Apa itu optimasi daya?

Optimalisasi daya adalah upaya untuk mengurangi daya yang dikonsumsi oleh perangkat digital seperti sirkuit terintegrasi dengan menyeimbangkan parameter seperti ukuran, kinerja, dan disipasi panas.Ini adalah area yang sangat kritis dari desain komponen elektronik karena banyak perangkat elektronik portabel membutuhkan kapasitas pemrosesan tinggi dengan konsumsi daya rendah.Komponen perlu melakukan fungsi kompleks namun menghasilkan panas dan kebisingan sesedikit mungkin, semuanya dikemas ke area permukaan yang sangat kecil.Area desain digital yang diteliti secara intensif, optimasi daya sangat penting untuk keberhasilan komersial banyak perangkat.

Gagasan mengoptimalkan daya dalam desain elektronik mulai mendapatkan perhatian pada akhir 1980 -an dengan penggunaan luas perangkat portabel.Daya tahan baterai, efek pemanasan, dan persyaratan pendinginan menjadi sangat penting untuk alasan lingkungan dan ekonomis.Memasang komponen yang semakin kompleks ke ukuran chip yang lebih kecil menjadi penting untuk memastikan produksi perangkat yang lebih kecil dengan lebih banyak fungsi.Namun, panas yang dihasilkan dengan memasukkan begitu banyak komponen menjadi masalah utama.Faktor -faktor seperti kinerja perangkat dan keandalan juga dipengaruhi oleh panas.

Untuk skala chip, mengurangi ukuran die, dan masih memiliki kinerja puncak pada tingkat suhu yang dapat diterima membutuhkan waktu investasi dalam metodologi optimisasi daya.Daya mengoptimalkan secara manual menjadi tidak mungkin dengan chip yang ada seperti sirkuit terintegrasi karena mengandung jutaan komponen.Biasanya, desainer mencapai optimasi daya dengan membatasi energi yang terbuang, yang sebagian besar spekulasi, arsitektur, dan limbah program.Semua metode ini berupaya mengurangi pemborosan energi dari tingkat desain sirkuit hingga eksekusi dan aplikasi.

Limbah program terjadi ketika mikroprosesor kelas atas mengeksekusi perintah yang tidak diperlukan.Melaksanakan perintah ini tidak mengubah isi memori dan register.Menghilangkan limbah program berarti mengurangi pelaksanaan instruksi mati dan menyingkirkan toko diam.Limbah spekulasi terjadi ketika prosesor mengambil dan menjalankan instruksi di luar cabang yang belum terselesaikan.Limbah arsitektur terjadi ketika struktur seperti cache, prediktor cabang, dan antrian instruksi terlalu besar atau terlalu kecil.

Sebagian besar dirancang untuk menahan jumlah besar, struktur arsitektur yang biasanya tidak digunakan untuk kapasitas penuhnya.Sebaliknya, membuatnya lebih kecil juga meningkatkan konsumsi daya karena lebih banyak kesalahan.Optimalisasi daya yang berhasil membutuhkan penggunaan pendekatan level sistem dengan memilih komponen yang mengkonsumsi daya sangat sedikit.Semua kombinasi yang mungkin dari jenis komponen ini dapat dieksplorasi dalam fase desain.Mengurangi jumlah aktivitas switching yang diperlukan dalam sirkuit juga memastikan lebih sedikit konsumsi daya.

Beberapa pendekatan lain yang digunakan untuk optimasi daya termasuk clock gating, mode tidur, dan desain logika yang lebih baik.Retiming, Path Balancing, dan State Encoding adalah metode logika lain yang dapat membatasi konsumsi daya.Beberapa desainer mikroprosesor juga menggunakan format khusus untuk kode desain kode yang menyisipkan fitur kontrol hemat daya.