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        計算機節(jié)能技術綜述

        2016-01-01 10:12:13王益涵
        計算機技術與發(fā)展 2016年1期
        關鍵詞:計算機系統(tǒng)

        張 豪,王益涵,吳 飛

        (上海工程技術大學 電子電氣工程學院,上海 201620)

        計算機節(jié)能技術綜述

        張 豪,王益涵,吳 飛

        (上海工程技術大學 電子電氣工程學院,上海 201620)

        計算機節(jié)能技術是利用不同技術方法來有效降低計算機運行所產生的能源消耗。近年來,人們越來越關注能源問題,為了實現(xiàn)節(jié)能降低資源消耗,計算機節(jié)能技術已經成為國內外節(jié)能領域的研究熱點之一。文中首先比較了國內計算機節(jié)能領域內的兩種不同節(jié)能規(guī)范和標準,并在此基礎上從動態(tài)電源管理、動態(tài)電壓頻率調節(jié)以及使用高性能的節(jié)能配件等方面分析了硬件方面的節(jié)能技術,之后從編譯器、操作系統(tǒng)等方面進一步對軟件節(jié)能技術進行了詳細闡述。最后,在總結計算機現(xiàn)有節(jié)能技術的基礎上,根據節(jié)能技術和計算機的發(fā)展趨勢,對計算機軟硬件節(jié)能可能的研究方向作了進一步的展望。

        計算機節(jié)能;節(jié)能標準;動態(tài)電源管理;動態(tài)電壓頻率調節(jié)

        0 引 言

        目前,隨著計算機的日益普及,人們的生活水平和工作效率都得到了很大程度的提高,但是由于計算機的功能越來越強大,隨之而來的能耗問題也成為大家關注的焦點。再加上人們環(huán)境保護意識的提高,節(jié)能減排問題不斷受到國家的重視,計算機節(jié)能已經成為科研當中不可忽視的一部分,通過降低計算機能耗來延長計算機的使用時間和使用壽命也是目前節(jié)能研究的熱點之一。

        很多專家針對計算機節(jié)能技術進行了研究,提出了很多降低計算機能源消耗的有效措施。這些措施從不同的角度可以分為兩類:

        第一類是從硬件的層面出發(fā),通過開發(fā)低功耗的節(jié)能設備、使用不同的電源管理機制等措施,達到節(jié)能的目的。這些措施在電子信息、電力系統(tǒng)、工業(yè)鍛造等多個領域得到了廣泛應用。

        另一類是從軟件的層面出發(fā),從編譯器到操作系統(tǒng),通過各種不同的措施來實現(xiàn)計算機的低功耗設計。

        文中首先對現(xiàn)在國內已有的計算機評測標準進行比較,之后從硬件和軟件兩方面對不同的節(jié)能技術進行介紹。

        1 國內計算機評測標準比較

        中國質量認證中心2009年9月發(fā)布并實施了《計算機節(jié)能認證技術規(guī)范》(編號:CQC3114-2009)[1],我國在計算機節(jié)能檢測這一領域有了首個針對計算機產品節(jié)能評價的專用檢測標準。但是因為《計算機節(jié)能認證技術規(guī)范》是推薦性的,沒有對計算機產品的檢測做強制要求,導致該技術規(guī)范的約束力有限;同時由于計算機領域內節(jié)能技術的進步,該技術規(guī)范對計算機類產品飛速發(fā)展的產品特點缺乏及時跟進[2]。中華人民共和國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和中國國家標準化管理委員會于2012年5月發(fā)布了《微型計算機能效限定值及能效等級》(編號:GB 28380-2012)[3],并于同年9月開始實施。同時中國質量認證中心規(guī)定自2012年12月1日起,對于《微型計算機能效限定值及能效等級》適用范圍內的計算機產品,不再采用《計算機節(jié)能認證技術規(guī)范》實行節(jié)能認證,其適用范圍以外的產品,將繼續(xù)采用《計算機節(jié)能認證技術規(guī)范》進行檢測。這些標準的出現(xiàn)為未來我國計算機節(jié)能技術的發(fā)展起到了促進作用。

