【CPU】 C-State, C-模式 是什么？

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为了在 CPU 空闲时节约能源，可以使用命令让 CPU 进入低功耗模式。每个 CPU 都有几种功耗模式，它们统称为“C-State”或“C-模式”。在本文中，我们将介绍这些模式的内容、具体操作方式及其对应的支持处理器。

低功耗模式是在486DX4处理器中首次引入的，所以这个概念远远谈不上创新。通过新模式的不断增强，CPU 的功耗也在进一步降低。

这些模式的工作原理是降低 CPU 内空闲单元的时钟信号和功率。通过降低时钟信号和电压停止（甚至完全关闭）的 CPU 单元越多，功耗就越低。但是，要从休眠模式中完全“唤醒”CPU，需要花费更长时间。

这些模式或“C-State”从 C0 开始，CO 表示“正常”的 CPU 运行模式（CPU 已 100% 激活）。C 后的数字越大，表示 CPU 进入休眠模式的程度越深。换言之，关闭的电路和时钟信号越多，完全唤醒 CPU 进入 C0 模式需要的时间越长。

每个 C-State 模式均有对应名称，其中一些模式根据节能级别和唤醒时间不同，还具有相应子模式。

下表汇总了当前可用的所有 C-State 模式。C1 到 C3 模式可通过降低 CPU 时钟信号来实现，而 C4 到 C6 模式则通过降低 CPU 电压来实现。而“增强”模式可以结合上述两种模式。

Mode（模式）	姓名	作用	CPU
C0	操作状态	CPU完全打开	所有CPU
C1	停止	通过软件停止 CPU 内部主时钟；总线接口单元和 APIC 仍然保持全速运行	486DX4及以上
C1E	增强型停止	通过软件停止 CPU 内部主时钟并降低 CPU 电压；总线接口单元和 APIC 仍然保持全速运行	所有socket 775 CPU
C1E	—	停止所有CPU内部时钟	Turion 64、65-nm Athlon X2和Phenom CPU
C2	停止授予	通过硬件停止 CPU 内部主时钟；总线接口单元和 APIC 仍然保持全速运行	486DX4及以上
C2	停止时钟	通过硬件停止CPU内部和外部时钟	仅限486DX4、Pentium、Pentium MMX、K5、K6、K6-2、K6-III
C2E	扩展的停止授予	通过硬件停止 CPU 内部主时钟并降低 CPU 电压；	总线接口单元和 APIC 仍然保持全速运行 Core 2 Duo和更高版本（仅限Intel）
C3	睡眠	停止所有CPU内部时钟	Pentium II、Athlon以上支持，但Core 2 Duo E4000和E6000上不支持
C3	深度睡眠	停止所有CPU内部和外部时钟	Pentium II以上支持，但Core 2 Duo E4000、E6000和Turion 64上不支持
C3	AltVID	停止所有CPU内部时钟和降低CPU电压	AMD Turion 64
C4	更深入的睡眠	降低CPU电压	Pentium M以上支持，但Core 2 Duo E4000、E6000和Turion 64上不支持
C4E/C5	增强的更深入的睡眠	大幅降低CPU电压并关闭内存高速缓存	Core Solo、Core Duo和45-nm移动版Core 2 Duo支持
C6	深度电源关闭	将 CPU 内部电压降低至任何值，包括 0 V	仅45-nm移动版Core 2 Duo支持