後，都沒有問題，那17就是最低穩定工作電壓。

　　接著改找第二個step，回到《設定cpufreq 參數》的第五個步驟修改頻率，重覆之後的步驟，直到找出每個step的電壓為止。

　　當時脈為1200000，降壓前後的溫度，差了11度，也算下降了不少。

《設定開機載入》
　　進入/etc/目錄底下，打開rc.local：
　　$su
　　password:
　　#gedit /etc/rc.local
加入以下命令(中間的是你的電壓設定)，在這之後開機就會自行載入設定值。
　　sudo chmod 700 /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_vids
　　sudo echo "18 18 11 11" > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_vids
　　sudo chmod 700 /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_vids

最後收工前，將各個step下，更改電壓前後的溫度差異，整理如下圖：