אסטרטגיות אופטימיזציה כוח באדריכלות מחשב: גישות מעשיות וקליקט

אופטימיזציה כוחית באדריכלות מחשב כוללת טכניקות להפחית את צריכת האנרגיה תוך שמירה על ביצועים. אסטרטגיות אלה חיוניות לשיפור היעילות, הרחבת חיי הסוללה של המכשיר, וצמצום דור החום. מאמר זה חוקר גישות מעשיות חישובים המשמשים כדי לייעל את הכוח במערכות מחשוב מודרניות.

דינמי וולט ותדירות Scaling (DVFS)

DVFS מאמת את המתח והתדירות של מעבד המבוסס על דרישות עומס עבודה.הורדת מתח ותדירות במהלך משימות idle או נמוך-intensity מפחיתה משמעותית את צריכת החשמל.הכוח המשמש מעבד יכול להיות משוער על ידי הנוסחה:

(ב) ויקרא י"א:2 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כאשר P הוא כוח, C הוא קיבול, V הוא מתח, f הוא תדירות, ו E הוא הגורם הפעילות. על ידי צמצום V ו f, צריכת חשמל יורדת באופן חד-משמעי לינארי, בהתאמה.

כוח GING

הקידוד של כוח כרוך בהפסקת כוח לרכיבים לא פעילים בתוך שבב.טכניקה זו מונעת זרם הדליפה, המהווה מקור משמעותי של צריכת חשמל סטטית.יישום כוח הגלום דורש מעגלים נוספים, אך תוצאות חיסכון באנרגיה משמעותית במהלך תקופות של idle.

שעון GING

שעון המפרק את אות השעון לחלקי מעגל כאשר הם לא בשימוש. זה מקטין צריכת חשמל דינמי כי החלפת פעילות מצמצם.

בידוד מעשי

נניח שמעבד פועל ב- 1.2V ו- 2GHz, עם קיבול של 10pF. השימוש בנוסחת הכוח:

(ב) ויקרא י"ד: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

חישוב זה מניב כ 28.8 מיליוואט.אם מתח מופחת ל 1.0V ותדירות ל 1GHz, צריכת החשמל טיפות עד 8.3 מ"ט, מה שמדגים את ההשפעה של מתח ותדירות.