节能:电脑节能千“方”百“计”

2010-08-28 10:45:23来源:西部e网作者:

  良心有知——电脑耗电知多少!  

  相对于电脑中的其它技术而言,电脑的节能技术是我们平时关心得最少的。在电脑得到大规模应用的今天,由于大众节能意识的淡薄和电脑节能知识的匮乏,常在不经意间消耗过多电能。然而,越来越严重的电力危机却迫使我们必须直面这个严肃的话题。中国国家发改委出台的《公众节能行为指南》要求人们在长时间离开时关闭办公设备的电源,以减少无谓的能耗。事实上,除了增强大众的节能意识之外,让广大用户了解电脑中的节能技术也是相当重要的。所以,本文的重点将放在对电脑节能技术的介绍和分析之上。

    2004年的中国正经历着一场前所未有的电力危机,从年初至今,国内已先后有24个省市被迫拉闸限电。其实,这个问题并非只出现于近期,也并非只存在于中国,全球性的能源危机早在上个世纪九十年代就已初现端倪。

    随着人类科技、工业发展进程的加快,电脑已经与我们的工作和生活密不可分,而电脑的节能问题也日益受到世界各国的关注。国际能源机构(IEA)于1997年提出了1-Watt计划,旨在将待机功耗降低到1W以下。美国政府2001年7月发布政令,更是要求联邦政府各部门优先采购低待机功耗的产品。那么,我们所用的电脑平时究竟会消耗多少电能呢?

  一、电脑耗电知多少

    电脑的总耗电量由各部件的耗电量构成,电脑配置的不同直接影响着耗电量的多少。表1中列出了除CPU和显示器外的常见设备的功率,因为不同类型产品的功耗变化范围太大。

\

  1.如何得知电脑功耗?

    电脑的总功耗并不是简单地由所有配件的功耗相加而得,因为这些配件工作状态的变化对耗电量大小有很大影响。那么,如何计算电脑的功耗呢?

    计算功耗所用的方法通常是用万用表从交流供电端测出电压V和电流I,然后根据P=VI这个公式进行计算。不过,这个数值没有多大意义,因为电脑各部分的耗电情况随它们的工作状态的变化而变化,譬如,光驱不读盘功耗很小,读盘时主轴电机旋转起来,功耗自然就增加。测出的数字只是一个时刻的数据,未必有代表性。所以要准确测量电脑的功耗,还必须使用一块电度表,测出电脑在一段时间(譬如8个小时)内的耗电量(kWh,千瓦时),然后用这个数值除以时间(h,小时),才能得出电脑的平均功耗(kW)。

  2.功率因数与电能利用率

    严格地说,交流电的功率应该用公式P=Vicosφ来计算,其中φ称为功率因数角,cosφ为功率因数。容性负载φ为正,感性负载φ为负,纯电阻负载φ=0时,此时cosφ=1(最大值)。为了保证电脑的供电质量,电源盒和主板上都使用许多大电容进行滤波,这样就使得电脑的负载呈“容性”,降低了负载的功率因数,也就降低了电源的效率,很多电能做了无用功而被白白地浪费了。

    为了提高电源效率,需要在电源盒中增加一个PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)电路,以减小电流与电压之间相位差,提高功率因数。凡是贴有CCC(中国国家强制性产品认证)标志的电脑电源,其内部都应该有PFC电路。图1是电子线路构成的有源式PFC电路,也有采用串接电感的无源式PFC电路(图2)。无源式校正由于采用固定不变的电感,其电感大小未必能与负载的容性阻抗完全匹配,而有源式可以实时调整校正系数,因此节能效果更佳。

\
有源PFC电路

\
无源PFC电路

你知道吗?   ——电源的标称功率与实际功率

    电源的标称功率是指电源盒上标注的功率(单位为W),也是开关电源的最大输出功率。电脑所配电源的标称功率往往高于实际功率,但电脑的耗电量并不受电源标称功率大小的影响。换言之,选择功率大的电源并不增加实际耗电量。譬如,如果您的电脑需要200W电能,虽然配了一个标称功率为350W的开关电源,但系统实际耗电仍为200W。

