Mikroprozessoren adaptiv versorgen

摘要

Die Energieeffizienz von Rechnersystemen hängt stark vom Stromverbrauch des Mikroprozessors ab. Trotz kleinerer Halbleitergeometrie und niedrigerer Versorgungsspannung steigt die Stromaufnahme dieser Chips. Ein Verfahren namens »Adaptive Voltage Scaling« kann dabei helfen, den Stromverbrauch eines jeden ICs auf jeder Leiterplatte und damit auch des gesamten Systems zu minimieren. Üblicherweise steuert man den Stromverbrauch eines Prozessors, indem man je nach erforderlicher Rechenleistung dessen Taktfrequenz und Versorgungsspannung hebt oder senkt. Dies optimiert äußerst effizient den Leistungs- und Stromverbrauch, da die Verlustleistung proportional zum Quadrat der Versorgungsspannung ist (P = U~2/R). Ist der Bedarf an Rechenleistung niedrig, kann die Taktfrequenz des Mikroprozessors verringert werden, und wenn die Taktfrequenz geringer ist, kann auch die Versorgungsspannung niedriger sein. Diese Technik nennt sich dynamische Spannungsskalierung (DVS, Dynamic Voltage Scaling) und wird mit einer offenen Regelschleife implementiert, wobei vorbestimmte Kombinationen aus Frequenz und Versorgungsspannung in einer Tabelle gespeichert sind.