Wat is krachtoptimalisatie?
Poweroptimalisatie is de poging om het vermogen dat wordt verbruikt door digitale apparaten zoals geïntegreerde circuits te verminderen door parameters zoals grootte, prestaties en warmtedissipatie in evenwicht te brengen. Het is een zeer kritisch gebied van het ontwerp van elektronisch componenten omdat veel draagbare elektronische apparaten een hoge verwerkingscapaciteit vereisen met een laag stroomverbruik. De componenten moeten complexe functies uitvoeren, maar genereren zo min mogelijk warmte en ruis, allemaal verpakt op een zeer klein oppervlak. Een intensief onderzochte gebied van digitaal ontwerp, krachtoptimalisatie is van vitaal belang voor het commerciële succes van veel apparaten.
Het idee om het vermogen in elektronisch ontwerp te optimaliseren begon de aandacht te krijgen in de late jaren tachtig met het wijdverbreide gebruik van draagbare apparaten. De levensduur van de batterij, verwarmingseffecten en koelvereisten werden erg belangrijk om zowel milieu- als economische redenen. Het aanpassen van steeds complexere componenten op kleinere chipgroottes werd van vitaal belang om de productie van kleinere apparaten met te waarborgenMeer functionaliteit. De hitte die werd gegenereerd door zoveel componenten op te nemen, werd echter een groot probleem. Factoren zoals apparaatprestaties en betrouwbaarheid worden ook beïnvloed door warmte.
om chips te schalen, de matrijsgrootte te verminderen en nog steeds piekprestaties te hebben bij acceptabele temperatuurniveaus vereist investeringstijd in vermogensoptimalisatiemethoden. Handmatig optimaliseren van kracht wordt onmogelijk met bestaande chips zoals geïntegreerde circuits omdat ze miljoenen componenten bevatten. Doorgaans bereiken ontwerpers vermogensoptimalisatie door verspilde energie te beperken, die meestal speculatie, architecturale en programmafalie is. Al deze methoden proberen de energieverspilling te verminderen van het niveau van circuitontwerp naar uitvoering en toepassing.
Programmaafval treedt op wanneer een high-end microprocessor commando's uitvoert die niet nodig zijn. Het uitvoeren van deze opdrachten verandert niet de inhoud van het geheugen en registers. Het elimineren van programma -afval betekent het verminderen van de uitvoering van dode instructies en het verwijderen van stille winkels. Speculatieafval vindt plaats wanneer de processor instructies ophaalt en uitvoert buiten onopgeloste takken. Architectonisch afval gebeurt wanneer structuren zoals caches, takvoorspellers en instructievrije te groot of te klein zijn.
Meestal ontworpen om grote hoeveelheden vast te houden, worden architecturale structuren meestal niet op hun volledige capaciteit gebruikt. Omgekeerd verhoogt ze kleiner, verhoogt het stroomverbruik ook vanwege meer foutoplossing. Succesvolle stroomoptimalisatie vereist het gebruik van een systeemniveau -benadering door componenten te selecteren die zeer weinig vermogen verbruiken. Alle mogelijke combinaties van dit soort componenten kunnen worden onderzocht in de ontwerpfase. Het verminderen van de hoeveelheid schakelactiviteit die nodig is, zorgt ook voor minder stroomverbruik.
Sommige van de andere benaderingen die worden gebruikt voor krachtoptimalisatie zijn klokken, slaapmodi en een beter logisch ontwerp. Met betrekking totTiming, padbalancering en statuscodering zijn andere logische methoden die het stroomverbruik kunnen beperken. Sommige microprocessorontwerpers gebruiken ook speciale formaten om ontwerpbestanden te coderen die vermogensbesparende besturingsfuncties invoegen.