Dynamisk spændingsændring

Dynamisk spændingsskalering ( DVS ) er en  teknologi, der giver dig mulighed for at reducere strømforbruget (såvel som overophedning) af et computersystem, afhængigt af dets belastning, ved at reducere CPU-clockfrekvensen og dets forsyningsspænding.

Den effekt, der kræves for at skifte en CMOS - chip, afhænger af clock-frekvensen og forsyningsspændingen:

hvor P er strømforbruget;
C er kapacitansen af ​​transistorernes porte;
V er forsyningsspændingen;
f er clockfrekvensen.

Den maksimale driftsfrekvens for en CMOS-chip afhænger af forsyningsspændingen (næsten lineært, forudsat at forsyningsspændingen væsentligt overstiger inversionslagets dannelsesspænding, ved hvilken transistoren åbner ), og derfor, når forsyningsspændingen falder, et samtidig fald i uret frekvens er nødvendig, hvilket reducerer systemets ydeevne. I sig selv reducerer reduktion af urhastigheden ikke strømforbruget, da det øger opgaveudførelsestiden, hvilket reducerer processorens inaktive tid.

hvor t er forsinkelsestiden for elementet;
k er en konstant afhængig af portens størrelse og kapacitans;
V T er inversionslagets dannelsesspænding.

hvor f er den maksimale driftsfrekvens;
L er det maksimale antal serieforbundne elementer.

En algoritme, der implementerer dynamiske spændingsændringer, indsamler systembelastningsstatistik efter tidsintervaller, forudsiger belastning for det næste tidsinterval og indstiller følgelig den nødvendige processorhastighed. DVS-softwaren inkluderer: en operativsystemopgaveplanlægning, der indsamler systemstartstatistik; DVS-styringsprogrammet, som behandler statistik og beregner den nødvendige hastighed, og CPUFreq-driveren, som indstiller processorfrekvensen. Computerhardwaren konverterer den nødvendige frekvens til en processorspænding.

For realtidsapplikationer kan brugen af ​​DVS-teknologi være et alvorligt problem, da når clockfrekvensen falder, er opgaven ikke længere garanteret afsluttet inden for et bestemt tidspunkt. [2]

Noter

1. ↑ 1 2 3 Ala Quadi, Steve Goddard, Shane Farritor. En dynamisk spændingsskaleringsalgoritme til sporadiske opgaver  (engelsk) (PDF). Proceedings of 24th IEEE Real-Time Systems Symposium. . University of Nebraska–Lincoln (december 2003). Dato for adgang: 12. december 2012. Arkiveret fra originalen 18. januar 2013.
2. ↑ Padmanabhan Pillai, Kang G. Shin. Spændingsskalering i realtid for laveffekts indlejrede operativsystemer  (engelsk) (PDF). University of Massachusetts. Dato for adgang: 12. december 2012. Arkiveret fra originalen 18. januar 2013.