Ubuntu Linux 上固定P/E 核混合架构CPU频率

一、查看当前调频驱动（先确认环境）

先执行：

复制代码

cpupower frequency-info

重点看：

复制代码

driver: intel_pstate   或   acpi-cpufreq

情况 A（最常见，14 代一般是）：

复制代码

driver: intel_pstate

用 intel_pstate 控制（推荐方式）

1️⃣ 设为 performance 模式（防止自动降频）

复制代码

sudo cpupower frequency-set -g performance

检查：

复制代码

cpupower frequency-info | grep governor

应为：

复制代码

governor: performance

2️⃣ 关闭节能模式（允许跑满频）

复制代码

echo 0 | sudo tee /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo
cat /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo

（0 = 开 Turbo，1 = 禁用 Turbo）

情况 B：

复制代码

driver: acpi-cpufreq

传统方式

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二、分别控制 P/E 核（实验级）

1️⃣ 看核心拓扑

复制代码

lscpu -e

输出

复制代码

CPU NODE SOCKET CORE L1d:L1i:L2:L3 ONLINE    MAXMHZ   MINMHZ       MHZ
  0    0      0    0 0:0:0:0          yes 4700.0000 800.0000 2500.0249
  1    0      0    0 0:0:0:0          yes 4700.0000 800.0000 2500.0000
  2    0      0    1 4:4:1:0          yes 4700.0000 800.0000 2500.0000
  3    0      0    1 4:4:1:0          yes 4700.0000 800.0000 2500.0000
  4    0      0    2 8:8:2:0          yes 4700.0000 800.0000 2500.0249
  5    0      0    2 8:8:2:0          yes 4700.0000 800.0000 2500.0000
  6    0      0    3 12:12:3:0        yes 4700.0000 800.0000 2500.0000
  7    0      0    3 12:12:3:0        yes 4700.0000 800.0000 2500.0000
  8    0      0    4 16:16:4:0        yes 4700.0000 800.0000 2500.0249
  9    0      0    4 16:16:4:0        yes 4700.0000 800.0000 2499.9741
 10    0      0    5 20:20:5:0        yes 4700.0000 800.0000 2500.0000
 11    0      0    5 20:20:5:0        yes 4700.0000 800.0000 2500.0000
 12    0      0    6 28:28:7:0        yes 3500.0000 800.0000 1799.9860
 13    0      0    7 29:29:7:0        yes 3500.0000 800.0000 1799.9969
 14    0      0    8 30:30:7:0        yes 3500.0000 800.0000 1800.0389
 15    0      0    9 31:31:7:0        yes 3500.0000 800.0000 1799.9760

2️⃣ 分组锁频（示例）

cpu0-11 = P 核
cpu12-15 = E 核

锁定频率范围：

P 核：

复制代码

sudo cpupower -c 0-11 frequency-set -d 2.5GHz -u 4.7GHz

E 核：

复制代码

sudo cpupower -c 12-15 frequency-set -d 1.8GHz -u 3.5GHz

锁定固定频率（比如Base频率）:

P 核：

复制代码

sudo cpupower -c 0-11 frequency-set -d 2.5GHz -u 2.5GHz

E 核：

复制代码

sudo cpupower -c 12-15 frequency-set -d 1.8GHz -u 1.8GHz

⚠️ 注意：

有些主板 BIOS/内核会无视这个
intel_pstate 下可能不完全生效

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三、验证是否生效

实时看每个核心频率（最直观）

推荐方式一（最简单）：

复制代码

watch -n1 "grep MHz /proc/cpuinfo"

每 1 秒刷新一次，看到类似：

复制代码

Every 1.0s: grep MHz /proc/cpuinfo                                                      

cpu MHz         : 2500.025
cpu MHz         : 800.000
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.025
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.025
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 1799.939
cpu MHz         : 1455.954
cpu MHz         : 1800.040
cpu MHz         : 1799.981

没有完全锁定现象和原因

现在其实是"基本成功的"，看数据：

复制代码

2500 MHz  → P核 Base ✅
1800 MHz  → E核 Base ✅
800 MHz   → 空闲睡眠态 ⚠️
1455 MHz  → 中间态 ⚠️

说明：

👉 你的锁频 80% 成功了

👉 剩下 20% 是省电机制

从上面的输出可以看到，cpu并没有被真正锁定，这是 正常现象 + intel_pstate 的一个"坑点"，不是你没配好。先直接告诉你结论，再解释原因和解决办法。

