Turbo-boost 充电器可为 CPU 涡轮加速模式提供支持

引言
为了不断提高 CPU 的动态性能，让笔记本电脑拥有高速处理复杂多任务的能力，我们首先必须短时间提高 CPU 时钟频率，并充分利用其散热能力。但是，这样做会使系统要求的总功耗超出电源（例如：AC 适配器等）所供功率，从而导致适配器崩溃。一种可能的解决方案是提高适配器的额定功率，但成本也随之增加。本文介绍的涡轮加速升压 (turbo boost) 充电器，允许适配器和电池同时为系统供电，以满足笔记本电脑在 CPU 内核加速模式下工作时出现的猝发、超高功率需求。

在传统笔记本电脑系统中，使用一个 AC 适配器供电，并利用系统不需要的功率为电池充电。AC 适配器不可用时，通过开启 S1 开关（请参见图 1）让电池为系统供电。适配器可以为系统供电的同时为电池充电，因此要求其具有较高的额定功率，从而难以有效控制体积和成本。动态电源管理 (DPM) 一般用于精确地监控适配器总功率，实现优先为系统供电。

图 1 适配器和电池充电器系统

一旦达到适配器的功率限制，DPM 便通过降低充电电流，并在没有最佳效率功率转换的情况下直接由适配器向系统供电，并对输入电流（功率）进行调节。系统负载最大时，所有适配器功率全部用于为系统供电，不对电池充电。因此，主要设计标准就是确保适配器的额定功率足以支持峰值 CPU 功率和其他系统功率。

人们对于使用多 CPU 内核和增强型图形处理器单元 (GPU) 高速处理复杂任务的高系统性能的需求越来越大。为了满足这种需求，英特尔为其 Sandy Bridge 处理器开发出了 turbo-boost 技术。这种技术允许处理器短时间内（数十毫秒到数十秒）出现超出热设计功耗 (TDP) 的猝发式功率需求。但是，在考虑到设计容差的情况下，AC 适配器的设计仅能在某个 TDP 电平满足处理器和平台的高功率需求。当充电器系统发现，充电电流被动态电源管理单元降至零后适配器达到其输入额定功率时，避免 AC 适配器崩溃的一种最简单方法是通过降低 CPU 频率来实现 CPU 降频工作，但这会降低系统性能。如何能在适配器不崩溃或者不增加其额定功率的情况下，让 CPU 在 TDP 电平以上短时间高速运行呢？