使用 intel_pstate 驅動程序的電池性能糟糕

編輯：Ubuntu (mate) 20.04，intel_pstate 驅動程序。電腦是我正在使用帶有英特爾酷睿 i7 i7-8565U 的 razer Blade 隱形超極本（2019 年初）。

我在僅使用電池供電時遇到了奇怪的行為（極度減速），即使我已將 TLP 設置為 AC 模式。如果我將 cpufrequtils 設置為性能模式（尤其是多執行緒），問題會變得更糟！

我們將從單執行緒案例（即只有主執行緒）開始。我正在對來自文件或網路攝像頭的影片幀執行一系列 OPENCV 過濾器（高斯模糊等）。我是否先將所有幀載入到記憶體中並不重要（即不是磁碟或設備 I/O 問題）。下面列出了單個循環（一幀）的處理時間。這不是複雜的程式碼。基本上，它正在做：

Filter filters[400]
while( cap.read(frame) )
{
for( int i=0; i<400; ++i )
{
 filters[i].dofilter(frame);
}
}

在哪裡過濾

$$ i $$.dofilter 只是調案例如 cv::GaussianBlur、resize() 等，並預先分配了目標 cv::Mat（我沒有做任何額外的分配） 這僅使用 CPU（即它不使用 OPENCV 透明 openCL 或任何東西）。

單執行緒

AC  + powersave:    71 msec (variance 70.5-71.5)
AC  + performance:  67 msec (variance 66.5-67.5)
BAT + powersave:    95 msec (variance 84.0-115.0)  *1
BAT + performance:  104 msec (variance 76.0-202.0) *2

1* Note: spikes to 110+ about every 5 sec
2* Note:  most ~96, with few spikes low to 80s and high to 120s

方法：每個條件執行 10 次，持續 60 秒（每次執行 10 次大約 600 幀 = 6000），隨機排序（以免熱量、電池電壓等混淆）。

我為每個循環使用相同的輸入幀（換句話說，不是由於每次處理的圖像內容不同）。它實際上是在每個時間步處理完全相同的輸入。如果我拔下或插入交流適配器或使用 cpufrequtils 設置省電/性能，我可以看到每幀處理時間立即發生變化。

我完全不知所措。

我正在使用帶有英特爾酷睿 i7 i7-8565U 的 razer 刀片隱形超極本。Ubuntu (mate) 20.04，intel_pstate 驅動程序。

所以，我有3個具體問題：

1）到底發生了什麼？

2）如何設置 TLP（核心參數？）以強制它像在交流電上一樣執行（當然，電池可以提供足夠的速度來執行一個 cpu/記憶體綁定的單核程序，就像在交流電上一樣快）？它甚至沒有做那麼多！

3）電池電源是否有任何秘密/奇怪的設置。特別是與多執行緒有關？這個問題是高度可並行化的——基本上有 8 個獨立的過濾器鏈可以並行執行。通常我會這樣做。當我在 AC 上執行此操作時，它是這樣的：

多執行緒（8 執行緒）

AC  + powersave:    28.6 msec (variance 26.8-31.1)
AC  + performance:  28.8 msec (variance 26.6-31.2)
BAT + powersave:    39 msec (variance 36.0-64.0)   *3
BAT + performance:  176 msec (variance 39.0-202.0) *4

3* Note: this is very tame compared to if I run with webcam -- then it spikes heavily between 40 and 90

4* Note: will update at 40 msec for a few frames, then go to 180 msec for a long time, then burst at 40 for a few.

該軟體通過執行緒池實現多執行緒。我已經檢查了鎖定，即使在極端的多執行緒情況下也沒有時間等待鎖定（這實際上是我花費最多時間的地方，因為我認為這是最初的問題……）。我用 2~8 個執行緒得到了類似的結果。使用更多執行緒（尤其是在性能模式下）的電池會變慢，而使用更多執行緒的 AC 會更快。

編輯：即使我禁用 TLP，也會出現問題。我還沒有嘗試切換到舊的 acpi 頻率調節器（認為這可行嗎？）

編輯 2：在單執行緒模式下，htop 只顯示一個固定的 CPU 核心（即它不使用 openmp 或其他東西來矢量化和使用更多核心）。

問題是 intel_pstate 驅動程序。

我通過引導核心參數切換到原來的 ACPI 驅動程序。具體來說，在 /etc/default/grub 中，我將 DEFAULT 引導行更改為：

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash intel_pstate=disable acpi=force"

（記得update-grub之後）。

現在，即使沒有任何更改（即預設的“按需”）：

多執行緒（8 執行緒）

BAT + ondemand:     38.5 (37.5 ~ 40.0)
BAT + performance:  31.8 (30.1 ~ 35.0) *1

1 * 我每隔幾秒就會看到一些非常小的峰值到 35，但這是在合理範圍內……

具有諷刺意味的是，使用 ACPI 驅動程序在正常工作負載（瀏覽、EMACS、wifi 等）期間的功耗實際上也比 intel_pstate 更好（平均 590 mA 對 660 mA）。一個快樂（但令人擔憂）的副作用。

編輯：一個缺點是，在不使用 intel_pstate 驅動程序時，掛起（睡眠模式）似乎會消耗更多電量。每 12 小時大約 10%…

引用自：https://unix.stackexchange.com/questions/587768