  节能规范——让节能工作有章可循

  俗话说,没有规矩就不成方圆。这句话放在电脑领域同样适用。在电脑节能方面,目前已有不少规范产生,相关厂商都必须按照这些规范进行设计和制造;对于用户来说,了解这些规范也对选择和更好地使用电脑大有裨益。

  1.Energy Star

    “Energy Star Program(能源之星计划)”是美国环境保护署(Environmental Protection Agency ,EPA)1992年提出的一个全面性的环保和节能规范(图3)。“能源之星”计划几乎涉及所有耗电大的电脑设备,让这些设备在空闲时自动进入休眠状态,譬如显示器黑屏、硬盘停转、CPU停止工作或时钟频率降低等,休眠的设备只有少部分电路处于等待“唤醒”的状态,因此可以显著减少能耗。

\
Energy Star logo

  2.APM,藏身于BIOS中的神秘节能术

    能源之星计划是一个纲领性文件,提出了节能要求。然而面对众多的用电设备,能源之星却无法提出具体的节能措施。为此,在能源之星计划提出的同年,Intel公司制定出名为APM(Advanced Power Management,高级电源管理)的节能规范,APM是一个完全基于BIOS的电源管理技术,所有节能措施的实现都需依靠BIOS—电脑用户必须进入BIOS的电源管理项进行设备节能方式的设置。

    需要说明的是,在BIOS中必须将“PM Control by APM”这个选项设置为“Enabled”,电源管理功能才能起作用。如果操作系统为Windows,还需要在操作系统中进行一个简单的设置:由“控制面板”进入“电源选项”,然后在“高级电源管理”中勾选“启用高级电源管理支持(M)”(图4)。就是让Windows把电源管理的控制权交还给BIOS,以免APM与后面即将介绍的ACPI发生冲突。

\
将电源管理控制权交给BIOS


  3.ACPI,轻轻松松设置、明明白白节能

    APM虽然高级,但对普通用户而言却过于专业。于是,Intel公司在1996年(APM推出4年之后)与Microsoft、Compaq、Toshiba和Phoenix等4家公司一起制定了ACPI(Advanced Configuration and Power Interface,高级配置与电源接口)规范。5家公司的结盟,使得主板、CPU、BIOS和操作系统在电源管理上联合行动,不仅主板和CPU要支持ACPI,而且显示器和硬盘等主要耗电设备也必须按照这一规范进行设计和制造。

    ACPI将电源管理BIOS代码、APM应用编程接口、PNP BIOS应用编程接口、多处理器规范表格等软硬件资源有机地结合在一起,使得系统中的所有设备可以互相进行通讯来了解彼此的使用情况,而且都受操作系统的控制(图5)。针对CPU、RAM、硬盘和显示器4种设备,ACPI规范定义了6种状态,使得这些设备的工作状态随节能模式的改变而变化。从S0到S5,电脑的功耗逐步减少。

\

    操作系统可监控系统的运行状态,并根据用户所设定的管理策略,适时对硬件设备的工作状态进行调整,达到最大限度节约能源之目的。ACPI的高明之处在于界面十分友好,容易理解、便于上手。譬如对于大家熟悉的Windows操作系统,在“电源选项”中可以对“系统(以CPU为主)”、“显示器”和“硬盘”进行详细设置,让这三个耗电最多的设备完全按照我们的安排去实现节能功能。

    ACPI与APM总是同时出现在一台机器中,我们应该如何取舍呢?显而易见,在功能更强大的ACPI面前,我们肯定会将APM撇开,让ACPI独自处理电源管理事务。要做到这一点也并不困难,只要去掉图5中“启用高级电源管理支持(M)”前面的勾选符,控制权就完全由ACPI掌握了。

