Gerenciamento de energia e o Turbo Boost

Ao contrário do deselegante Kentsfield (usado na primeira geração do Core 2 Quad), onde todos os núcleos operam sempre à mesma frequência e usando a mesma tensão, o Nehalem oferece um sistema de gerenciamento um pouco mais
elegante, onde os núcleos continuam operando à mesma frequência, mas podem ser configurados com tensões diferentes, de acordo com o nível de utilização. Os núcleos ociosos são colocados em um estágio de baixo consumo, onde são quase inteiramente
desligados, o que permite que o processador fique com apenas um dos núcleos ativos ao executar tarefas leves, ativando e desativando os outros núcleos conforme necessário.

O gerenciamento é feito com a ajuda do PCU (Power Control Unit), um controlador dedicado, que possui seu próprio firmware e seus próprios circuitos de processamento e é dedicado unicamente à tarefa de monitorar as
requisições do sistema e os níveis de utilização dos núcleos, tomando as decisões com relação aos clocks e tensões usadas por cada um.

O PCU ocupa uma área moderadamente grande do processador, com nada menos do que um milhão de transistores. É como se o Nehalem tivesse um 486 integrado, dedicado unicamente ao gerenciamento de energia.

Outra mudança importante é o Turbo Mode, no qual o processador pode aumentar a frequência de operação quando apenas alguns dos núcleos estão ativos, em uma espécie de overclock automático.

Tradicionalmente, processadores single-core ou dual-core operam a frequências ligeiramente superiores aos processadores quad-core, o que permite que eles dêem combate ou até mesmo superem os sucessores em aplicativos com um
baixo nível de paralelismo, como no caso da maioria dos jogos. Sem dúvidas, a Intel não gosta muito de ver um simples Pentium E overclocado superar um caro Core 2 Quad em alguns testes.

Com o Turbo Boost, o Nehalem pode ser “convertido” em um processador single-core, dual-core ou triple-core em situações em que o pequeno aumento no clock compense a desativação dos núcleos adicionais, tapando esta última
lacuna. Outro ponto de vista seria ter o Turbo Boost como um sistema de overclock “suportado”, que permite que mesmo quem não pensa em fazer overclock possa se beneficiar de uma parte do potencial oculto do processador.

O aumento da frequência é controlado pelo PCU, que monitora o nível de utilização, decidindo em que situações ele pode ser aplicado. A regra básica é que o aumento é feito apenas em situações em que resulta em um ganho
tangível de desempenho (já que aumenta o consumo elétrico) e apenas quando o processador está operando confortavelmente abaixo do TDP e da temperatura máxima.

Nas versões iniciais, o Turbo Boost é capaz de aumentar o clock em duas unidades (266 MHz) caso apenas um dos núcleos esteja ativo e em apenas 133 MHz caso dois ou mais estejam em atividade, mudança que é feita através do
aumento do multiplicador (sem afetar a frequência dos demais componentes).

Nas versões high-end, o Turbo Mode oferece aumentos incrementais, de apenas 133 ou 266 MHz. Entretanto, as versões de consumo do Core i5 (cujo clock inicial é mais baixo) oferecem ganhos mais generosos. É possível também
desativar o Turbo Boost através do Setup, o que é importante ao fazer overclock, já que com o processador operando mais perto do limite, qualquer aumento adicional pode ser suficiente para desestabilizar o sistema.

Uma perspectiva sombria é que versões mais agressivas do Turbo Boost possam marcar o início do fim para os overclocks, já que com o processador passando a ajustar a frequência de operação dinamicamente entre, digamos, 2.66 e
4.0 GHz, não fará muito sentido arcar com o maior consumo e a necessidade de usar um cooler superdimensionado para manter o processador trabalhando a 4.0 GHz o tempo todo.