一句话结论

你看到的：

复制代码

800 MHz
1455 MHz

👉 不是锁频失败，而是：

在「空闲 / C-State / 省电状态」下，
Intel CPU 会短暂进入深度节能模式 ，

绕过了 cpupower 的最低频率限制。

所以：

✔️ 有负载 → 回到 2.5 / 1.8 GHz

✔️ 没负载 → 掉到 800MHz（省电）

这是设计行为，不是 bug。

二、为什么会这样？（原理）

在 intel_pstate 下，有 3 套机制同时在管你 CPU：

1️⃣ P-State（频率调节）刚才控制的是这个

复制代码

2.5GHz ～ 4.7GHz

2️⃣ C-State（睡眠状态）现在没关 ❗

复制代码

C1 / C3 / C6 / C10 ...

进入深度 C-State 后：

CPU 几乎"半睡眠"，频率显示会掉到：

复制代码

800MHz 左右

3️⃣ HWP（硬件自控）14代默认开启

CPU 自己决定省不省电。

现在的状态是：

模块	状态
P-State	✅ 你控制住了
C-State	❌ 还在乱进
HWP	✅ 自动

所以会出现你看到的混合频率。

彻底锁定，不掉到 800MHz（实验模式）

⚠️ 注意：下面操作 = 更耗电 + 更热 + 风扇更响，只建议实验时用。

🔧 方法一（推荐）：关闭深度 C-State（最有效），只用方法一一般就可以

复制代码

for i in /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpuidle/state*/disable; do
  echo 1 | sudo tee $i
done

含义：

复制代码

1 = 禁用该睡眠态

执行后再看：

复制代码

watch -n1 "grep MHz /proc/cpuinfo"

800MHz 基本会消失。

复制代码

Every 1.0s: grep MHz /proc/cpuinfo                                                      

cpu MHz         : 2499.974
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.025
cpu MHz         : 2500.025
cpu MHz         : 2500.025
cpu MHz         : 2500.025
cpu MHz         : 2465.597
cpu MHz         : 2465.567
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2500.000
cpu MHz         : 2499.974
cpu MHz         : 1800.011
cpu MHz         : 1799.984
cpu MHz         : 1800.024
cpu MHz         : 1799.974

🔧 方法二：禁用 HWP（硬件自动调度）

查看：

复制代码

cat /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/hwp_dynamic_boost

如果是 1，关掉：

复制代码

echo 0 | sudo tee /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/hwp_dynamic_boost

（部分机器没有这个文件）

🔧 方法三（终极）：内核启动参数（最干净）

如果你长期做能耗实验，建议用这个。

编辑 grub：

复制代码

sudo nano /etc/default/grub

找到：

复制代码

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT

改成：

复制代码

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash intel_idle.max_cstate=0 processor.max_cstate=1"

更新：

复制代码

sudo update-grub
sudo reboot

含义：

参数	作用
intel_idle.max_cstate=0	禁深睡
processor.max_cstate=1	限制睡眠

重启后基本不会再看到 800MHz。

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四、完整脚本

复制代码

#!/bin/bash

# ==============================
# CPU Mode Switch Script
# For Intel 14th Gen Hybrid CPU
# ==============================

# Check root
if [ "$EUID" -ne 0 ]; then
  echo "❌ Please run as root: sudo ./cpu_mode.sh"
  exit 1
fi

# P/E core ranges (adjust if needed)
P_CORES="0-5"
E_CORES="6-9"

P_BASE="2.5GHz"
E_BASE="1.8GHz"

P_MAX="4.7GHz"
E_MAX="3.5GHz"

LOW="800MHz"


echo "=============================="
echo " CPU Frequency Control Menu"
echo "=============================="
echo "0 = Power Save (800MHz)"
echo "1 = Base Lock (P=2.5G E=1.8G)"
echo "2 = Turbo Lock (P=4.7G E=3.5G)"
echo "3 = Unrestricted (Dynamic/OS Default)"
echo "=============================="
read -p "Select mode (0/1/2/3): " MODE


# Performance governor (Default for locked modes)
cpupower frequency-set -g performance >/dev/null

# Enable turbo
echo 0 > /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo

# Disable C-States (Default for locked modes to prevent dropping)
for i in /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpuidle/state*/disable; do
  echo 1 > "$i"
done


case "$MODE" in

0)
  echo "👉 Power Save Mode (800MHz)"

  cpupower -c $P_CORES frequency-set -d $LOW -u $LOW
  cpupower -c $E_CORES frequency-set -d $LOW -u $LOW
  ;;

