Кіріспе
Қуатты басқару – кейбір электр құрылғыларының мүмкіндігі, энергияны әртүрлі жағдайларда басқару. Қуатты басқару, әсіресе көшірме машиналарының, компьютерлердің, компьютерлік процессорлардың, компьютерлік графикалық процессорлардың және мониторлар мен принтерлер сияқты компьютерлік перифериялық құрылғылардың, белсенді емес кезде қуатын өшіру немесе жүйенің қуатты үнемдеу режиміне көшіру мүмкіндігін қамтамасыз етеді. Компьютерлік жүйелерде бұл ПК қуатты басқару деп аталады және APM-ды алмастырған ACPI стандарты негізінде құрылған. Кез келген қазіргі заманғы компьютерде ACPI қолдауы бар.
management of energy in various contexts
Power management is a feature of some electrical appliances, especially copiers, computers, computer CPUs, computer GPUs and computer peripherals such as monitors and printers, that turns off the power or switches the system to a low power state when inactive. In computing this is known as PC power management and is built around a standard called ACPI which superseded
APM. All recent computers have ACPI support.
Гетерогенді есептеу
ARM үлкен. LITTLE архитектурасы процестерді жылдам "үлкен" ядролар мен энергияны тиімді пайдаланатын "LITTLE" ядролары арасында жылжыта алады.
Операциялық жүйе деңгейі: хибернация
Компьютерлік жүйе қысқы ұйқыға кеткенде, ол оперативті жадтың мазмұнын дискіге сақтап, құрылғыны өшіреді. Іске қосылғанда ол деректерді қайта жүктейді. Бұл жүйеге қысқы ұйқы режимінде толығымен өшірілуге мүмкіндік береді. Мұндай режим үшін қатты дискіде орнатылған оперативті жадтың көлемімен тең файл орналасуы керек, бұл тіпті қысқы ұйқы режимінде болмаған кезде де дискідегі орынды пайдалануы мүмкін. Қысқы ұйқы режимі Windows-тың кейбір нұсқаларында әдепкі бойынша қосылған күйде болады және дискідегі орынды босату үшін оны өшіруге болады.
ГРУ-да
Графикалық өңдеу блогы (GPU) орталық процессормен (CPU) бірге ғылыми, аналитикалық, инженерлік, тұтынушылық және кәсіптік салалардағы есептеулерді жеделдету үшін қолданылады. Бұл мүмкіндіктердің қатарында кейбір кемшіліктері де бар – GPU-дың жоғары есептеу қуаты жоғары қуат шығындалуымен байланысты. GPU-дың қуатты ысырап ету мәселесі зерттелді және оны шешу үшін көптеген әдістер ұсынылды. Динамикалық кернеуді өзгерту/динамикалық жиілікті өзгерту (DVFS) және такталық импульстарды тоқтату (clock gating) – GPU-дағы динамикалық қуатты азайтуға жиі қолданылатын екі техника.
DVFS әдістері
Тәжірибелер көрсетіп тұрғандай, дәстүрлі процессордың DVFS саясаты кіріктірілген GPU-дың қуат тұтынуын азайтуға және оның өнімділігінің шамалы төмендеуіне мүмкіндік береді. Әртүрлі жүйелер үшін тиімді DVFS жоспарлаушыларын жасаудың жаңа бағыттары да зерттелуде. Гетерогенді CPU-GPU архитектурасы, GreenGPU ұсынылады, ол GPU және CPU үшін синхронды түрде DVFS-ті қолданады. GreenGPU CUDA фреймворкі арқылы Nvidia GeForce GPU және AMD Phenom II CPU-ы бар нақты физикалық сынақ ортасында іске асырылды. Эксперименттік нәтижелер көрсетіп тұр, GreenGPU орташа есеппен 21,04% энергияны үнемдейді және бірнеше жақсы жобаланған базалық деңгейлерден жоғары нәтижелерге қол жеткізеді. Көптеген коммерциялық және жеке қолданбаларда кеңінен қолданылатын негізгі GPU-лар үшін бірнеше DVFS техникалары бар және олар тікелей GPU-ларға енгізілген. AMD PowerTune және AMD ZeroCore Power – AMD графикалық карталары үшін екі динамикалық жиіліктерді өзгерту технологиясы. Практикалық сынақтар GeForce GTX 480-тің жиілігін өзгерту арқылы берілген тапсырма үшін өнімділікті 1%-ға ғана төмендетіп, қуат тұтынуды 28%-ға азайтуға болатынын көрсетті.
Қуатты қақпаның техникасы
DVFS әдістерін қолдану арқылы динамикалық қуатты азайту саласында көптеген зерттеулер жүргізілді. Дегенмен, технологияның өміршеңдігі азая беретін сайын, ағып кету қуаты басым факторға айналады. Қуаттық қақпа – пайдаланылмаған тізбектердің қуат көзінің кернеуін өшіру арқылы ағып кетуді жоюға арналған, жиі қолданылатын тізбек техникасы. Қуаттық қақпа энергия шығындарын тудырады; сондықтан пайдаланылмаған тізбектер осы шығындарды өтеу үшін жеткілікті ұзақ уақытқа бос тұруы керек. ГПУ кештерін басқаруға арналған жаңа микроархитектуралық техника ағып кету энергиясын үнемдейді. 16 түрлі ГПУ жұмыс жүктемелерінде жүргізілген тәжірибелерге сүйенсек, ұсынылған техниканың энергияны үнемдеу көрсеткіші 54% құрайды. Шейдерлер – ГПУ-дың ең көп қуатты тұтынатын компоненті, алдын ала болжау арқылы шейдерді өшіруге арналған қуаттық қақпа техникасы шейдер процессорларындағы ағып кетуді 46%-ға дейін азайтуға мүмкіндік береді. Predictive Shader Shutdown техникасы кадрлар арасындағы жұмыс жүктемесінің өзгеруін пайдаланып, шейдер кластерлеріндегі ағып кетуді жоюға қолданылады. Deferred Geometry Pipeline деп аталатын тағы бір техника геометриялық және фрагменттік есептеулер арасындағы тепе-теңдікті пайдаланып, тұрақты функциялық геометриялық бірліктердегі ағып кетуді азайтуға тырысады, бұл тұрақты функциялық геометриялық бірліктердегі ағып кетудің 57%-на дейін жоюға мүмкіндік береді. Шейдер емес орындалу бірліктеріне қарапайым тайм-аут қуаттық қақпа әдісін қолдануға болады, ол орташа есеппен шейдер емес орындалу бірліктеріндегі ағып кетудің 83,3%-ын жояды. Жоғарыда аталған үш техниканың барлығы да өнімділіктің 1%-дан кем төмендеуіне әкеледі.