???電子技術的發展日新月異。去年最熱門的產品早就被更小,更快和更多花樣的產品所取代,看起來一切都是那么地美好。
但也有令人感到不安的地方,隨著每一樣新玩意的能耗越來越高,相應的碳足跡(Carbon Footprint)也越來越大。實際上,能耗問題是關乎系統安全可靠性的關鍵點。
節能在系統設計中顯得越來越重要
?? 電子技術使人與人之間能夠保持良好的聯系以管理日益繁雜的生活。但每一個用于聯系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包" title="程序包">程序包,你會發現軟件的體積正急速膨脹,一方面我們的日常生活需要更完善的軟件,另一方面也帶來了能耗大的問題。
除了這些無線系統,仍需要龐大的電力來支持發射臺和數據中心在全世界傳輸數據的需求。有人做過估計,一款在亞洲非常流行的多" title="的多">的多用戶電腦游戲每天需要三個發電站的電力設備提供電力來支持玩家使用。
這些應用程序和設備代表了軟硬件技術的前沿,也許看起來令人難以置信,從能耗的角度上看他們還是如此地沒有效率。每一個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。即數字音樂和視頻播放器" title="播放器">播放器,手機,數據中心,筆記本電腦,個人電腦,workstations等等都有提高能效的余地。
這樣做的結果自然是皆大歡喜。例如,通過設計一款發熱量更低的設備,芯片公司能夠很好地將芯片的熱量散發出去降低芯片的溫度,同時也降低了產品的風險,可以實現更小,成本更低的封裝和改善整個系統的碳足跡。
能效問題必須通過芯片和軟件來解決
非常不幸的是,現有很大一部分數據中心和嵌入式平臺的硬件長期都不會更換。這意味著能效的提高只能通過芯片和軟件對系統的管理來實現了。
好消息是仍然有很大空間來改善能效問題。許多系統在設計時并沒有把能效作為重要要求,所以即使是增值性的改進也會使系統獲益良多。
為了將來,軟硬件設計必須通力協作。在這個原則下工程師需要妥善處理需求和限制的關系,同時在保證無或者低風險" title="低風險">低風險情況下加強能效設計的技巧。
舉一個通常的例子,在產品開發" title="產品開發">產品開發方法學看來,對一個需要緊密合作的項目來說,作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效優化方法交流,能效分析能力必須在項目周期中得到提高。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。
滿足連接性只是芯片和系統設計師的起點。對能效的追求將推動硬件和軟件行業的發展,同時能效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在于我們自身的努力了。