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暑い!そこでUndervolting!!PHC on Ubuntu(番外Intel編)

暑いっすねー。CPU熱くなってる方、多いんじゃないっすかね?
いや、Intel機はうちにはないので紹介のみです。すんません。検証できてないとこは多いっす。すんません。
いつも言ってるけど、意味が分からない人は分かってからやってくださいね。低電圧化はCPUを壊す危険がありますよ!!
失敗して起動しなくなっても俺は責任取れないっすよ。自己責任でお願いいたします。

Undervolting in Ubuntu10.04(Lucid)LTS
これはCPUの低電圧化。Linuxで動くもの。WindowsでいうCrystalCPUIDみたいなもので。
ちなみにAMD( AMD X2 processors、 AMD Turion64 processors、 AMD Turion X2 processors, except newer RM-* and ZM-* processors)の方はAthlon64x2でうちで運用してますのでこちらをご参考にしていただければ幸い。
サーバ機のUbuntu10.04低電圧化(Athlon64x2)
ええい!!PhenomII対応はまだなのか!!まだなのか・・・OTL。

PHCのフォーラムもあるのでこちらもご参考に。Linux PHC
さて、Intelの場合はと。基本的に手順は変わらない様ですが。
まずはPHCのリポジトリ追加してカスタムカーネルを導入します。

$ sudo add-apt-repository ppa:linux-phc/ppa
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install linux-generic-phc linux-headers-generic-phc


再起動して確認。

$ uname -r
2.6.32-21-generic-phc


もしここでphcカーネルじゃなかったら、Grub2をちといじります。
これはうちのServer機の状態だけど。

$ sudo update-grub
Generating grub.cfg ...
Found linux image: /boot/vmlinuz-2.6.32-23-generic-pae-phc
Found initrd image: /boot/initrd.img-2.6.32-23-generic-pae-phc
Found linux image: /boot/vmlinuz-2.6.32-23-generic-pae
Found initrd image: /boot/initrd.img-2.6.32-23-generic-pae
Found linux image: /boot/vmlinuz-2.6.32-22-generic-pae-phc
Found initrd image: /boot/initrd.img-2.6.32-22-generic-pae-phc
Found linux image: /boot/vmlinuz-2.6.32-22-generic-pae
Found initrd image: /boot/initrd.img-2.6.32-22-generic-pae
Found linux image: /boot/vmlinuz-2.6.32-21-generic-pae
Found initrd image: /boot/initrd.img-2.6.32-21-generic-pae
Found memtest86+ image: /boot/memtest86+.bin
done


これで普通は拾ってくれるはず。一番上から0,1,2,3,4になります。
で、PHCカーネルをデフォルトの起動カーネルにするには(普通はインストールだけでデフォルトになってるはずだけど。)Grubの設定ファイルをいじります。

$ sudo gedit /etc/default/grub
GRUB_DEFAULT=0 ←ここをphcカーネルの番号に。
#GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0
GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET=true
GRUB_TIMEOUT=10


これでファイル保存してもういっかい$ sudo update-grub
再起動してデフォルトの選択されるカーネルがPHCカーネルになってればおk。

さて、それではPHC対応カーネルが入ったところでPHCモジュールを入れます。
PHCフォーラムのReleasesから。
上のリンク先ではphc-intel-0.3.2-10 offtreeを使ってますね。
For Kernel version 2.6.32 and below
phc-intel-0.3.2-10 offtree
のとこの phc-intel-0.3.2-10.tar.bz2をDL。
書いてあるとおり、これ、2.6.32用なので、Ubuntu以外、もしくは新カーネルとか旧カーネル使ってる方は自分のカーネルのVer.に合ったのDLしてくださいね。
DLしたファイルを展開。
この展開したフォルダに端末で移動します。
/home直下ならば $ cd phc-intel-0.3.2-10
さて、いよいよインストール。READ MEの3 - Build your Moduleに書いてあるとおりに。

$ make prepare
$ make
$ sudo make install


さて、ここで再起動が必要かも。で、ちゃんと動いてるか確認。

$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_default_vids
40 34 31 27 23 15


これが出てれば大丈夫。で、この数字の部分が電圧のコントロール部分ね。ここを書き換えることで低電圧化を試みるというものです。
ちなみに失敗してると

$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_default_vids
cat: /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_default_vids: No such file or directory


そんなファイルねぇんだけど?って怒られます。このときは手順確認してみてください。あと、CPUが残念ながらPHCに対応してない時もこれが出ます。まぁ、ざっと見たところIntelのはほとんど大丈夫みたいだけど。
READ ME見てもいまいち使い方が分からなかったんだけど(AMD用のはREAD MEに電圧、クロックの制御方法が書いてあったんだが。

Ok great now how to find the actual critical limit? There exists a script, created by the community, but it's old and it does not work for multi core CPU's and also in my particular case it sets the voltage directly below this critical limit so the PC crashes instantly.