  4.针对CRT显示器的规范:DPMS

    同样是在1992年,VESA(Video Electronics Standard Association,视频电子标准协会)制定了一个专门针对CRT显示器的节能规范—DPMS(Display Power Management Signaling,显示器电源管理信号)。DPMS定义了待机(standby)和挂起(suspend)两种节能状态,显示器工作状态的控制既可以由BIOS来完成,也可以在Windows中设定。在BIOS电源管理设置项中,如果将“Video off method(视频关闭方式)”交给DPMS(图6),当在一定时间内没有对计算机进行操作后,显示器就会进入待机状态,电源指示灯闪烁;如果再隔一段时间仍未对计算机进行操作,显示器则进入节能效果更佳的挂起状态,此时电源指示灯为黄色(正常显示时为绿色)。在Windows中,通过设置休眠时间可直接让显示器进入挂起状态,也就是图7中的“关闭监视器”。
DPMS还明确规定了显示器进入两种状态的硬件措施。待机状态下,显卡停止输出场同步信号,显示器中场扫描电路停止工作,但行电路继续工作,灯丝也继续给阴极加热,虽然显示器处于黑屏,但可以被瞬间唤醒;挂起状态下,显卡同时停止行、场扫描信号输出,显示器行、场扫描电路均停止工作,灯丝供电如果从行电路获得,此时灯丝也不亮了。挂起状态下只有电源维持工作,耗电量很少,但唤醒时间也较长。

  软硬兼施——如何对付电老虎CPU

  在486、586时代,CPU耗电量还不到20W,但随着CPU主频的提升,能耗也跟着上升到现在的100W之多,成为电脑中名副其实的“电老虎”,这从那些越来越“夸张”的散热器(图8)以及呼呼作响的散热风扇就可感受到。

\

    CPU功耗与供电电压的平方成正比,降低核心电压可以大大降低CPU功耗。从Intel 8086到Intel 80486,CPU的供电电压一直为5V,从Pentium时代开始,电压值一路下滑,直至今天的1V以下。即便如此,由于晶体管数量持续增加,CPU的总体功耗仍在攀升,居高不下的功耗已经成为限制频率继续增加的一道难关。

\
BIOS中设置显示器节能方式

\
Windows中设置显示器挂起时间

\
CPU的伙伴们

1.降低CPU功耗的硬功夫

    关于降低CPU功耗的工艺措施,本刊2004年第14期的《微处理器制造工艺详解》一文已有论述,在此仅作简单概括。

●采用CMOS工艺,降低动态功耗。组成CMOS电路的两只MOS管在电路状态改变期间交替导通,电路状态不变时靠电容放电维持一只管子导通,并不从电源吸收能量,因此动态功耗极低。

●采用高k值栅极材料,降低芯片供电电压。为了实现既降低电压又能维持MOS管正常的导通和关闭,就必须尽可能把栅极做得薄。但是,栅极太薄了又容易出现电流泄漏(栅泄漏),ZrO2、SiON以及Si3N4等高k值栅极材料的应用正是为了减少门泄漏电流,从而降低芯片功耗。

●MOS管衬底以及层间填充材料采用low-k介质,克服漏电流。MOS器件的衬底材料以及芯片层间的绝缘材料通常采用SiO2,但因SiO2的k值较高而产生较大寄生电容,带来信号串扰和感应漏电,因此,最新的微处理器中广泛采用CDO(碳掺杂的氧化硅)等low-k材料取代SiO2可在一定程度上解决此问题。

●铜互连工艺,降低连接线的功率损耗。由于铝电阻率相对较高,也使芯片的功耗升高,因此现在的微处理器内的互连线广泛采用铜导线。

●采用BGA封装,将CPU焊接在PCB上。BGA封装的芯片使用球形焊点直接焊接在PCB上,焊点和PCB板的接触面积较大,减少了热量的发生。用于笔记本电脑的CPU、主板的南、北桥芯片和显卡GPU都已广泛采用BGA封装。

