02.04.2021

Динамическое изменение напряжения


Динамическое изменение напряжения (англ. Dynamic Voltage Scaling, DVS) — технология, позволяющая уменьшать энергопотребление (а также перегрев) компьютерной системы в зависимости от её загрузки путём снижения тактовой частоты ЦПУ и напряжения его питания.

Мощность, затрачиваемая на переключение КМОП микросхемы, зависит от тактовой частоты и напряжения питания:

P = C V 2 f {displaystyle P=CV^{2}f} ,

где P — потребляемая мощность;
C — ёмкость затворов транзисторов;
V — напряжение питания;
f — тактовая частота.

Максимальная рабочая частота КМОП микросхемы зависит от напряжения питания (практически линейно при условии, что напряжение питания значительно превосходит напряжение формирования инверсионного слоя, при котором происходит открытие транзистора), поэтому при снижении напряжения питания необходимо одновременное снижение тактовой частоты, что уменьшает производительность системы. Само по себе снижение тактовой частоты не уменьшает энергопотребление, поскольку увеличивает время выполнения задачи, уменьшая время простоя процессора.

t = k V ( V − V T ) 2 {displaystyle t=k{frac {V}{(V-V_{T})^{2}}}} ,

где t — время задержки элемента;
k — константа, зависящая от размеров и ёмкости затвора;
VT — напряжение формирования инверсионного слоя.

f = 1 L ⋅ t {displaystyle f={frac {1}{Lcdot t}}} ,

где f — максимальная рабочая частота;
L — максимальное количество последовательно соединённых элементов.

Алгоритм, реализующий динамическое изменение напряжения, собирает статистику загрузки системы по интервалам времени, предсказывает загрузку на следующий временной интервал и соответственно устанавливает необходимую скорость процессора. Программное обеспечение DVS включает в себя: планировщик задач операционной системы, собирающий статистику загрузки системы; управляющая программа DVS, обрабатывающая статистику и вычисляющая требуемую скорость и драйвер CPUFreq, устанавливающий частоту процессора. Аппаратное обеспечение компьютера преобразует требуемую частоту в напряжение питания процессора.

Для приложений реального времени использование технологии DVS может представлять серьёзную проблему, поскольку при снижении тактовой частоты выполнение задачи к определённому времени уже не гарантируется.


Похожие новости:

SMBus

SMBus
SMBus (англ. System Management Bus) — последовательный протокол обмена данными для устройств питания. Основан на шине I²C, но использует более низкое сигнальное напряжение (3,3 В), предложен Intel в

Асинхронизированная синхронная машина

Асинхронизированная синхронная машина
АСМ — асинхронизированная синхронная машина (разновидность машины двойного питания). Основным отличием АСМ от обычной синхронной машины, является наличие двух обмоток возбуждения, расположенных вдоль

Сварочный трансформатор

Сварочный трансформатор
Сварочный трансформатор — трансформатор, предназначенный для различных видов сварки. Сварочный трансформатор преобразует напряжение сети (220 или 380 В) в низкое напряжение, а ток из низкого - в

Стабилитрон тлеющего разряда

Стабилитрон тлеющего разряда
Стабилитрон тлеющего разряда — ионный газоразрядный электровакуумный прибор, предназначенный для стабилизации напряжения. Стабилитроны тлеющего разряда заполнены смесью инертных газов и предназначены
Комментариев пока еще нет. Вы можете стать первым!

Добавить комментарий!

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Популярные новости
Кровать для девочки-подростка: как выбрать идеальный вариант?
Кровать для девочки-подростка: как выбрать идеальный вариант?
В подростковом возрасте ребенок четко осознает свою половую принадлежность, поэтому хочет, чтобы...
Акриловые ванны Knief & Co – эстетика и долговечность
Акриловые ванны Knief & Co – эстетика и долговечность
Ванна – незаменимое дополнение санузла. Лучшим стандартам качества и высокой эстетике соответствуют...
Покупка «вторички» в Болгарии у моря – на что обратить внимание
Покупка «вторички» в Болгарии у моря – на что обратить внимание
Приобретая вторичную недвижимость на морском побережье страны, покупатель в любом случае получает...
Все новости