        下文為了方便對這兩個標準進行差異比較,將《計算機節(jié)能認證規(guī)范》簡稱為CQC技術規(guī)范,將新發(fā)布并實施的《微型計算機能效限定值及能效等級》簡稱為GB節(jié)能標準。通過對評測標準的差異比較,能夠對計算機領域的節(jié)能技術有一個簡單的認識和初步的理解。

        1.1 適用范圍的差異

        (1)CQC技術規(guī)范對普通用途的計算機節(jié)能產品的認證技術規(guī)范和試驗方法做出了規(guī)定。GB節(jié)能標準則對臺式微型計算機、具有顯示功能的一體式臺式微型計算機和便攜式計算機等微型計算機的能效限定值、節(jié)能評價值、試驗方法和檢驗規(guī)則進行了詳細的規(guī)定。

        (2)CQC技術規(guī)范的適用范圍是在電網電壓下正常工作的計算機,如:臺式計算機、筆記本電腦等。服務器的節(jié)能認證不在該技術規(guī)范的適用范圍之內。GB節(jié)能標準的適用范圍是普通用途微型計算機。但是該節(jié)能標準不適用于工作站、工控機以及配備有兩個及以上獨立圖形顯示單元(GPU)的微型計算機的節(jié)能認證;同樣電源額定功率大于750 W的微型計算機和顯示屏對角線小于0.294 6 m的便攜式計算機及一體機也不在GB標準的適用范圍之內。

        (3)由于CQC技術規(guī)范是由中國質量認證中心所發(fā)布的節(jié)能自愿性認證標準,該文件對計算機產品的節(jié)能認證不具有強制性。而GB節(jié)能標準是由中國標準化研究院所推出的、對計算機產品節(jié)能技術水平的強制要求和規(guī)定,與CQC技術規(guī)范不同,該節(jié)能標準具有強制性。

        1.2 計算機分類的差異

        (1)CQC技術規(guī)范中根據處理器、系統(tǒng)內存、是否具備獨立圖形處理器等不同將臺式計算機分為A類、B類、C類。GB節(jié)能標準中根據計算機產品的處理器、系統(tǒng)內存、獨立圖形處理器等不同將臺式微型計算機及一體機分為A類、B類、C類、D類。

        (2)GB節(jié)能標準和CQC技術規(guī)范對于便攜式計算機和筆記本電腦的分類依據的規(guī)則相同,都是根據其中央處理器(CPU)、獨立圖形顯示單元以及系統(tǒng)內存等不同將其分為A類、B類、C類。

        1.3 能效判定的差異

        (1)在GB節(jié)能標準中,微型計算機的能效等級根據能源消耗被分為1級、2級、3級。而在CQC技術規(guī)范中沒有等級,只有節(jié)能評價值,而且該值在不同的項目下有不同的指標。

        (2)GB節(jié)能標準對于臺式微型計算機及一體機的能效判定是通過典型能源消耗(Typical Energy Consumption,TEC)的方式,用公式TEC=(8 760/1 000)×(Poff×Toff+Psleep×Tsleep+Pidle×Tidle)來計算并判定。CQC技術規(guī)范對于臺式計算機的能效判定是通過測量關機模式(offmode)、睡眠模式(sleepmode)、空閑狀態(tài)(idlestate)這三種不同模式下的功耗分別對其進行判定。

        (3)對于微型計算機的能效判定,CQC技術規(guī)范與GB節(jié)能標準的計算方法相同,都是按TEC的方法進行計算及判定的,但是二者公式中的百分比與功耗在數值上是有差異的。

        (4)GB節(jié)能標準增加了附加功能功耗因子的考核要求和相關說明,附加功能功耗因子之和的值(ΣEfa)通過查表來確定。CQC技術規(guī)范中沒有規(guī)定附加功能功耗因子。