I updated this script and made it work on multi core CPU's (hopefully it will work for you too), so you just have to download the script, then give it execution permissions and execute it and follow on-screen indications:


おっとこれは・・・この方、電圧探るスクリプトを書いてくれてるらしい。
http://openmindedbrain.info/wp-content/uploads/2010/05/intel-phc-undervolt.bash
これをDLして実行。

$ chmod +x intel-phc-undervolt.bash
$ ./intel-phc-undervolt.bash


一応Server機(Athlon64x2)で使ってみたけどやっぱエラー。うちでは確認できない・・・

~$ ./intel-phc-undervolt.bash


This script will optimize your voltages at every speed setting
by systematically lowering them while stressing the CPU.
Each voltage will be turned down until your system crashes, and the final
setting for that voltage will be 4 VIDs above that to "ensure" stability.

WARNING:
This script will crash your system as many times as there are VIDs to tweak.
You might destroy your hardware, break laws and/or die in vain if you continue.

Do you want to continue? [Y/n/?] Yes
>Found 2 CPU cores.
Multiple cores found, the script will use the
same voltages for all cores, this means final
setting will be 4 VIDs above the weakest core.

Install required packages.
Will use burnMMX (part of cpuburn package) to stress CPU.
Install: cpuburn
Do you want to continue? [Y/n/?] Yes
(ここでcpuburn(CPUの負荷テストのパッケージインストール)
Screenshot-tmin@tmin-server: ~ま、この手のソフトはこういう警告出るわな。)

Read default VIDs.
> Success!
Reset position to 0.
Read available frequencies.
> ERROR: Number of frequencies (4) and VIDs (6) do not match!


ちなみに数字の意味、AMD版はこんな感じ。

AMD X2 processor:
vid = 16 => voltage = 1550 - 25 * 16 = 1150mV
Vid = 24 => voltage = 1550 - 25 * 24 = 950mV
Turion 64 processor:
vid = 4 => voltage = 1450 - 25 * 4 = 1350mV
Vid = 22 => voltage = 1450 - 25 * 22 = 900mV


1550mvを基準に25*設定した数字分引いたのが設定電圧になるようになってる。
ので、$ echo '17:12 12:16 8:24 2:28'>/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_controls
これで 2.5Ghz1,25v 2.0Ghz1,15v 1,6Ghz0,95v 1,0Ghz0,85v で動くようになってるんだよね。

で、上のスクリプト、うまく行くと"phc_tweaked_vids" file, っていういい感じのCPUステップを出力してくれたファイルができるとのこと。なのでこれを参考に設定するといいんじゃないかな?
で、どうやらこの方は8コアのを使ってらっしゃるようで。

1 echo "23 20 4 4 4 4" > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_vids
2 echo "23 20 4 4 4 4" > /sys/devices/system/cpu/cpu1/cpufreq/phc_vids
3 .
4 .
5 .
6 echo "23 20 4 4 4 4" > /sys/devices/system/cpu/cpu8/cpufreq/phc_vids


これで低電圧化を図っているようです。
ここでは起動時に読み込むように、rc.localを書き換えてる。
$ sudo gedit /etc/rc.local
してexit 0のすぐ上に上の記述を書き加える。これで起動時に自動で読み込んでくれて、手間がかからないんだけど・・・ぶっちゃけこれはおすすめできないなぁ。
まぁ、デフォルトカーネル(PHCじゃないの)できどうすればいいんだけど、起動時自動読み込みって失敗すると起動できなくなっちゃうもんね。個人的には起動後に自分で設定走らせるのをオススメします。(K10STATとかと一緒だね。)
で、上の記事では38.4W→ 28.7W 59°C →52°Cとなって、効果は結構あるよ!!

PHCフォーラムみてると、Intelの場合はデフォルトの最低電圧以下に設定できない、つまり、最低クロック時にはそれ以上低電圧化できないとかいうようなこともいくつか見かけたので、他のステップで定電圧化して、ちょっとクロック上がったときに発熱を抑えるってことになるのかな?

PHC Wikiによると対応CPUは

・ Pentium M (Centrino Based) with limitations

Some combinations of System Board/Bios in combination with a Centrino CPU may not work with acpi-cpufreq based PHC modules. The “old” speedstep-centrino patches should work but are not maintained as well as the new acpi-cpufreq based PHC modules.
・ Intel Core
・ Intel Core2
T-Series
P-Series


とのこと。
PHC Forumにはいろんな方の報告なんかも上がってるので、設定前には参考にされるといいかと思いますよ!

