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25-fache Verbesserung der Energieeffizienz

Energiesparen beim mobilen Computing ohne Leistungsverlust

11. September 2014, 15:17 Uhr |

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Integration, Innovation, Strom-Management

Integration, Innovation, Strom-Management

Heutige mobile Technologien machen sich Errungenschaften zunutze, dank derer mehr Leistung in kleinere Geräte passt, die Akkulaufzeit massiv verbessert sowie das Gewicht und die Wärmeentwicklung reduziert werden konnte und dadurch die Notwendigkeit lauter Kühlventilatoren praktisch überflüssig wurde. Viele dieser Meilensteine sind ein Ergebnis der Tatsache, dass man das alte, PC-zentrierte Strom-Management-Modell nach dem Motto »je größer desto besse«” durch einen neuen, ganzheitlichen Ansatz ersetzte, der diese Funktionen in das gesamte System integriert. Diese neue Herangehensweise hat Verbesserungen in der Systemintegration, Prozessinnovation und dem Energie-Management ermöglicht.

Ansätze der Systemintegration beinhalten heterogene Systemarchitekturen (HSAs), die CPUs und GPUs auf demselben Stück Silikon unterbringen, was häufig als sogenannte Accelerated Processing Units (APUs) bezeichnet wird. Dies verringert den Stromverbrauch, da es keine energieraubenden Schnittstellen zwischen den Chips mehr gibt und den Management-Tools auf dem Chip eine effiziente Verteilung und Verringerung des Stromverbrauchs zwischen den integrierten Komponenten ermöglicht.

Geräte, die mit HSA betrieben werden, tragen zur Verbesserung der Prozesseffizienz bei, indem sie Workloads auswählen und zu dem für diese Aufgabe optimalen Prozessor leiten. Dadurch können Leistungssteigerungen für das Standard-Office, das aufstrebende »Visual Computing« und gewöhnliche Interface-Applikationen realisiert werden. Zusammengefasst kann man sagen, dass HSA-Geräte darauf ausgelegt sind, bessere Leistung bei geringerem Stromverbrauch zu liefern.

Ein neuer vielversprechender Ansatz im Energie-Management ist die Konzentration auf den Ruhezustand. Das Handling von Ruhezuständen ist besonders wichtig für mobile Geräte, da sie hohe Performance in kurzen Zeitintervallen benötigen, gefolgt von relativ langen Zeitspannen, in denen der Nutzer auf eine Antwort wartet oder ein Ergebnis beobachtet. Der Schlüssel dazu ist eine Möglichkeit zu finden, die einen energiesparenden Ruhezustand hat, aber sehr schnell diesen Zustand wieder verlassen kann. Zudem muss eine flexible Chipkonfiguration entwickelt werden, damit das Gerät immer wieder schnell in den Energiesparmodus zurückwechseln kann.

Dank dieser Innovationen ist Energieeffizienz nicht mehr als das Verhältnis von hoher Performance-Anforderung und hohem Energieverbrauch definiert. Jetzt geht es eher darum, hohe Performance-Anforderungen mit einem durchschnittlichen Stromverbrauch zu realisieren. Die benötigte Leistung wird dabei für kurze Zeitspannen bereitgestellt, damit der Nutzer schnelle Reaktionszeiten hat, während der Stromverbrauch ansonsten deutlich geringer ausfällt als zu diesen Hoch-Zeiten.

Diese Bewertung der Effizienz wird »typische Nutzungs-Energie-Effizienz« genannt und beinhaltet aufgrund von Innovationen in der Architektur und dem Energie-Management eine deutlich verbesserte, schnellere Wirkung als die altbekannte »Hoch-Zeiten-Effizienz«.