●动态调节核心电压,按需供电。Intel针对Prescott处理器开发了Dynamic VID(动态电压识别)技术,它可根据处理器的忙碌程度实时调整供电电压,以“见缝插针”的方式降低处理器的功耗。实现Dynamic VID无需任何驱动程序,但需要主板和BIOS支持,并在BIOS中将D-VID选项设为Enabled,动态调节功能才能生效。

●多相供电结合大电容滤波,提高供电质量。现在CPU供电电压都是由+12V电压经DC/DC降压后得到,降压电路基于PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)的开关式调节原理,电路工作过程中的电压跳变产生尖峰脉冲。这些尖峰脉冲如不予以消除,不仅影响CPU工作稳定性,还会大大增加其发热量。解决方式有二:一是采用多相供电方式,输出更多的波头,以降低电压波动幅度;二是在降压电路后增加滤波电容容量,充分滤除纹波成分。

\
Intel845主板的多相供电部分

2.CPU节能的软手段

    如果说工艺措施是制造商的“硬功夫”,那么作为电脑用户仍可以通过一些“软手段”来降低功耗。Windows 中的System Idle Process(系统空闲进程)用于显示CPU的空闲状态,按“Ctrl+Alt+Del”键调出任务管理器,在“进程”中有一项“System Idle Process”,不断跳变的数字表示CPU的空闲度,如果“System Idle Process”在某一时刻的数值为90,说明这时CPU只是使用了全部资源的10%。降低功耗的软手段就是在CPU任务较轻(譬如我们只是在电脑上打字)时通过降低频率或同时降低频率和电压,达到降低功耗之目的。降低频率可减少动态功耗,而降低电压不仅降低动态功耗,还降低了静态功耗,节能效果更佳。降低功耗的软手段通常是采用外挂程序的方式,必须根据所使用的CPU类型,安装和运行相应的节能程序,下面是常用的节能软件和技术。

●SpeedStep:Intel为笔记本电脑开发的CPU节能程序,现已发展到第二代。第一代SpeedStep技术提供了两种频率变换状态:全速状态及电池供电时的降频状态;第二代的增强型SpeedStep技术能提供更多的频率档次。

●PowerNow!:PowerNow!是AMD在K6-2+和K6-Ⅲ+芯片上采用的与Intel的SpeedStep技术类似的节能技术,它有三种模式:高性能模式、电池节能模式和自动模式。选择自动模式时,CPU可在21种频率中自动切换,达到节能目的。

●Cool'n'Quiet:AMD为Athlon 64/FX桌面处理器配备的节能驱动程序,安装该程序后,系统可检测电源使用率,并利用BIOS产生ACPI或PSB(Performance Sate Blocks)更改P-states,将处理器速度从2.0GHz/1.5V/89W降低至800MHz/1.3V/35W的低功耗状态。因此,主板和BIOS都必须支持Cool'n'Quiet才能实现该功能。

\
LongRun技术根据任务随时调整Crusoe的频率

●LongRun:Transmeta(全美达)为Crusoe处理器开发的节能程序,在新的Efficeon处理器中发展成为LongRun2。LongRun可根据任务的需求情况对CPU频率、电压随时进行动态调节。图10描述了LongRun的频率调整策略:在没有任何任务时,CPU维持300MHz的低频低耗的休眠状态;执行移动光标的任务时,以800MHz的频率运行,任务完成立即返回休眠状态;执行播放DVD任务时,根据系统忙碌程度随时调整时钟频率,时而以1GHz的最高频率工作,时而以900MHz、800MHz、667MHz、533MHz、433MHz的某一频率工作,或者见缝插针地休眠一会儿,播放完毕及时返回休眠状态。

●第三方CPU节能软件:如CPU Idle、Waterfall及SoftCooler等,安装这些外挂程序后,当CPU空闲的时候,该程序就会向CPU发出指令(只有几个字节),降低CPU的频率。
需要说明的是,SpeedStep技术已获得主要操作系统的支持,从Windows 95到Windows XP,都提供了对SpeedStep技术的支持。

