إن استخدام الطاقة في البنية الحاسوبية على النحو الأمثل ينطوي على تقنيات لخفض استهلاك الطاقة مع الحفاظ على الأداء، وهذه الاستراتيجيات أساسية لتحسين الكفاءة، وتوسيع نطاق حياة البطاريات، والحد من توليد الحرارة، وتستكشف هذه المادة النهج العملية والحسابات المستخدمة في تحقيق الحد الأمثل من الطاقة في النظم الحاسوبية الحديثة.

Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS)

ويُعدل نظام إدارة الدعم الميداني حجم وتواتر معالج يقوم على متطلبات عبء العمل، ويقلل انخفاض حجم وتواتر العمليات أثناء فترات العسر أو انخفاض مستوى الشدة من استهلاك الطاقة بدرجة كبيرة، ويمكن تقريب الطاقة التي يستخدمها المعالج بالصيغة:

P = C × V]2] × × E]]

حيث الطاقة، (ج) هي القدرة، (الخامسة) هي الفولط، (و) التردد، (و) هو عامل النشاط، (ه) عن طريق خفض استهلاك الطاقة من الـ (ف) و (و) يقلّل استهلاك الطاقة من حيث الكمّل و الكمّل.

بــاء - توليد الطاقة

وينطوي ضخ الطاقة على وقف الطاقة إلى المكونات الخاملة داخل رقاقة، وهذا الأسلوب يحول دون تسربها، وهو مصدر هام لاستهلاك الطاقة الثابتة، ويتطلب تطبيق التوابل في الطاقة دوارة إضافية، ولكن يؤدي إلى وفورات كبيرة في الطاقة خلال فترات العضلات.

Clock Gating

ويعطل التكبير إشارة الساعة إلى أجزاء من الدائرة عندما لا تستخدم، مما يقلل من الاستهلاك الدينامي للطاقة لأن تغيير النشاط يخفض إلى أدنى حد ممكن، ويمكن أن يؤدي تصميم تحديد الوقت المناسب إلى تخفيضات كبيرة في استخدام الطاقة عموما.

الحسابات العملية

يُفترض أن يعمل المعالج في الساعة 00/١ و2GHz، مع غطاء قدره ٠١ × ٥.

P = 10 × 10]-12] F × (1.2 V)2 × 2 × 10]9 Hz]

وينتج حساب هذا المبلغ حوالي 28.8 ملليواط، وإذا انخفض حجم الفولط إلى 1.0 في المائة وتواتره إلى 1GHz، فإن استهلاك الطاقة ينخفض إلى حوالي 8.3 مليوتات، مما يدل على أثر الفولطية والترددات.