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サーバ機のUbuntu10.04低電圧化(Athlon64x2)

やっぱAthlon64x2なら低電圧化で省電力、低発熱狙わなきゃ!!
ってことでサーバー機に入れましたよ。PHC。
基本的には前にやったのと同じなんだけど、PHCのPPA使えたことと、DKMSでインストールしたことが違いといえば違い。
ま、WindowsでいうCrystalCPUIDみたいなもんで、残念ながらk10世代には対応してないんだよね。まだ。
K8なAthlon64x2ならばっちり。
意味が分からない人はやらないでください。自己責任でお願いします。
CPU壊れる可能性も、いきなりフリーズとか、落ちる場合もあります。


構成はAthlon64x2 4800+ M2A-VM HDMI(だけどHDMIカード使ってないw)WD緑キャビア1T ですね。
全部コマンドでいこうと思ったのに、途中でsynaptic使いたくて、結局GUI環境を入れてしまったというへたれ具合ですが。

まずはPHCのDL。
http://www.linux-phc.org/forum/viewtopic.php?f=13&t=2から。
現時点で最新は0.4.2。

AMD K8 patches:
These patches supports undervolting for AMD K8 processors up to family 15. These include:

* AMD X2 processors
* AMD Turion64 processors
* AMD Turion X2 processors, except newer RM-* and ZM-* processors


Intel用もあるみたいだけど、おれはこっちのK8用をDL。
コマンドだと$ wget http://www.linux-phc.org/forum/download/file.php?id=83
で、$ ls するとfile.php?id=83 ってのがあるので、これを解凍。
$ tar zxvf file.php?id=83

ここでインストールしちゃっていいのかな?俺はカーネル入れた後にしちゃったけど。
前みたく自力コンパイルしたら、カーネルパニックとか出ちゃったのよね。で、これを頼りました。
https://launchpad.net/~linux-phc/+archive/ppa
ppa:linux-phc/ppaをリポジトリに追加。
をコマンドでやろうかと思ったけど、追加の手間&後からパッケージ探す手間を考えて、ここでubuntu-desktop導入というへたれっぷり。
$ sudo apt-get install ubuntu-desktop
これでGUI環境がそろいます。(Gnomeで。
で、synapticのソースリストにppa:linux-phc/ppa追加。
再読み込みして、DL元でフィルタかけて、サーバーなのでpaeカーネル。
headers image それぞれpaeで探して。
status installed linux-image-generic-pae-phc 2.6.32.21.22~phc0
status installed linux-headers-generic-pae-phc 2.6.32.21.22~phc0
status installed linux-generic-pae-phc 2.6.32.21.22~phc0
この3つかな?paeじゃない方はそちらを選んでくださいね。

で、これをインストールして、PHCのインストールに戻ります。
Read meにあるんだけど、DKMS使うのが圧倒的に簡単。
まずはDKMS自体をインストール。
$ sudo apt-get install dkms
解答したPHCのディレクトリに入って、インストール実行。さっきDLしたファイルのあるとこに戻って、(多分デフォでは/home/$uname$/)
$ cd phc-k8_v0.4.2
$ sudo make dkms_install
これだけ。(一応powernowdもインストールしたけど、必要だったのかな?
で、再起動。
$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_controls
cat: /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_controls: No such file or directory
あれ?と思いきや、PHCのカーネルが遅れてるんで、デフォルトで前のカーネルで起動してるんですね。
これはGRUBの設定が必要。
$ sudo nano /etc/default/grub

# If you change this file, run 'update-grub' afterwards to update
# /boot/grub/grub.cfg.

GRUB_DEFAULT=2 ←ここ書き換えた。
GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0
GRUB_HIDDEN_TIMEOUT_QUIET=true
GRUB_TIMEOUT=10
GRUB_DISTRIBUTOR=`lsb_release -i -s 2> /dev/null || echo Debian`
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet"
GRUB_CMDLINE_LINUX=""


