便携系统中微处理器功耗的设计考虑
市场对高性能和新特色产品的持续需求给便携设备的设计为员出了种种难题。在许多情况下,设计已达到所允许功耗的极限。计算机和电话用户往往不原使用电池寿命太短的产品。所以,最佳的解决方案是降低电路的功耗--从微处理器开始,它是系统的核心并且消耗的功率最大。
通常,处理器是最主要的功耗部件,尽管便携设备的其他部件也消耗不少功率。例如在笔记本计算机中,磁盘驱动、显示和图形电路与微处理器争用可用电池功率。在通信设备(如数字蜂窝电话)中,其RF电路的功耗与基带处理器的功耗不相上下。所以,做为设计工程师必须拟定功率预算,并确定不同特性的相对优先次序。
在Intel公司出版的“Mobile Power Guidelines 2000”中,建议笔记本计算机功率预算分配5W给微型笔记本计算机的处理器,9.5W给全特性笔记本计算机的处理器(见表1)。两种类型笔记本计算机都假定包含硬盘驱动器(功耗1.4W左右),但只有较大型的才包含DVD驱动器(功耗1.4W)。同样,微型笔记本计算机给显示器分配的功纺较少(2.8W 对4.3W)。正如在Interl例子中可看到的那样,任何所需功率的削减必须在各个方面进行,而不仅仅是在处理器方面。即使微处理器的效率不断提高,处理器功率的显著低通常也要对性能加以权衡。所以,对处理器性能的要求必须与对其他特性(如DVD驱动器)的要求加以平衡。
困难的相互比较
不同类型微处理器(CISC,RISC或DSP)的额定功率是不同的,
这是因为它们针对不同的应用。对于一给定的类型,不同的制造商也规定在不同条件下的额定功率。功率增加通常正比于工作负载。所以,微处理器往往被定额为每兆赫时钟频率需要多少瓦。但是,其他类型的处理器在某一给定的时钟频率下执行更多的指令或完成更多次的运算。因此,有些厂商喜欢标定每瓦功耗完成多少 Mips(每秒百万条指令)或MOPS(每秒百万次运算)。