  百舸争流——显示器节能的较量

  1.“老爷”显示器退休在即

    CRT显示器开辟了电脑显示技术的先河,在电脑中占据主导地位几十年,但在强调节能与环保的今天,这个耗电量极大的“老人家”就显得跟不上形势了。

    CRT显示器的基本原理是:电子枪发出电子,电子被加速到极高的速度后轰击附着在显示屏玻璃上的荧光粉,荧光粉将电子的动能转换为光能,从而显示出图像。能量转换效率低是CRT显示器的能耗高的一个原因。另外,CRT显示器中电子束的扫描系统也需要大电流来偏转磁场,实现垂直和水平扫描,显示器屏幕尺寸越大,偏转电流越大,显示器耗电也越多(15英寸、17英寸、19英寸显示器耗电量分别在60W、80W、100W左右)。要使阴极发射电子,还需要灯丝加热,灯丝始终保持炽热状态,同样需要消耗电能。如果您把手放在工作中的CRT显示器上方,能明显感受到从显示器内部散发出来的滚滚热浪,这些热量可是用宝贵的电能换来的哟。

    CRT显示器不仅会被市场淘汰,一些国家为达到节能目的也制定了强制性淘汰法规,所以CRT显示器淡出市场的日子已近在眼前。那么,谁会成为CRT的终结者呢?

你知道吗?    ——调整CRT显示器也能省电

    分辨率设置得高,能耗也有所增加,因为高分辨率意味着更高的行频,这样行输出管导通次数增加,发热量也相应地增加,电源输出功率也相应增加。如果只是用来打字上网,显示分辨率调整到800×600就足够了。
亮度大小对能耗略有影响。亮度增大,电子数量增加,发射电子的阴极流过更多的电流,所以能耗有所增加。当显示器处于屏幕保护状态,与正常显示没什么差别,所以不能省电。

2.LCD显示器比CRT省电一半

    液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)由于技术较为成熟,已占据市场主流。如日中天的TFT (Thin Film Transistor,薄膜晶体管) LCD显示器,其显示亮度等主要指标已与CRT显示器不相上下,而耗电量还不足同尺寸CRT显示器的一半,15英寸LCD的功耗仅30W左右,平板显示器取代CRT显示器已成定局。TFT LCD基于透射的原理,利用液晶的物理特性来进行显示,即通电时液晶排列有序,允许光线通过;不通电时液晶排列混乱,光线不通过。与透射式液晶显示器相比,早期的反射型液晶显示器更加省电,但因显示亮度和对比度不够理想,只有计算器等小尺寸设备使用。TFT LCD采用所谓的背光技术,就是在液晶面板后面加灯管,灯管耗电量几乎占整个液晶屏幕的一半。所以,选用发光效率更高的光源是透射式液晶显示器节能的主要措施,目前TFT LCD显示器的光源有氙放电管、汞冷阴极管等类型。

    TFT LCD显示屏上的每一个点(像素)的明暗都是由一个薄膜晶体管控制的。一只晶体管只消耗很少的电能,但因晶体管数量很大,晶体管自身和驱动IC所消耗的电能加起来,就不可忽视了。

    液晶显示器并非一项完美的技术,从透射式液晶显示器的原理我们不难明白,即便屏幕全黑,灯管也还是要耗电的,只是光线没有穿透液晶屏而已,灯管发出的光也就白白浪费了。透射式液晶显示器无法充分发挥电能的效率,这是被动显示技术的固有缺陷。

3.PDP平板显示器

    PDP(Plasma Display Panel,等离子显示板)是继液晶显示器之后的新型平板显示技术,PDP发光原理类似于日光灯的气体辉光放电现象,PDP面板上每个像素就是一个等离子管,相当于一个微小型灯泡,混合气体和电极共同密封在超薄玻璃层内,当电荷释放时,就会发射紫外光,激发分布于玻璃面上的RGB磷化物质发光。