これはですね、前にGRUB2の設定でごたごたしてたときに調べてたんだけど。
これの出力結果の上から順に番号が振られてるんですね。で、一番上が0。1じゃないよ。
$ grep menuentry /boot/grub/grub.cfg

menuentry 'Ubuntu, with Linux 2.6.32-22-generic-pae' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os {
menuentry 'Ubuntu, with Linux 2.6.32-22-generic-pae (recovery mode)' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os {
menuentry 'Ubuntu, with Linux 2.6.32-21-generic-pae-phc' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os {
menuentry 'Ubuntu, with Linux 2.6.32-21-generic-pae-phc (recovery mode)' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os {
menuentry 'Ubuntu, with Linux 2.6.32-21-generic-pae' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os {
menuentry 'Ubuntu, with Linux 2.6.32-21-generic-pae (recovery mode)' --class ubuntu --class gnu-linux --class gnu --class os {
menuentry "Memory test (memtest86+)" {
menuentry "Memory test (memtest86+, serial console 115200)" {


で、今回デフォルトにしたいのは、上から3番目のLinux 2.6.32-21-generic-pae-phc。phcってついてるのね。
で、3番目だから上の/etc/default/grubのGRUB_DEFAULT=0をGRUB_DEFAULT=2に変えればおk。

で、忘れずに$ sudo update-grub してこれを反映させる。(忘れたしなw
さて、こうしてphcカーネルで起動したならば、
$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_controls
17:10 16:11 14:13 12:15 10:17 2:18
とちゃんと表示されるはず。これがみつからなかったら失敗ですね。
あとは以前と同じですね。

READ MEを見ると設定方法が書いてあるんですが、

frequency = 800MHz + (100MHz * fid)
fid = (frequency/100MHz) - 8
AMD X2 processor:
vid = 16 => voltage = 1550 - 25 * 16 = 1150mV
Vid = 24 => voltage = 1550 - 25 * 24 = 950mV


とのことで。1550mvを基準に25*設定した数字分引いたのが設定電圧になるらしいです。
frequency = 800MHz + (100MHz * fid) とのことで、800Mhz+ (100Mhz x17)=2500Mhz という感じ。

まぁ、計算して。俺の場合は前回の設定成功事例があったので、そのまま
$ sudo -s
# echo '17:12 14:16 10:24 2:28'>/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_controls
これで2.5Ghz1,25v 2.0Ghz1,15v 1,6Ghz0,95v 1,0Ghz0,85vの4段階になるはず。

で、確認。
$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_controls
17:12 14:16 10:24 2:28
おk。
さらに確認。
$ sensors (lm-sensorsが必要?

acpitz-virtual-0
Adapter: Virtual device
temp1: +40.0°C (crit = +75.0°C)

atk0110-acpi-0
Adapter: ACPI interface
Vcore Voltage: +0.86 V (min = +0.85 V, max = +1.60 V)←ここ。ばっちり下がってます。
+3.3 Voltage: +3.34 V (min = +3.00 V, max = +3.60 V)
+5.0 Voltage: +4.95 V (min = +4.50 V, max = +5.50 V)
+12.0 Voltage: +12.03 V (min = +11.20 V, max = +13.20 V)
CPU FAN Speed: 1713 RPM (min = 0 RPM)
CHASSIS FAN Speed: 0 RPM (min = 0 RPM)
POWER FAN Speed: 0 RPM (min = 0 RPM)
CPU Temperature: +19.0°C (high = +90.0°C, crit = +125.0°C)
MB Temperature: +34.0°C (high = +45.0°C, crit = +90.0°C)

k8temp-pci-00c3
Adapter: PCI adapter
Core0 Temp: +45.0°C
Core0 Temp: +35.0°C
Core1 Temp: +52.0°C
Core1 Temp: +41.0°C


おっけー。というか、リポジトリあったんなら、カーネルコンパイルしてた時間もったいなかったな。(昼寝してたけどw

ま、俺のとこでは以前にもやってたので、カーネルの対応だけ確認しておけばおっけーなんですが、CPUや構成で対応してなかったり、色々あるんで挑戦する方は気をつけて、http://www.linux-phc.org/forum/viewforum.php?f=13の案内っぽいとこや、DLしたファイルのREADMEしっかり読んでからやってくださいね。
あ、あと、当然これは規格外の動作をさせるので、慎重に。自己責任で。
いきなり攻めると壊れちゃうからね!あとコマンドの数字間違えたとか、致命傷だからね!!


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LinuxでPhenomのPStateを読み出すhw_pstate_ctrl.py

PHCは相変わらず未対応なようですが、PHCのフォーラムで面白げなものを見つけたので。
AMD hw_pstate_ctrl reader
どうやらPstateを読み出してくれるプログラム。
DLして展開するとhw_pstate_ctrl.pyそのものが現れるので、これを/home直下に移動。
実行結果は以下のとおり。(ちょっと長いw
どこまで正確かはわからないけど、Wattsまで読み出してくれるのが面白いです。

$ sudo python hw_pstate_ctrl.py
WARNING: All config files need .conf: /etc/modprobe.d/phc-k8, it will be ignored in a future release.