        1.4 測試方法的差異

        (1)CQC技術規(guī)范中規(guī)定,對計算機產品進行測試時相對濕度為45%~75%;測試電源為交流電壓(220±5)V,頻率為(50±0.5)Hz;測試電源的總諧波失真≤3%。GB節(jié)能標準中規(guī)定對計算機產品進行測試時的相對濕度為25%~75%;測試電源為交流(220±2.2)V,電源頻率為(50±1)Hz;測試電源的總諧波失真≤2%。

        (2)CQC技術規(guī)范中規(guī)定帶外部顯示設備的電腦(一般為臺式機)應該使用顯示器電源管理設置,避免出現(xiàn)顯示設備電力供應不及時的狀況,確保在以后整個idle state測試過程中的電力供應。GB節(jié)能標準中規(guī)定了臺式微型計算機顯示設備的桌面背景是RGB值都為130的固定顏色位圖,亮度設定為出廠設置。

        (3)CQC技術規(guī)范規(guī)定對idle state下的能耗測試是在操作系統(tǒng)加載完成整15 min后開始測量被測樣本。GB節(jié)能標準規(guī)定對計算機產品idle state下的能耗測試要連續(xù)記錄下計算機進入idle state后5 min至15 min的有功功率及測試時間。此外,GB節(jié)能標準還對進行不同模式及狀態(tài)下的能耗測試時的讀數頻率、功率計算方法做出了明確規(guī)定。

        2 硬件節(jié)能技術

        計算機在運行過程中,有一部分能耗是從硬件產生,通過動態(tài)的調整電壓、頻率等相關技術能有效降低系統(tǒng)的硬件層面的能源消耗,動態(tài)電源管理(Dynamic Power Management,DPM)[4]和動態(tài)電壓頻率調整(Dynamic Voltage and Frequency Scaling,DVFS)[5-6]作為有效的硬件節(jié)能層面的措施[7]已經應用到多個領域;此外通過更換高性能的計算機主板等配件也能在硬件層面有效地降低計算機能耗。

        2.1 動態(tài)電源管理

        作為一種電源管理機制,動態(tài)電源管理技術能夠在計算機運行時動態(tài)地管理電源,在保證計算機性能的前提下,選擇性地將計算機運行時不使用的部件置于低功耗睡眠狀態(tài),通過這種方法來實現(xiàn)系統(tǒng)整體的能耗最優(yōu)化,從而達到節(jié)能的目的。DPM作為一個動態(tài)的過程,不用對計算機內部進行干涉就能實現(xiàn)動態(tài)的對計算機電源的盡心管理,實現(xiàn)低功耗的設計。研究發(fā)現(xiàn),不同的控制策略能夠使得DPM技術產生不同的節(jié)能效果,因此根據動態(tài)電源管理技術中控制策略的不同將其分為超時策略、預測策略和隨機策略[8-13]。

        (1)超時策略。

        超時策略是目前動態(tài)電源管理技術中應用最為廣泛的一類策略,它會根據系統(tǒng)當前已知空閑時間的時間段長短設立一個時間閾值,這個閾值可以是固定的也可以進行動態(tài)調整,相對其他策略來說較為簡單。當功耗可管理部件(Power Manageable Component,PMC)連續(xù)處在空閑狀態(tài)的時間長度超過之前設定的時間閾值時,超時策略就將該部件切換為睡眠模式,減少電力消耗。由于這類DPM策略相對來講比較簡單,無法快速根據負載的變化做出相應的調整,缺乏靈活性,所以當系統(tǒng)負載頻繁變化時其功耗管理效果通常很不理想。此外無論系統(tǒng)部件的空閑時間長短,PMC必須等待一段時間才能將其切換為睡眠狀態(tài),在這段時間內有一定程度的電量消耗,不能最大限度地實現(xiàn)能源的節(jié)約。