    亮度高是PDP的突出优点,但它的分辨率不如LCD,而且功耗很大(图9),约为LCD显示器的2.5至3倍,42英寸大屏幕PDP显示器功耗达300W!因此PDP显示器中要安装风扇进行冷却。现在正处于显示技术的重大变革之中,除非开发出新的技术使PDP功耗降低,否则PDP将因此失去竞争力,无法成为主流的显示技术。

4.未来市场属于节能型显示器

    研究中的电脑显示技术还有OLED、FED和E-paper等,他们都是节能型显示器。OLED(Organic Light Emitting Diode,有机发光二极管)显示器处于蓬勃发展之中,在数码相机和手机等移动产品中已得到应用。OLED的原理是在两电极之间夹上有机发光层,当正负极电子在此有机材料中相遇时就会发光。与LCD相比,OLED显示器省掉了高耗能的背光照明灯管,更加省电。所以OLED显示器被业界普遍看好,认为将会取代LCD显示器成为下一代主流的显示器。

    FED(Field Emission Display, 场发射显示器)也称作“薄型CRT(Thin CRT)”,因为它的显示原理与CRT非常相似。FED显示屏上每一个荧光点后面不到3mm处设置了一个极小的电子发射器,电子在电场作用下轰击荧光粉发光实现显示。与CRT显示器相比,FED利用场致发射冷阴极发射电子束,既不需用热源加热阴极的方式来产生电子,也不需要对电子进行长距离加速,因此不仅省电而且可以做得非常轻薄。与LCD相比,FED具有CRT的亮度,显示质量胜过LCD,而且比LCD更省电。

    E-paper(电子纸)由许多类似细胞的微囊组成,每个微囊就是电子纸的一个像素。每个像素的明暗控制基于“微囊电泳”原理,在微囊两端的电极上施加电压,微囊中的着色颗粒在电场作用下向电极方向移动,就可以实现显示(图11)。由于让颗粒移动只需要很小的电流,所以电子纸非常省电。如果不修改显示内容,电子纸压根就不消耗电能。

\
等离子体的结构

\
Thin CRT工程样品

  笔记本电脑之节能总动员/最后的话

笔记本电脑的移动计算功能使得它的市场占有率逐年上升,但待机时间和发热量一直是笔记本电脑发展中的主要障碍,必须全面解决CPU、主板、硬盘和显示器等配件能耗过高的问题。

1.节能设备的派对

    笔记本电脑的主要耗电设备有LCD显示屏、CPU、主板、图形模块、内存、硬盘和光驱等,这些设备或部件无一不是节能型产品。电池供电时,笔记本电脑的总功耗只有20W左右。

\
电子纸的“细胞”结构

    LCD显示屏最早使用在笔记本电脑中,就是因为其轻薄而省电,LCD的功耗随屏幕尺寸大小有所不同,不过都在5~7W左右。来自Intel的《PC Energy-Efficiency Trends and Technologies(PC电能效率趋势与技术)》资料显示,LCD耗电量占笔记本电脑总功耗的1/3,是继续挖掘笔记本节能潜力的“富矿”。Intel于2003年推出了显示器功耗节能技术DPST(Display Power Saving Technology, DPST),它能够通过管理图像的亮度和对比度,并动态降低背光亮度,达到降低LCD功耗的目的。Intel称,该技术能够将背光电压降低25%,而对用户视觉体验并不产生什么影响,目前14.1英寸LCD的平均功耗已经从4.2W降低到了3W。

    用于笔记本电脑的移动CPU最大功耗虽然达到24.5W,但是借助于为Mobile CPU量身定制的节能技术,适时地降低频率和电压,使得其平均功耗不超过2W,这样CPU功耗仅占笔记本电脑总功耗的10%以下。