WARNING: All config files need .conf: /etc/modprobe.d/phc-k8, it will be ignored in a future release.

=== CPU 0 ===
Family: 16
Model: 4
Stepping: 2
Raw: 800001fd3800240c
Fid: 12
Did: 0
Vid: 18
PState En: 1
Frequency: 2800MHz
Voltage: 1.325V
Current: 25.3A
Watts: 34W
Raw: 800001eb38003405
Fid: 5
Did: 0
Vid: 26
PState En: 1
Frequency: 2100MHz
Voltage: 1.225V
Current: 23.5A
Watts: 29W
Raw: 800001de38004400
Fid: 0
Did: 0
Vid: 34
PState En: 1
Frequency: 1600MHz
Voltage: 1.125V
Current: 22.2A
Watts: 25W
Raw: 8000018138005440
Fid: 0
Did: 1
Vid: 42
PState En: 1
Frequency: 800MHz
Voltage: 1.025V
Current: 12.9A
Watts: 13W
=== CPU 1 ===
Family: 16
Model: 4
Stepping: 2
Raw: 800001fd3800240c
Fid: 12
Did: 0
Vid: 18
PState En: 1
Frequency: 2800MHz
Voltage: 1.325V
Current: 25.3A
Watts: 34W
Raw: 800001eb38003405
Fid: 5
Did: 0
Vid: 26
PState En: 1
Frequency: 2100MHz
Voltage: 1.225V
Current: 23.5A
Watts: 29W
Raw: 800001de38004400
Fid: 0
Did: 0
Vid: 34
PState En: 1
Frequency: 1600MHz
Voltage: 1.125V
Current: 22.2A
Watts: 25W
Raw: 8000018138005440
Fid: 0
Did: 1
Vid: 42
PState En: 1
Frequency: 800MHz
Voltage: 1.025V
Current: 12.9A
Watts: 13W
=== CPU 2 ===
Family: 16
Model: 4
Stepping: 2
Raw: 800001fd3800240c
Fid: 12
Did: 0
Vid: 18
PState En: 1
Frequency: 2800MHz
Voltage: 1.325V
Current: 25.3A
Watts: 34W
Raw: 800001eb38003405
Fid: 5
Did: 0
Vid: 26
PState En: 1
Frequency: 2100MHz
Voltage: 1.225V
Current: 23.5A
Watts: 29W
Raw: 800001de38004400
Fid: 0
Did: 0
Vid: 34
PState En: 1
Frequency: 1600MHz
Voltage: 1.125V
Current: 22.2A
Watts: 25W
Raw: 8000018138005440
Fid: 0
Did: 1
Vid: 42
PState En: 1
Frequency: 800MHz
Voltage: 1.025V
Current: 12.9A
Watts: 13W


PhenomIIx3 720BEでの実行結果。95Wなんですが、34x3=102・・・あれ??まぁ、誤差範囲か?
ちなみに今、Ubuntu上ではBIOSで-0.125vしてて、800のときはlm-sensors読みで0.88vになってるのですが、この変更分は読み取ってくれないようです。残念。。。
まぁ、「とりあえず試してみてよ」的なことが書いてあるので、このあたりは今後改善されるかも?
デフォルトのPstateから詳細を読み取る、ってものですね。たぶん。

で、そのPHCなのですが、今現在の最新Ver.0.4.2ではこんな風に書かれてまして。

While this driver does support AMD processors with hardware "pstates", this driver does not add any value to the Vanilla kernel driver. As a matter of fact, it uses exactly the same code. Processors known to use hardware pstates are Phenom (I/II) processors and Turion X2 mobile processors that can scale down each CPU core independently, e.g. the Turion X2 RM-70. (Support for pstate based processors will be added in the future.)


フォーラムの方でもPhenom II Supportなんてトピックが立ってますが、いまのところ残念ながら未対応。
どうやらコア毎にクロック可変するプロセッサにはまだ対応してないみたいですが、ここでもWikiでもReadMeでも「近いうちに対応するよ!」と言ってるので、これを待つしかなさそうです。
2.6.32、2.6.33のカーネルには対応してるので、10.04でも大丈夫なのかな?
Athlon機ではUbuntu上で動いてるので、あとはPhenomII対応してくれれば面白いんですが。まぁ気長に待つしかなさそう。

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Author:tmin
PCヲタ。ライト2ちゃんねら。
スロット好きのギャンブラー。(元
むしろ人生がギャンブルだが目下のところ負けっぱなし。
座右の銘は「結果オーライ」。故に基本適当。
トラブルもまた楽しみのひとつ

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