        (2)預測策略。

        預測策略在PMC開始運行時會使用某種預測方法對該部件未來處于空閑狀態(tài)的時間長度進行預先估計,如果該估計值超過了某一設定的時間閾值,則在開始時就將此PMC置為睡眠模式,如果在時間閾值內則讓此PMC維持在運行狀態(tài)。因此,選擇合適的預測方法是此類策略能否有效降低系統(tǒng)功耗的關鍵,這將直接關系到預測結果的準確程度。目前大多采用Markov算法、Bayes算法、Genetic算法、Hidden Markov算法、Immune算法、Neural network算法、Wavelet transform算法、指數平均算法或學習樹算法等對其進行研究。與超時策略相比,預測策略不需要確定時間閾值并與之進行比較就可以進行模式切換,這能有效地解決超時策略中等待進入睡眠模式的那段時間內所帶來的能耗浪費問題,但該類策略的難點在于如何正確預測空閑時間,如果預測失誤,不但不能節(jié)省功耗反而會降低系統(tǒng)性能,增加能源能耗。

        (3)隨機策略。

        隨機策略是將系統(tǒng)負載當作一個隨機優(yōu)化問題進行處理,通過采用隨機決策模型來解決DPM問題從而實現(xiàn)低功耗設計。多數情況下,該類策略采用受控的Markov過程對其進行求解。它把用戶請求和系統(tǒng)負載抽象為離散時間Markov決策過程模型,即把PMC提供的服務序列給轉化為離散的或連續(xù)的Markov鏈,這使得最優(yōu)化DPM問題在多項式時間內有解,并且在降低能源消耗和減少系統(tǒng)性能損失間找到了權衡的方法。雖然隨機策略在控制系統(tǒng)能耗的同時能有效控制響應延遲,有比較好的動態(tài)電源管理效果,但是首先需要對系統(tǒng)部件的狀態(tài)變遷服從哪種分布做出假設,這使得該類策略的適用范圍受到一定程度的限制。而且利用隨機模型來求解DPM的過程相對復雜,算法自身開銷較大,可能無法對系統(tǒng)能源消耗進行實時有效的控制提供保障。

        2.2 動態(tài)電壓頻率調節(jié)

        動態(tài)電壓頻率調節(jié)技術是依據計算機不同的工作運行狀態(tài)對CPU等PMC部件進行電壓、頻率動態(tài)合理調整的計算機低功耗節(jié)能管理技術。作為一種有效的硬件節(jié)能技術[14],它以系統(tǒng)任務的優(yōu)先級為依據動態(tài)調節(jié)CPU的電壓和頻率,讓計算機的各個部件能夠運行在能滿足系統(tǒng)性能需求的最低頻率和電壓上,在不影響系統(tǒng)各方面運行性能的條件下合理降低了CPU的電量消耗。動態(tài)電壓頻率調節(jié)依據CMOS電路(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)中功耗和電路上的電壓平方、時鐘頻率成正比例的關系,通過延長任務的執(zhí)行時間來實現(xiàn)降低計算機電量消耗的目標。DVFS技術在很多領域都有研究成果,同時也被細分為很多類,主要有實時DVFS技術、通用DVFS技術等。實時DVFS技術是通過對任務的最壞執(zhí)行時間等參數進行估計,在滿足計算機硬實時要求的條件下,降低電源的電壓和頻率,從而實現(xiàn)降低計算機能源消耗的目標。由于任務的執(zhí)行時間長度無法通過對這些參數的估計而預先知道,所以這種方法的應用相對而言較少;而通用DVFS技術是指對系統(tǒng)的工作狀態(tài)進行評估和預測,之后根據結果選擇適合其正常穩(wěn)定工作運行的電壓與頻率,從而實現(xiàn)計算機的低功耗設計。例如在Linux系統(tǒng)當中應用的DVFS技術:ondemand governor[15],它就是依據CPU的利用率對CPU的電壓和頻率進行動態(tài)合理的調整以降低能耗實現(xiàn)節(jié)能。此外,DVFS技術在多核的實時系統(tǒng)中運用廣泛,但其技術策略就更為復雜,分配問題、執(zhí)行速度問題、優(yōu)先級問題是DVFS技術在多核系統(tǒng)上運用需要解決的主要問題。通過將DVFS技術與軟件層面的節(jié)能技術相結合亦能有效降低計算機在運行時的能量消耗。