    笔记本电脑中的内存模块和显示模块也都是低电压、低功耗产品,并且通过采用整合芯片组和共享显存等一体化结构和技术使得功耗很低。硬盘是笔记本电脑的必要装备,而台式机硬盘耗电较多,不能用于能源紧缺的笔记本电脑中。用于笔记本电脑的硬盘不仅盘片尺寸小(2.5英寸居多,也有使用1.8英寸的),转速也较低(多数为4200rpm和5400rpm两种,7200rpm的很少),硬盘读写时的功耗还不足3W,空闲状态下功耗更小。

\
笔记本电脑功耗分布情况

\

2.移动CPU的节能秘诀

    纵观移动CPU,普遍采用低电压型,Intel在推出迅驰技术的Intel Pentium M处理器时,还推出了低电压(Low Volt,LV)和超低电压(Ultra Low Volt,ULV)两种版本,以满足低功耗笔记本电脑的要求。降低核心电压是移动CPU降低功耗的一个秘诀,不过,从表4中我们不难看出:核心电压降低时,频率也会随之下降。

    移动CPU节电的另一个秘诀是对电压、频率和总线频率的动态调整。移动CPU的电压和频率通常有5~7种电压/频率等级(图15),为了实现让电压/频率随任务轻重而动态变化,Intel从1994年~1997年先后开发了VoltageReduction(自动降压)、ClockGating(自动频率调整)、QuickStart(在CPU空闲时自动进入休眠状态)等笔记本电脑CPU专用节能技术,并且在1999年开发了集以上三种技术之大成的SpeedStep技术。AMD与Intel之间的竞争是全方位的,当然不会放弃与日俱增的移动CPU市场,AMD也开发了用于移动CPU的PowerNow!技术,它与Intel的SpeedStep技术大同小异。

    移动处理器节能的第三个秘诀是从处理器的体系结构和逻辑设计上进行改进,在不影响性能的情况下降低功耗。例如Banias核心的Pentium M处理器中有一项技术叫Mikro-Op-Fusion,它是一个复杂的硬件堆栈管理器,可以改进分支预测(branch prediction)的效率,能够将每一条指令所消耗的电能降到最低水平。Banias Pentium M处理器还将1MB二级缓存分为8路关联式结构,每一路又被分割成4个象限,整个缓存被划分为32个象限区域,智能化控制逻辑随时将未使用的象限区域中的存储单元关闭,消除了未使用的单元仍处于激活状态而带来的电能损耗,体现了“按需计算”的先进设计思想。

3.整体节能,技高一筹

    为了进一步降低能耗,笔记本制造商和移动CPU制造商针对其他耗电较多的装置开发了一些节能技术,比较有代表性的是Intel的EBL(Extended Battery Life ,延长电池使用时间)计划,它通过下面三个途径实现节能:LCD变换器的耗电量占笔记本电脑总耗电量的1/4左右,通过优化变换器设计,提高了灯管发光效率,可省电550~880mW;LCD显示器采用非同步垂直刷新,可节约电能200~800mW;采用设备性能状态(Device Performance States,DPS)监控技术,让诸如图像处理芯片或网络控制器等在运行中能合理地在性能和能耗之间进行平衡,仅此一项又可减少大约900mW。

小知识:如何在电池供电时保持屏幕亮度不变?

    笔记本电脑在使用电池时,LCD亮度往往会比用交流电源时低一些,这是电源管理的默认设置,目的是为了省电以延长电池供电时间。要使电池供电与交流供电时屏幕亮度相同,在BIOS中的Display选项中将亮度的默认设置由Normal改为High即可。IBM笔记本电脑的系统控制软件ThinkPad Configuration Utility也提供了类似设置,用户进行设置和修改就比较方便了。


六、写在最后

    能源问题已开始制约人类社会的发展,能源的过度消耗和浪费是一个亟待解决的问题。电脑节能作为缓解能源危机的一个重要部分,贯穿于电脑的设计、制造和使用的全过程,涉及硬件与软件,体现于总体结构与局部细节。对于设备的研发制造,我们盼望研发人员能研究出更优秀、更合理的节能技术;而对于电脑用户,我们则希望能唤起您对电脑节能问题的关注。

关键词:电脑

赞助商链接: