低功耗技术(二)常见的低功耗技术
根据公式可知翻转功耗与VDD成平方的关系;静态功耗中ISUB和VDD的指数成正比。因此降低功耗最有效的方法就是降低供电电压VDD。
那么降低电压可以有哪些方法呢:(电压越高模块能跑的频率越高)
1)对不同的模块提高不同的电压。比如CPU和外设需要的频率就不一样,那么在同时满足两个模块性能的前提下,CPU需要很高的频率,那就需要高的VDD; 外设可能只需要较低的频率,那么低的VDD就能达到这个频率的延时需求,所以可以给它低VDD;
2)对同一个模块,可能不同应用需要的频率也不同。比如玩游戏的时候GPU就需要很高的频率,但是文字阅读的时候可能频率就很低;待机的时候GPU甚至就可以关掉。这样不同的应用模式,电压可以是高VDD, 低VDD, 甚至为0。
其实所有的低功耗电压技术就是上面两种方法的不同策略,本文将从芯片架构级去介绍低功耗技术。
1)静态多电压技术
(MSV: Multi Supply Vdd)
如果对不同的模块固定成不同的电压,那么就是静态多电压技术. (MSV: Multi Supply Vdd)
2)动态电压调节技术
(DVFS: Dynamic Voltage and Frequency Scaling)
如果对不同的模块可以选择几种不同的电压配置,那么就是动态电压调节。同时调节电压一般同时会调整频率,所以就是动态电压频率缩放技术。 DVFS可以看作MSV的升级版。
3)自适应电压频率缩放
(AVFS: Adaptive Voltage and Frequency Scaling)
DVFS是需要软件根据不同的应用场景来选择不同的电压频率配置,如果更进一步,对不同模块的电压频率能够自适应的调节,那么就是自适应电压频率缩放. AVFS可以看作是DVFS的升级版。
4)电压关断技术
(PSO: Power Shut Off)
如果有某个模块在有些场景下不使用了,我们可以关掉这个模块的电压,需要使用时候再打开,关断模块肯定是最省电的方式了。这就是电压关断技术。PSO技术其实是电压调节的一种特例,也就是调节到0。PSO技术一般和MSV, DVFS,AVFS一起使用。
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