        2.3 使用高性能節(jié)能配件

        隨著科學技術的不斷進步,計算機硬件的更新?lián)Q代速度也越來越快,市場上的硬件產品為了迎合消費者的不同需求都開始朝著更節(jié)能更高效的方向發(fā)展。在電腦的主要配件主板上,各大一線品牌紛紛推出了自己的節(jié)能技術,如華碩EPU節(jié)能技術(Energy Processing Unit,EPU)、技嘉DES節(jié)能技術(Dynamic Energy Saver,DES)、微星DrMOS技術、映泰GPU節(jié)能技術(Green Power Utility,GPU)、梅捷3E節(jié)能技術(Energy Efficient Engine)等等。通過對計算機更換高效節(jié)能的硬件同樣可以有效降低計算機功耗,實現(xiàn)綠色低碳、減少能源消耗。

        2.3.1 華碩EPU能量引擎節(jié)能技術簡介

        華碩EPU綠色能量引擎是一款實時監(jiān)控電源管理的微處理芯片,該芯片采用DPM技術,可以根據計算機的實際需求自動實現(xiàn)系統(tǒng)的低功耗運行。EPU綠色能量引擎的工作原理是通過檢測主要部件的運行狀態(tài)來實現(xiàn)對主板相應部分的精確管理。在計算機的運行過程中,操作系統(tǒng)并沒有一直處于100%的全負載運行狀態(tài),如果系統(tǒng)一直滿載運行勢必會造成大量能源浪費。華碩的這款芯片通過混合動力技術對系統(tǒng)進行運行狀態(tài)監(jiān)控,根據負載的變化情況來實時地調整和改變系統(tǒng)的電力供應情況,即使用DPM技術動態(tài)調整CPU的電壓,從而使計算機的能源消耗達到一個相對合理的狀態(tài),以實現(xiàn)節(jié)能。

        2.3.2 技嘉動態(tài)節(jié)能引擎技術簡介

        技嘉DES動態(tài)節(jié)能技術是由DES軟件搭配處理器供電模塊所組成,該技術使用新型的多段式電源相位方案,共有五段不同的電源相位數供其選擇,它能夠根據處理器的負載情況自動將處理器調整至最有效率的電源相位段數,以滿足處理器在不同工作狀態(tài)下的供電需求,在保證計算機系統(tǒng)性能維持在一個良好穩(wěn)定狀態(tài)的同時實現(xiàn)系統(tǒng)的低能耗運行。例如當處理器處在低負荷運行或空閑的狀態(tài)時,動態(tài)節(jié)能器就會將處理器的電源相位段數調至最小,關掉其他的電源相位電路,從而避免造成能源浪費,實現(xiàn)節(jié)能減排。通過使用技嘉DES技術,系統(tǒng)能夠在不改變用戶體驗的情況下,節(jié)約近七成的電量消耗,同時提高約兩成的能源利用率。此外,技嘉DES技術不會影響系統(tǒng)效能,能在不影響系統(tǒng)功能及效率的前提下實現(xiàn)節(jié)能的目的。

        3 軟件節(jié)能技術

        計算機運行時的能量消耗除了有硬件部分產生的功耗外,還有一部分是由軟件在系統(tǒng)上運行所產生。因為軟件在計算機操作系統(tǒng)上運行產生的電量消耗被稱為計算機的軟件功耗。當計算機的處理器、主板等硬件設施固定不變時,通過硬件層面的節(jié)能技術降低計算機功耗其結果是有限的,在此基礎上使用軟件層面的節(jié)能技術使計算機對電量消耗的損失降至最小,通過此方法能夠使整個計算機系統(tǒng)處于最佳的運行狀態(tài)。

