Güç optimizasyonu, boyut, performans ve ısı dağılımı gibi parametreleri dengeleyerek entegre devreler gibi dijital cihazların harcadığı gücü azaltma girişimidir. Elektronik bileşen tasarımı çok kritik bir alandır, çünkü birçok taşınabilir elektronik cihaz düşük güç tüketimi ile yüksek işlem kapasitesine ihtiyaç duyar. Bileşenlerin karmaşık işlevler yerine getirmesi gerekir, ancak hepsi çok küçük bir yüzey alanına paketlenmiş, mümkün olduğu kadar az ısı ve gürültü üretir. Yoğun olarak araştırılmış bir dijital tasarım alanı olan güç optimizasyonu, birçok cihazın ticari başarısı için hayati öneme sahiptir.
Elektronik tasarımda gücü optimize etme fikri, 1980'lerin sonunda taşınabilir cihazların yaygın kullanımıyla dikkat çekmeye başladı. Pil ömrü, ısıtma etkileri ve soğutma gereksinimleri hem çevresel hem de ekonomik nedenlerden dolayı çok önemli hale geldi. Giderek daha karmaşık bileşenlerin daha küçük talaş boyutlarına takılması, daha fazla işlevselliğe sahip daha küçük cihazların üretilmesini sağlamak için hayati hale geldi. Bununla birlikte, bu kadar çok bileşenin dahil edilmesiyle ortaya çıkan ısı önemli bir sorun haline geldi. Cihaz performansı ve güvenilirliği gibi faktörler de ısıdan etkilenir.
Talaşları ölçeklemek, kalıp boyutunu küçültmek ve hala kabul edilebilir sıcaklık seviyelerinde en yüksek performansı elde etmek için güç optimizasyonu metodolojilerine yatırım yapılmasını gerektirir. Gücü manuel olarak optimize etmek, entegre devreler gibi mevcut yongalarla imkansız hale gelir, çünkü milyonlarca bileşen içerirler. Tipik olarak, tasarımcılar çoğunlukla spekülasyon, mimari ve program atığı olan boşa harcanan enerjiyi sınırlandırarak güç optimizasyonunu gerçekleştirir. Tüm bu yöntemler enerji israfını devre tasarım seviyesinden uygulama ve uygulamaya kadar azaltmaya çalışır.
Program kaybı, bir üst uç mikroişlemci gerekli olmayan komutları yerine getirdiğinde meydana gelir. Bu komutları çalıştırmak, hafızanın ve kayıtların içeriğini değiştirmez. Program israfını ortadan kaldırmak, ölü talimatların uygulanmasını azaltmak ve sessiz mağazalardan kurtulmak demektir. Spekülasyon atıkları, işlemci çözülmemiş dalların ötesindeki talimatları alıp çalıştırdığında gerçekleşir. Mimari atık, önbellek, dal tahmincisi ve talimat kuyrukları gibi yapılar çok büyük veya çok küçük olduğunda meydana gelir.
Çoğunlukla büyük miktarlarda kalması için tasarlanan mimari yapılar genellikle tam kapasitelerinde kullanılmazlar. Tersine, onları küçültmek, aynı zamanda daha fazla hata yapma nedeniyle güç tüketimini de arttırır. Başarılı güç optimizasyonu, çok az güç tüketen bileşenleri seçerek sistem düzeyinde bir yaklaşım kullanmayı gerektirir. Bu tip bileşenlerin olası tüm kombinasyonları tasarım aşamasında incelenebilir. Devre içi ihtiyaç duyulan anahtarlama aktivitesi miktarını azaltmak, aynı zamanda daha az güç tüketimi sağlar.
Güç optimizasyonu için kullanılan diğer yaklaşımlardan bazıları saat kapısını, uyku modlarını ve daha iyi mantık tasarımını içerir. Retiming, yol dengeleme ve durum kodlaması, güç tüketimini sınırlayabilen diğer mantık yöntemleridir. Bazı mikroişlemci tasarımcıları, güç tasarrufu sağlayan kontrol özellikleri ekleyen tasarım dosyalarını kodlamak için özel biçimler de kullanır.