1)
  echo "👉 Base Lock Mode"

  cpupower -c $P_CORES frequency-set -d $P_BASE -u $P_BASE
  cpupower -c $E_CORES frequency-set -d $E_BASE -u $E_BASE
  ;;

2)
  echo "👉 Turbo Lock Mode"

  cpupower -c $P_CORES frequency-set -d $P_MAX -u $P_MAX
  cpupower -c $E_CORES frequency-set -d $E_MAX -u $E_MAX
  ;;

3)
  echo "👉 Unrestricted Mode (OS Dynamic Control)"
  
  # 恢复动态调度器 (Intel pstate 默认的动态调度是 powersave，若不支持则 fallback 到 ondemand)
  cpupower frequency-set -g powersave >/dev/null 2>&1 || cpupower frequency-set -g ondemand >/dev/null 2>&1
  
  # 重新启用 C-States，允许核心在空闲时自然降频和休眠
  for i in /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpuidle/state*/disable; do
    echo 0 > "$i"
  done

  # 将频率范围彻底放宽到最大可用区间
  cpupower -c $P_CORES frequency-set -d $LOW -u $P_MAX
  cpupower -c $E_CORES frequency-set -d $LOW -u $E_MAX
  ;;

*)
  echo "❌ Invalid input"
  exit 1
  ;;
esac


echo
echo "✅ Configuration Applied"
echo "Monitoring frequency (Ctrl+C to exit)..."
echo


watch -n1 "grep MHz /proc/cpuinfo"

这个脚本支持 3 种模式：

输入	模式	行为
0	💤 省电模式（800MHz）	全核锁 800MHz
1	⚙️ Base 锁频	P=2.5GHz / E=1.8GHz
2	🚀 Max 锁频 Turbo 模式	P=4.7GHz / E=3.5GHz

同时会：

✔️ 切 performance governor

✔️ 打开 Turbo

✔️ 关闭 C-State（防 800MHz 漂移）

✔️ 最后实时监控频率

复制代码

chmod +x cpu_mode.sh
sudo ./cpu_mode.sh

然后你会看到：

复制代码

0 = Power Save
1 = Base Lock
2 = Turbo Lock
Select mode:

输入 0 / 1 / 2 回车即可。

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五、如果只想部分cpu生效

关闭不需要的核心,注意大多数时候，0号cpu不能关闭；

当你通过 echo 0 > online 将核心"移除"（Offline/下线）后，这个核心不仅在操作系统层面"消失"了，在物理硬件层面也会进入极深度的休眠状态。

具体来说，会发生以下几个物理和逻辑层面的变化：

触发极深 C-State (如 C6/C7 甚至更深)

在 Linux 内核完成任务迁移后，它会向该核心发送一个特定的休眠指令（通常是 MWAIT 或 HLT 指令）。这会直接触发 CPU 的硬件电源管理模块（PCU），强制该核心进入它能支持的最深休眠状态（Deep C-State）。
硬件级断电与断钟 (Power Gating & Clock Gating)

进入深度休眠后，主板和 CPU 内部的微控制器会执行以下操作：

停止时钟信号 (Clock Gating)：核心的频率直接降为 0，不再进行任何时钟周期的翻转。

切断供电 (Power Gating)：现代 Intel 架构支持单核电源门控（Per-Core Power Gating/VCC 隔离）。这个被移除的核心的供电会被物理切断，此时它的功耗无限接近于 0 瓦。

清空并关闭私有缓存 (L1 / L2 Cache Flush)
在进入深度休眠前，该核心的 L1 和 L2 私有缓存（如果是 P-Core）里的数据会被全部写回主存或 L3 共享缓存。然后，它的私有缓存也会被断电，以彻底消除漏电流带来的静态功耗。

⚠️ 一个重要的物理局限（"连带责任"）

虽然你移除的那个核心自己确确实实"睡死了"（功耗为0），但这并不意味着这部分面积一点电都不耗。

因为在 Intel 的架构中，多个核心共享着 L3 缓存和 Ring Bus（环形总线）。

如果你留下的核心（比如 0 号 P-Core）正在以 4.7GHz 的睿频狂奔，那么整个 Ring Bus 和 L3 缓存依然需要维持极高的电压和频率。

所以，尽管被拔除的核心本身不耗电，但为了支撑依然在线的那个核心，CPU 整体封装（Package）依然会保持一定的基础功耗，无法进入更深度的 Package C-State（如 PC8/PC10）。