        由于在計算機節(jié)能設計中解決能耗的方法有很多,并非所有的功耗問題都能通過DPM、DVFS等計算機硬件節(jié)能技術解決,仍然有一些能耗問題是硬件節(jié)能技術所無法解決的,這時可以通過軟件節(jié)能設計技術這一新的途徑來尋求解決方法。

        如今,動態(tài)電源管理技術、動態(tài)電壓頻率調節(jié)技術等硬件層面節(jié)能技術的提出為從軟件層面解決計算機能耗問題提供了新的道路,通過軟件節(jié)能設計也能有效地降低計算機能源消耗。計算機軟件層面的低功耗設計有基于編譯器的節(jié)能設計、基于操作系統(tǒng)的節(jié)能設計等等[16]。

        3.1 基于編譯器的節(jié)能設計

        目前大多數的編譯器是根據提高性能和高效率的原則來生成代碼的,但是由于不同的代碼對系統(tǒng)的運行效率、功耗都有不同的影響,所以基于編譯器的節(jié)能設計研究主要體現(xiàn)在代碼生成與優(yōu)化這兩方面[17]。優(yōu)化編譯技術包括:均衡優(yōu)化指令功能、降低執(zhí)行頻率、提高執(zhí)行速度、縮短執(zhí)行時間、減少數據傳輸和片外總線的驅動次數等[18]。通過分析程序可知,編譯器可以按照給定的目標對整個程序進行優(yōu)化,基于編譯器的節(jié)能設計可以分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。靜態(tài)編譯是在維持計算機性能的條件下對軟件內部的程序代碼實施優(yōu)化,通過變更計算機指令順序,從而改變軟件的運算結構,最后選擇功耗消耗最低的運算結構。動態(tài)編譯是指在軟件運行前先對程序進行一次編譯,之后在軟件運行過程中對其再次編譯,使程序能夠滿足在高要求環(huán)境下運行的條件。動態(tài)編譯通過與DVFS技術相結合能夠更精準地指導DVFS技術,獲得準確的程序信息用于系統(tǒng)計算,從而提高軟件性能,減少能源消耗。

        除此之外,在分布和并行領域也有很多方面使用到了基于編譯器的節(jié)能技術。分布系統(tǒng)中用到計算機節(jié)能設計的方面有對網絡設備的功耗管理和分布任務劃分等;并行系統(tǒng)中使用到計算機節(jié)能設計的方面有任務調度、負載平衡和功耗能量權衡問題[19]等。

        3.2 基于操作系統(tǒng)的節(jié)能設計

        操作系統(tǒng)作為底層硬件與用戶之間的紐帶,在整個系統(tǒng)中具有特殊重要的地位,它既管理和控制著計算機的硬件資源,又是計算機中所有程序軟件的運行基礎。操作系統(tǒng)能夠監(jiān)視整個計算機系統(tǒng)的程序運行狀態(tài)和資源使用情況,因此基于操作系統(tǒng)的節(jié)能技術能夠十分有效地實現(xiàn)計算機的節(jié)能設計。即使操作系統(tǒng)級的節(jié)能技術需要計算機硬件層面的節(jié)能技術(如DPM、DVFS技術)的支持,也能通過軟件對計算機的能耗進行合理、綜合的控制。

        根據使用方法的不同,基于操作系統(tǒng)的計算機低功耗技術可以分為以下兩個方面:一方面是通過對操作系統(tǒng)目前的運行狀態(tài)進行監(jiān)控,根據系統(tǒng)當前所處的不同狀態(tài),利用操作系統(tǒng)所支持的DPM中的相關策略或者DVFS中的相關措施等進行調整,從而達到節(jié)能的目的;另一方面是優(yōu)化操作系統(tǒng)自身的運行機制來實現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能,例如對操作系統(tǒng)中的節(jié)能調度算法進行改進等等。

        大量的研究成果表明,軟件層面的節(jié)能技術已經是降低CPU能耗的一種高效合理的手段,通過在操作系統(tǒng)上采取相應措施能有效達到計算機低電量消耗的目的。

