《電子技術(shù)應(yīng)用》
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低功耗設(shè)計(jì)需要軟硬件通力協(xié)作

2008-12-30
作者:Steve Carlson

???電子技術(shù)的發(fā)展日新月異。去年最熱門的產(chǎn)品早就被更小,,更快和更多花樣的產(chǎn)品所取代,,看起來一切都是那么地美好。

但也有令人感到不安的地方,隨著每一樣新玩意的能耗越來越高,相應(yīng)的碳足跡(Carbon Footprint)也越來越大。實(shí)際上,,能耗問題是關(guān)乎系統(tǒng)安全可靠性的關(guān)鍵點(diǎn)。


節(jié)能在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中顯得越來越重要


?? 電子技術(shù)使人與人之間能夠保持良好的聯(lián)系以管理日益繁雜的生活,。但每一個(gè)用于聯(lián)系的設(shè)備耗電量越來越大,。如果你細(xì)心觀察任一無線電子設(shè)備所使用的應(yīng)用程序包" title="程序包">程序包,你會(huì)發(fā)現(xiàn)軟件的體積正急速膨脹,,一方面我們的日常生活需要更完善的軟件,,另一方面也帶來了能耗大的問題。


除了這些無線系統(tǒng),,仍需要龐大的電力來支持發(fā)射臺(tái)和數(shù)據(jù)中心在全世界傳輸數(shù)據(jù)的需求,。有人做過估計(jì),一款在亞洲非常流行的多" title="的多">的多用戶電腦游戲每天需要三個(gè)發(fā)電站的電力設(shè)備提供電力來支持玩家使用,。


這些應(yīng)用程序和設(shè)備代表了軟硬件技術(shù)的前沿,,也許看起來令人難以置信,從能耗的角度上看他們還是如此地沒有效率,。每一個(gè)硬件和軟件設(shè)計(jì)在科技發(fā)達(dá)的今天其實(shí)可以做到更加地節(jié)省能源,。即數(shù)字音樂和視頻播放器" title="播放器">播放器,手機(jī),,數(shù)據(jù)中心,,筆記本電腦,個(gè)人電腦,,workstations等等都有提高能效的余地,。


這樣做的結(jié)果自然是皆大歡喜。例如,,通過設(shè)計(jì)一款發(fā)熱量更低的設(shè)備,,芯片公司能夠很好地將芯片的熱量散發(fā)出去降低芯片的溫度,同時(shí)也降低了產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn),,可以實(shí)現(xiàn)更小,,成本更低的封裝和改善整個(gè)系統(tǒng)的碳足跡。


能效問題必須通過芯片和軟件來解決


非常不幸的是,現(xiàn)有很大一部分?jǐn)?shù)據(jù)中心和嵌入式平臺(tái)的硬件長(zhǎng)期都不會(huì)更換,。這意味著能效的提高只能通過芯片和軟件對(duì)系統(tǒng)的管理來實(shí)現(xiàn)了。


好消息是仍然有很大空間來改善能效問題,。許多系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)并沒有把能效作為重要要求,,所以即使是增值性的改進(jìn)也會(huì)使系統(tǒng)獲益良多。


為了將來,,軟硬件設(shè)計(jì)必須通力協(xié)作,。在這個(gè)原則下工程師需要妥善處理需求和限制的關(guān)系,同時(shí)在保證無或者低風(fēng)險(xiǎn)" title="低風(fēng)險(xiǎn)">低風(fēng)險(xiǎn)情況下加強(qiáng)能效設(shè)計(jì)的技巧,。


舉一個(gè)通常的例子,,在產(chǎn)品開發(fā)" title="產(chǎn)品開發(fā)">產(chǎn)品開發(fā)方法學(xué)看來,對(duì)一個(gè)需要緊密合作的項(xiàng)目來說,,作為團(tuán)隊(duì)之間協(xié)調(diào)人的團(tuán)隊(duì)骨干是一個(gè)不可或缺的基本要素,。更深一層,為了實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)間的能效優(yōu)化方法交流,,能效分析能力必須在項(xiàng)目周期中得到提高,。驗(yàn)證是一個(gè)基本的降低風(fēng)險(xiǎn)策略,特別是在產(chǎn)品中部署一些強(qiáng)有力的節(jié)能技術(shù)時(shí),。


滿足連接性只是芯片和系統(tǒng)設(shè)計(jì)師的起點(diǎn),。對(duì)能效的追求將推動(dòng)硬件和軟件行業(yè)的發(fā)展,同時(shí)能效也將成為系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)討論的基礎(chǔ),。至于討論是否會(huì)產(chǎn)生有意義的結(jié)果就在于我們自身的努力了,。

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