Coolbook

Coolbook
Développeur	Magnus Lundholm
Dernière version	1.3 [+/−]
Environnement	MacOSX
Type	Logiciel de régulation de consommation CPU
Licence	Propriétaire
Site web	www.coolbook.se
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Coolbook est un logiciel de régulation de la consommation du processeur (CPU) visant à améliorer l'autonomie d'un portable en réduisant la dissipation thermique.

C'est l'équivalent de Notebook Hardware Control pour Apple.

Modèles concernés

Coolbook supporte tous les portables Apple basés sur les processeurs MacIntel Core Duo ou Core 2 Duo. Il s'adresse donc directement aux MacBook, MacBook Air et MacBook Pro.

Principe de fonctionnement

Il faut savoir que la consommation d'un processeur dépend de deux paramètres direct :

• sa fréquence de fonctionnement (exprimée en hertz)
• sa tension d'alimentation (exprimée en volts).

Fréquence CPU

Réduire la fréquence de fonctionnement du processeur est le moyen le plus simple et le plus sûr de diminuer la consommation d'un processeur. Cependant, cette même fréquence est directement liée à la puissance de calcul de l'ordinateur. Ce principe n'a donc un intérêt que dans les cas où le processeur est faiblement sollicité, dans le but d'éviter de "gâcher" inutilement des cycles.

Les processeurs Intel basés sur la technologie Core Duo ou Core 2 Duo intègrent d'origine une technique, appelée Speedstep, qui leur permet de changer dynamiquement de fréquence. Un processeur Core 2 Duo donné à 2,33 GHz a en réalité une fréquence de cœur variant de 1,00 GHz à 2,33 GHz.

Ces changements sont par défaut à la charge de MacOSX, qui détermine en fonction du profil sélectionné (Meilleure Autonomie, Normal ou Meilleures performances) et de la charge de calcul la fréquence optimale pour le processeur. La gestion des profils est réalisée très simplement spécifiant des seuils min et max entre lesquels le processeur doit rester à une fréquence donnée :

• si la charge processeur passe en dessous du seuil min, alors MacOSX constate que le processeur n'est pas assez sollicité et qu'il "gaspille" trop de cycles, et donc le système pilote le passage à la fréquence de fonctionnement inférieure ;
• si la charge processeur dépasse le seuil max, MacOSX considère qu'en cas de hausse subite de la charge la puissance maximale du processeur risque d'être atteinte, et donc par mesure de sécurité le système d'exploitation bascule sur la fréquence supérieure, afin de bénéficier d'une réserve de puissance de sécurité pour pouvoir répondre à une demande subite sans rencontrer de saturation.

C'est sur ce dernier seuil que le système est parfois un peu trop laxiste, et qu'il préfère gaspiller des cycles processeur à ne rien faire, que de prendre le risque de se retrouver dans une situation où la puissance maximale de calcul est atteinte, et donc que certaines instructions seront reportées sur les instants suivants. La gène occasionnée par le reports d'instructions est très faible, voire impalpable, si la charge maximale autorisée est dépassée de peu.

Tension d'alimentation CPU

Contrairement à la fréquence, la tension d'alimentation du processeur n'a aucune influence directe sur la puissance de calcul du processeur, mais touchera dans une certainement mesure à la stabilité même du système. Un processeur alimenté avec une tension élevée consommera beaucoup d'énergie et aura plus de chances d'être endommagé, alors qu'un processeur alimenté avec une tension faible consommera moins, mais sera plus sensible aux légères chutes de tension qui peuvent subvenir, causant alors un dysfonctionnement aboutissant immédiatement à un blocage complet de l'ordinateur. Les paramètres rentreront dans l'ordre lors du redémarrage de la machine.

Les processeurs sont produits en très grande série, et le constructeur définit une tension d'alimentation nominale pour assurer le fonctionnement correct de tous les processeurs au sein d'une même gamme de production. Il apparaît que cette tension nominale est surévaluée et se trouve bien au-dessus du réel seuil en deçà duquel le processeur perd en stabilité. Cette surévaluation du constructeur se trouve être une perte d'énergie pure, puisque le processeur consommera plus d'énergie, produira plus de chaleur, alors qu'il réalisera la même quantité de calculs pour un temps donné.

MacOSX se contente d'appliquer par défaut la tension d'alimentation recommandée par le constructeur (Intel) sur chaque fréquence de fonctionnement.