简而言之：被移除的核心本身会进入类似"拔电源"的物理级深度休眠，这对降低整体发热和功耗非常有帮助。

复制代码

#!/bin/bash

# ==============================
# CPU Hybrid Core Control Script
# 支持指定核心工作，其余核心下线
# ==============================

if [ "$EUID" -ne 0 ]; then
  echo "❌ 请以 root 权限运行: sudo $0"
  exit 1
fi

# 核心定义
ALL_CORES=(0 1 2 3 4 5 6 7 8 9)
P_CORES=(0 1 2 3 4 5)
E_CORES=(6 7 8 9)

# 频率参数 (请根据具体型号调整，单位通常为 GHz 或 MHz)
P_MAX="4.7GHz"; P_BASE="2.5GHz"; LOW="800MHz"
E_MAX="3.5GHz"; E_BASE="1.8GHz"

echo "--------------------------------------"
echo "步骤 1: 选择工作核心 (例如: 0,1,6)"
echo "--------------------------------------"
read -p "请输入要保留的核心编号 (空格分隔): " -a ACTIVE_CORES

if [ ${#ACTIVE_CORES[@]} -eq 0 ]; then
  echo "❌ 未输入核心，退出。"
  exit 1
fi

echo "--------------------------------------"
echo "步骤 2: 选择频率模式"
echo "--------------------------------------"
echo "0 = Lowest (800MHz)"
echo "1 = Base Lock (P=2.5G, E=1.8G)"
echo "2 = Turbo Lock (P=4.7G, E=3.5G)"
read -p "选择模式 (0/1/2): " MODE

# --- 执行核心上下线控制 ---
echo "⚙️ 正在配置核心状态..."

# 先尝试启用所有核心，防止逻辑冲突
for i in "${ALL_CORES[@]}"; do
    if [ "$i" -eq 0 ]; then continue; fi # CPU0 通常不允许下线
    echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu$i/online 2>/dev/null
done

# 禁用不在 ACTIVE_CORES 列表中的核心
for i in "${ALL_CORES[@]}"; do
    if [ "$i" -eq 0 ]; then continue; fi
    
    IS_ACTIVE=false
    for active in "${ACTIVE_CORES[@]}"; do
        if [ "$i" -eq "$active" ]; then IS_ACTIVE=true; break; fi
    done

    if [ "$IS_ACTIVE" = false ]; then
        echo 0 > /sys/devices/system/cpu/cpu$i/online
        echo "💤 核心 $i 已进入休眠 (Offline)"
    fi
done

# --- 执行频率控制 ---
# 设置为 performance 模式
cpupower frequency-set -g performance >/dev/null

case "$MODE" in
  0)
    echo "🚀 模式: Lowest (800MHz)"
    for i in "${ACTIVE_CORES[@]}"; do
        cpupower -c $i frequency-set -d $LOW -u $LOW >/dev/null
    done
    ;;
  1)
    echo "🚀 模式: Base Lock"
    for i in "${ACTIVE_CORES[@]}"; do
        if [[ " ${P_CORES[@]} " =~ " $i " ]]; then
            cpupower -c $i frequency-set -d $P_BASE -u $P_BASE >/dev/null
        else
            cpupower -c $i frequency-set -d $E_BASE -u $E_BASE >/dev/null
        fi
    done
    ;;
  2)
    echo "🚀 模式: Turbo Lock"
    echo 0 > /sys/devices/system/cpu/intel_pstate/no_turbo
    for i in "${ACTIVE_CORES[@]}"; do
        if [[ " ${P_CORES[@]} " =~ " $i " ]]; then
            cpupower -c $i frequency-set -d $P_MAX -u $P_MAX >/dev/null
        else
            cpupower -c $i frequency-set -d $E_MAX -u $E_MAX >/dev/null
        fi
    done
    ;;
  *)
    echo "❌ 无效输入"
    exit 1
    ;;
esac

echo "✅ 配置完成！"
echo "当前在线核心: $(grep "processor" /proc/cpuinfo | wc -l)"
watch -n1 "grep MHz /proc/cpuinfo"

