??? 電子技術的發展日新月異,去年的熱門產品早就被更小、速度更快以及花樣更多的新產品所取代,一切看來是那么地美好。但惱人的是,每種科技玩意兒會消耗更多的能源,留下碳足跡(CarbonFootprint)──而且越來越大;事實上,功耗問題也是影響系統可靠性的關鍵。
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???設計更具能源效益的系統已是刻不容緩;電子技術使我們能擁有隨時連網、以管理日益繁雜生活的能力,但每種用于連結的設備耗電量越來越大。如果你細心觀察任一無線電子設備所使用的應用程序組合,你會發現軟件的體積正急速膨脹──在某一方面,我們的日常生活需要更完善的軟件,但另一方面也帶來了功耗的問題。
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????除了這些無線系統,傳統供電網絡也有龐大的電力需求,以支持將數據傳送到世界各地的發射器與數據中心。曾有人做過估計,一款在亞洲非常流行的多人在線游戲,每天需要相當三座發電廠的電量才足以支持玩家所需。
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????這些應用程序和設備是今日尖端軟硬件技術的代表──也許看起來令人難以置信,但他們在功耗方面還是如此地沒有效率。每種硬件和軟件設計在科技發達的今天其實可以做到更加地節省能源,包括數字音樂和視訊播放器、手機、數據中心、筆記型計算機、PC、工作站等等都有改善功耗的空間。
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????而這樣做的結果自然會是皆大歡喜;例如透過設計一種散熱很好的設備,芯片業者就能輕易地將芯片溫度降低,并因此降低產品故障風險,實現更小、成本更低的封裝,讓整個系統的碳足跡也因此改善,讓消費者能買到更可靠、更便宜的終端產品。
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????不幸的是,有很大比例的資料中心和嵌入式平臺硬件很久都沒更新,這意味提高能源效率只能從芯片的層面,以及軟件對系統的管理來實現。但好消息是,改善的空間仍然很大,許多系統在設計時并沒有把能源效率列為重要條件,所以即使是一點改進也會讓系統獲益良多。
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????為了將來,軟硬件設計必須通力合作;在這個原則下,工程師需要妥善處理需求和限制的關系,同時在保證無風險或者低風險情況下,加強能源效率設計技巧。
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????舉例來說,以產品開發方法學看來,對一個需要緊密合作的設計案來說,做為團隊之間協調人的團隊骨干是一個不可或缺的基本要素。更深一層,為了實現團隊間的能源最佳化方案交流,功耗分析能力必須在計劃周期中得到提升。驗證是一個基本的降低風險策略,特別是在產品中部署一些強有力的節能技術時。
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????滿足連結性只是芯片和系統設計師的起點,對能源效率的追求將推動硬件和軟件產業的發展,同時能源效率也將成為系統級設計討論的基礎。至于討論是否會產生有意義的結果,就得靠我們的努力了。