Fonctionnalités de Coolbook

Les versions actuelles de CoolBook (à partir de la version 2.0) permettent d'interagir sur ces deux paramètres (fréquence de fonctionnement et tension d'alimentation) selon des préférences bien définies. Deux profils sont disponibles : "secteur" et "batterie" qui comme leur nom l'indiquent s'activent selon les conditions de fonctionnement de la machine. Il est ainsi possible de définir un profil privilégiant une puissance sans compromis d'énergie lorsque la machine est sur secteur, et au contraire mettre l'accent sur l'autonomie lorsque la machine fonctionne sur batterie.

Fréquence CPU

CoolBook offre les méthodes de gestion processeur les plus évoluées, en permettant de spécifier les différentes fréquences que le processeur pourra utiliser. Il est donc possible de modifier la plage de fréquence initiale pour restreindre la gamme de fréquences utilisables. La possibilité est également offerte de personnaliser les directives de changement de fréquence, c'est-à-dire les seuils au-delà desquels le processeur passera à la fréquence inférieure (si la charge passe en dessous du seuil minimal défini) ou supérieure (si la charge passe au-dessus du seuil maximal défini). Parallèlement à cela, CoolBook autorise également à verrouiller la fréquence de fonctionnement du processeur à une certaine valeur. Le but principal dans un objectif de conservation d'énergie est de fixer cette fréquence à un niveau bas, de manière à limiter au maximum le nombre de cycles qui seront "gaspillés".

Tension d'alimentation

Coolbook autorise la modification de cette tension d'alimentation, et permet à l'utilisateur d'associer une tension personnalisée pour chaque fréquence configurée dans un profil. L'utilisateur peut donc procéder à une phase de "calibrage" pendant laquelle il va baisser petit à petit la tension d'alimentation du processeur puis solliciter la machine à chaque pas, et ce jusqu'à atteindre la limite en dessous de laquelle la machine perd en stabilité. Cette démarche de calibration est facilitée dans ce sens où CoolBook intègre un utilitaire de tests basique, permettant déjà d'évaluer la stabilité des choix de tension avant de procéder éventuellement à des tests plus poussés.

Attention : la démarche de calibration nécessite plusieurs essais et peut occasionner un plantage de l'ordinateur, qui peut induire des pertes de données. Il faut impérativement s'assurer d'avoir sauvegardé tous les travaux en cours avant de tenter une calibration de la tension.

Historique

CoolBook v1.x

Initialement, Coolbook ne propose pas de gestion dynamique des fréquences du processeur en utilisant un système de seuil de charge CPU. En effet, CoolBook dans sa version 1 ne peut que verrouiller la tension du processeur à une valeur donnée, à laquelle il est ensuite possible d'associer une tension d'alimentation personnalisée. Deux préférences sont disponibles, appelées Secteur et Batterie.
CoolBook v1 implique également le redémarrage complet de la machine pour changer de profil actif, le logiciel étant à cette époque incapable de modifier dynamiquement les fréquences & tensions du processeur.
La version 1.3 (dernière release sur la version 1.x) est d'ailleurs toujours disponible en téléchargement sur le site officiel pour les éventuelles personnes qui préféreraient ce mode de gestion du processeur

Les allusions à Coolbook v1, font en fait référence au logiciel CoolBook Controller, qui est le logiciel même de régulation processeur. Il existe en réalité un second logiciel nommé CoolBook Tester, mis à cette époque à disposition des utilisateurs en version beta 0.3b (donc non finale, et sujette à des bugs).

Ce second logiciel représente un aperçu des fonctionnalités qui allaient être implémentées officiellement dans les versions ultérieures de CoolBook (version 2).

Il implémente déjà de manière opérationnelle :

• le changement de profil à la volée (sans avoir à redémarrer la machine) ;
• la gestion du speedstep et de plusieurs fréquences (6 maximum) entre lesquelles le processeur commute de manière dynamique ;
• la spécification d'une tension d'alimentation personnalisée pour chacune des fréquences définies ;
• la personnalisation des seuils min et max de commutation entre les fréquences.

CoolBook v2.x

CoolBook dans sa version 2 implémente de manière officielle toutes les évolutions présentées dans CoolBook Tester, avec en plus la levée de la limitation de la plage de fréquences à six états.

CoolBook v2.5

CoolBook 2.5 ajoute le support de MacOSX 10.5 Leopard, et corrige quelques erreurs.

Licence

Coolbook est un logiciel propriétaire, créé par Magnus Lundholm, dont la distribution n'est pas gratuite. Le coût de la licence monoposte, incluant les mises à jour vers les évolutions, et disponible sur le site officiel pour un tarif de 10 US$, soit environ 8,50 €.

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