Turbo-boost 充電器可為 CPU 渦輪加速模式提供支持

引言
為了不斷提高 CPU 的動(dòng)態(tài)性能，讓筆記本電腦擁有高速處理復雜多任務(wù)的能力，我們首先必須短時(shí)間提高 CPU 時(shí)鐘頻率，并充分利用其散熱能力。但是，這樣做會(huì )使系統要求的總功耗超出電源（例如：AC 適配器等）所供功率，從而導致適配器崩潰。一種可能的解決方案是提高適配器的額定功率，但成本也隨之增加。本文介紹的渦輪加速升壓 (turbo boost) 充電器，允許適配器和電池同時(shí)為系統供電，以滿(mǎn)足筆記本電腦在 CPU 內核加速模式下工作時(shí)出現的猝發(fā)、超高功率需求。

在傳統筆記本電腦系統中，使用一個(gè) AC 適配器供電，并利用系統不需要的功率為電池充電。AC 適配器不可用時(shí)，通過(guò)開(kāi)啟 S1 開(kāi)關(guān)（請參見(jiàn)圖 1）讓電池為系統供電。適配器可以為系統供電的同時(shí)為電池充電，因此要求其具有較高的額定功率，從而難以有效控制體積和成本。動(dòng)態(tài)電源管理 (DPM) 一般用于精確地監控適配器總功率，實(shí)現優(yōu)先為系統供電。

圖 1 適配器和電池充電器系統

一旦達到適配器的功率限制，DPM 便通過(guò)降低充電電流，并在沒(méi)有最佳效率功率轉換的情況下直接由適配器向系統供電，并對輸入電流（功率）進(jìn)行調節。系統負載最大時(shí)，所有適配器功率全部用于為系統供電，不對電池充電。因此，主要設計標準就是確保適配器的額定功率足以支持峰值 CPU 功率和其他系統功率。

人們對于使用多 CPU 內核和增強型圖形處理器單元 (GPU) 高速處理復雜任務(wù)的高系統性能的需求越來(lái)越大。為了滿(mǎn)足這種需求，英特爾為其 Sandy Bridge 處理器開(kāi)發(fā)出了 turbo-boost 技術(shù)。這種技術(shù)允許處理器短時(shí)間內（數十毫秒到數十秒）出現超出熱設計功耗 (TDP) 的猝發(fā)式功率需求。但是，在考慮到設計容差的情況下，AC 適配器的設計僅能在某個(gè) TDP 電平滿(mǎn)足處理器和平臺的高功率需求。當充電器系統發(fā)現，充電電流被動(dòng)態(tài)電源管理單元降至零后適配器達到其輸入額定功率時(shí)，避免 AC 適配器崩潰的一種最簡(jiǎn)單方法是通過(guò)降低 CPU 頻率來(lái)實(shí)現 CPU 降頻工作，但這會(huì )降低系統性能。如何能在適配器不崩潰或者不增加其額定功率的情況下，讓 CPU 在 TDP 電平以上短時(shí)間高速運行呢？