使用方式：

复制代码

x@ubuntu:~$ sudo ./cpu_mode_can_sleep.sh
--------------------------------------
步骤 1: 选择工作核心 (例如: 0,1,6)
--------------------------------------
请输入要保留的核心编号 (空格分隔): 1 2
--------------------------------------
步骤 2: 选择频率模式
--------------------------------------
0 = Lowest (800MHz)
1 = Base Lock (P=2.5G, E=1.8G)
2 = Turbo Lock (P=4.7G, E=3.5G)
选择模式 (0/1/2): 2
⚙️ 正在配置核心状态...
💤 核心 3 已进入休眠 (Offline)
💤 核心 4 已进入休眠 (Offline)
💤 核心 5 已进入休眠 (Offline)
💤 核心 6 已进入休眠 (Offline)
💤 核心 7 已进入休眠 (Offline)
💤 核心 8 已进入休眠 (Offline)
💤 核心 9 已进入休眠 (Offline)
🚀 模式: Turbo Lock
✅ 配置完成！
当前在线核心: 3


Every 1.0s: grep MHz /proc/cpuinfo                                              

cpu MHz         : 4510.876
cpu MHz         : 2445.370
cpu MHz         : 2460.407

Core 0 的频率

在测试场景下（只用 2 个 E-Core 跑满负载，Core 0 空闲），Core 0 的频率会处于一种极端的两极分化状态：

1. 物理层面的真实频率：0 MHz（99% 的时间）

正如前面提到的，当 Core 0 因为没有任务而进入 C-State 深度休眠（如 C6/C7）时，它的内部时钟信号会被硬件级切断（Clock Gating）。

此时没有时钟周期翻转，它的真实物理频率就是 0 MHz。
它在静静地等待下一个硬件中断将它唤醒。

2. 唤醒瞬间的频率：最高允许频率（1% 的时间）

当鼠标动了一下、网卡收到数据，或者系统定时器滴答了一下，Core 0 会被瞬间唤醒（耗时几微秒）。

因为我们在 cpu_manager.sh 中执行了 cpupower frequency-set -g performance（这个命令如果不加 -c 参数，默认会把所有 Online 核心的调度器都设为 performance 性能模式），所以：

如果你的脚本处于 Mode 2 (Turbo 模式) ：Core 0 一旦醒来，硬件（Intel HWP）会立刻让它飙升到 4.7GHz (P-Core 最大睿频)，用最快的速度把这个后台小任务处理完，然后秒回 0 MHz 继续睡。这是 Intel 架构典型的"Race to Sleep（加速睡眠）"策略。
如果你的脚本处于 Mode 1 (Base 模式) ：由于全局禁用了睿频（no_turbo=1），它唤醒时最高只能跑到 2.5GHz (基础频率)。

3. 系统监控工具显示的频率：通常是 800 MHz 或最后一次唤醒的频率

如果你在这个时候打开另一个终端，输入 watch -n1 "grep MHz /proc/cpuinfo"，你看到的 Core 0 频率大概率会停留在 800 MHz（Intel 14代最低的 P-State 频率），或者偶尔跳动到高频。

为什么不是 0 MHz 呢？

Ubuntu Linux 上 固定P/E 核混合架构CPU频率

一、查看当前调频驱动（先确认环境）

情况 A（最常见，14 代一般是）：

1️⃣ 设为 performance 模式（防止自动降频）

2️⃣ 关闭节能模式（允许跑满频）

情况 B：

二、分别控制 P/E 核（实验级）

1️⃣ 看核心拓扑

2️⃣ 分组锁频（示例）

锁定频率范围：

P 核：

E 核：

锁定固定频率（比如Base频率）:

P 核：

E 核：

三、验证是否生效

实时看每个核心频率（最直观）

没有完全锁定现象和原因

一句话结论

二、为什么会这样？（原理）

1️⃣ P-State（频率调节）刚才控制的是这个

2️⃣ C-State（睡眠状态）现在没关 ❗

3️⃣ HWP（硬件自控）14代默认开启

彻底锁定，不掉到 800MHz（实验模式）

🔧 方法一（推荐）：关闭深度 C-State（最有效），只用方法一一般就可以

🔧 方法二：禁用 HWP（硬件自动调度）

🔧 方法三（终极）：内核启动参数（最干净）

四、完整脚本

五、如果只想部分cpu生效

Core 0 的频率

1. 物理层面的真实频率：0 MHz（99% 的时间）

2. 唤醒瞬间的频率：最高允许频率（1% 的时间）

3. 系统监控工具显示的频率：通常是 800 MHz 或最后一次唤醒的频率

Ubuntu Linux 上固定P/E 核混合架构CPU频率