Table of Contents
بهینه سازی قدرت در معماری کامپیوتر شامل تکنیک هایی برای کاهش مصرف انرژی در هنگام حفظ عملکرد است، این استراتژی ها برای بهبود کارایی، گسترش عمر باتری دستگاه و کاهش تولید گرما ضروری هستند.این مقاله روش ها و محاسبات عملی را برای بهینه سازی قدرت در سیستم های محاسباتی مدرن بررسی می کند.
ولتاژ پویا و مقیاس فرکانس (DVFS)
DVFS ولتاژ و فرکانس یک پردازنده را بر اساس تقاضاهای کاری تنظیم می کند. ولتاژ و فرکانس در طول کارهای بی نظیر یا کم شدت مصرف برق را به طور قابل توجهی کاهش می دهد.قدرت مورد استفاده توسط یک پردازنده می تواند با فرمول تقریبی باشد:
[[ویرایش] [۱] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱]] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۲] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۳] [۲] [۳] [۱] [۲] [۳] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۳] [۳] [۱۰] [۲] [۲] [۲] [۳] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۳] [۱] [۱] [۱] [۱] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۳] [۳] [۲] [۲] [۲] [۲
در جایی که P قدرت است، C خازن است، V ولتاژ، f فرکانس است و E عامل فعالیت است.با کاهش V و f، مصرف برق به ترتیب چهار برابر و خطی کاهش می یابد.
قدرت Gating
برق گرم کردن شامل خاموش کردن قدرت به اجزای غیر فعال در یک تراشه است، این تکنیک مانع جریان نشت می شود که منبع قابل توجهی از مصرف انرژی استاتیک است. پیاده سازی قدرت نیاز به مدار اضافی دارد، اما منجر به صرفه جویی در انرژی قابل توجهی در دوره های بیکار می شود.
ساعت Gating
ساعت گرم کردن سیگنال ساعت را به بخش هایی از یک مدار که در حال استفاده نیستند، غیرفعال می کند، این مصرف انرژی پویا را کاهش می دهد زیرا فعالیت تعویض به حداقل می رسد.طراحی مناسب برای ساعت مناسب می تواند منجر به کاهش قابل توجهی در استفاده از قدرت کلی شود.
محاسبات عملی
فرض کنید یک پردازنده در 1.2V و 2GHz با خازن 10pF کار می کند.
[[ویرایش] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۲] [۲] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۲] [۲] [۲] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۲] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۱۰] [۲] [۱۰] [۲] [۲] [۲] [۲] [۲] [۱۰] [۲] [۱۰] [۱۰]
محاسبه این بازده تقریبا 28.8 میلی وات است، اگر ولتاژ به 1.0V و فرکانس به 1GHz کاهش یابد، مصرف برق به حدود 8.3 میلی وات کاهش می یابد، نشان دهنده تاثیر ولتاژ و مقیاس فرکانس است.