        4 結束語

        隨著計算機科學技術的發(fā)展和人們對于綠色低碳環(huán)保意識的提升,計算機領域內的低功耗節(jié)能問題越來越受到人們的關注,從硬件層面到軟件層面,人們一直在尋找能有效降低計算機能耗的方法,當前技術尚存諸多不足之處,許多問題需要進行更深層次的研究來解決。不過隨著研究的深入,不斷有新的理論被提出,這些理論為日后計算機節(jié)能技術的發(fā)展奠定了基礎,計算機節(jié)能技術也越來越朝著綠色高效可控的方向發(fā)展。

        雖然我國計算機節(jié)能技術起步較晚,但是隨著我國計算機節(jié)能認證規(guī)范、標準的提出,相信今后我國的計算機節(jié)能技術能夠得到飛速發(fā)展。在不久的將來新型有效的節(jié)能技術將會出現(xiàn),如何降低計算機能耗問題也會有越來越多的解決辦法,計算機領域內的節(jié)能技術也能夠有更加深遠的發(fā)展。

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        [9] 王昌龍.嵌入式軟件系統(tǒng)的節(jié)能策略研究[J].現(xiàn)代電子技術,2009,32(22):39-41.

        [10] 汪琳玫.多核環(huán)境下動態(tài)功耗管理框架的研究及在aCoral中的應用[D].成都:電子科技大學,2012.

        [11] 范園園.基于資源監(jiān)控的Linux電源管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學,2013.

        [12] 李晨明.嵌入式電源管理設計與開發(fā)[D].成都:電子科技大學,2009.

        [13] 劉向文.嵌入式系統(tǒng)動態(tài)電源管理技術研究及應用[D].廣州:華南理工大學,2004.

        [14] 張冬松,陳芳園,金士堯.多核系統(tǒng)中基于動態(tài)電壓頻率調節(jié)的實時節(jié)能調度研究[J].計算機工程與科學,2010,32(9):157-164.

        [15] 高旭宏.操作系統(tǒng)級低功耗技術研究[D].合肥:中國科學技術大學,2012.

        [16] 張冬松.多核多處理器系統(tǒng)的節(jié)能實時調度技術研究[D].長沙:國防科學技術大學,2012.

        [17] 梁 曉.基于DVS的節(jié)能編譯技術研究[D].杭州:浙江大學,2007.

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        [19] 易會戰(zhàn).低功耗技術研究—體系結構和編譯優(yōu)化[D].長沙:國防科學技術大學,2006.

        Overview of Computer Energy-saving Technology

        ZHANG Hao,WANG Yi-han,WU Fei

        (College of Electronic and Electrical Engineering,Shanghai University of Engineering Science,Shanghai 201620,China)

        Computer energy-saving technology is to adopt different methods to effectively reduce energy consumption generated by computer.In recent years,as the energy problem is getting more and more attention,in order to realize the energy conservation and reduce resource consumption,computer energy-saving technology has become one of research hot-spots in the field of energy-saving all over the world.Firstly,the two different testing norms and standards are compared in the field of domestic computer.Secondly,hardware energy-saving technologies are introduced,such as dynamic power management,dynamic voltage and frequency scaling and the use of high-performance energy-saving computer accessories.Thirdly,software energy-saving technologies are described in detail.Finally,on the basis of the existing computer for energy saving technology,according to the development trend of energy saving technology and computer,give the prospect of the energy-saving techniques of computer software and hardware research direction.

        computer energy-saving;energy-saving standards;DPM;DVFS

        2015-04-16

        2015-07-22

        時間:2016-01-04

        上海市教育委員會科研創(chuàng)新項目(12ZZ182);上海市大學生創(chuàng)新訓練項目(cs1402012)

        張 豪(1994-),男,研究方向為計算機節(jié)能技術;吳 飛,博士,教授,研究方向為計算機并行處理與節(jié)能控制。

        http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20160104.1510.050.html

        TP302.7

        A

        1673-629X(2016)01-0124-05

        10.3969/j.issn.1673-629X.2016.01.026

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