智能調(diào)節(jié)功能 - 賽靈思英特爾等五大廠商創(chuàng)新技術(shù)全面攻克芯片高功耗瓶頸

　　智能調(diào)節(jié)功能

　　一般來說，供電電壓和時脈速度越低，功耗就越低。然而性能也受到影響。因此，最新的微控制器和SoC開始尋求運(yùn)用智慧電源管理單元，自動調(diào)整工作電壓與時脈速度來搭配工作負(fù)載。

　　“電源管理的基本思路是單獨(dú)立地調(diào)整芯片不同部份的供電電壓和時脈速度，以便在任何特定時間點(diǎn)都能匹配其工作負(fù)載，同時關(guān)閉未使用的電路?！奔磳⒔尤蜸ilicon Laboratories公司CEO的Tyson Tuttle表示。

　　電源管理單元通常以狀態(tài)機(jī)模組的方式建置，能夠選擇性地降低非關(guān)鍵功能的電壓和頻率。但隨著半導(dǎo)體節(jié)點(diǎn)變得更先進(jìn)，芯片中填入更多的晶體管，一種所謂“暗場硅晶”（dark silicon）的概念──大部份的芯片在需要使用以前均處于斷電狀態(tài)──這或許會是未來半導(dǎo)體的先驅(qū)設(shè)計理念。

　　“在未來更先進(jìn)的制程節(jié)點(diǎn)，如22nm，SoC將整合進(jìn)更多能同時導(dǎo)通的晶體管?！?a href="http://srfitnesspt.com/tags/ram/" target="_blank">Rambus公司CTO Ely Tsern表示，“暗硅的概念就是在芯片上制作許多特殊用途的功能，但在任何時刻都只啟動所需的功能，讓其它功能則保持黑暗的斷電狀態(tài)，什么事也不做。”

　　英特爾在芯片電源管理方面處于領(lǐng)先地位，能夠隨時時詳細(xì)地監(jiān)視核心的溫度，允許透過提升頻率（turbo模式）以提高性能或降低速度來節(jié)省功耗。

　　圖3：英特爾的turbo模式可在高負(fù)載期間提升時脈以增加速度，并監(jiān)控核心溫度，在開始過熱時逐漸降低時脈速度。

　　來源：英特爾

　　但并不是所有的電源管理功能都能十分經(jīng)濟(jì)地移植到芯片上。事實(shí)上，最智慧化的電源管理方案是在芯片上和外部電源管理單元之間劃分任務(wù)?！搬槍ν獠侩娫垂芾泶嬖诮?jīng)常性的需求，因?yàn)閺墓β拭芏葋碚f，能夠加進(jìn)芯片上的內(nèi)容是有限的?！盓npirion公司CTO兼共同創(chuàng)辦人Ashraf Lotfi表示。

　　Enpirion公司專門生產(chǎn)獨(dú)立式電源管理單元，這些電源管理單元能從處理器接收命令，例如當(dāng)處理器進(jìn)入睡眠模式時降低處理器的電壓，當(dāng)處理器被喚醒時再迅速恢復(fù)電壓。