电脑耗电知多少电脑耗电知多少
电脑的总耗电量由各部件的耗电量构成,电脑配置的不同直接影响着耗电量的多少。表1中列出了除CPU和显示器外的常见设备的功率,因为不同类型产品的功耗变化范围太大。
AGP显卡 10,30W
普通PCI 5W
软驱 5W
光存储设备 10,25W
7200rpm IDE 10,25W
1000rpm SCSI 10,40W
内存RAM(128MB) 10W
主板(不含CPU和RAM) 20,50W
CPU耗电量在 20W,100W
你知道吗, ——电源的标称功率与实际功率
电源的标称功率是指电...
电脑耗电知多少
电脑的总耗电量由各部件的耗电量构成,电脑配置的不同直接影响着耗电量的多少。
1中列出了除CPU和显示器外的常见设备的功率,因为不同类型产品的功耗变化范围太大。
AGP显卡 10,30W
普通PCI 5W
软驱 5W
光存储设备 10,25W
7200rpm IDE 10,25W
1000rpm SCSI 10,40W
内存RAM(128MB) 10W
主板(不含CPU和RAM) 20,50W
CPU耗电量在 20W,100W
你知道吗, ——电源的标称功率与实际功率
电源的标称功率是指电源盒上标注的功率(单位为W),也是开关电源的最大输出功率。电脑所配电源的标称功率往往高于实际功率,但电脑的耗电量并不受电源标称功率大小的影响。换言之,选择功率大的电源并不增加实际耗电量。譬如,如果您的电脑需要200W电能,虽然配了一个标称功率为350W的开关电源,但系统实际耗电仍为200W。
在486、586时代,CPU耗电量还不到20W,但随着CPU主频的提升,能耗也跟着上升到现在的100W之多,成为电脑中名副其实的“电老虎”,这从那些越来越“夸张”的散热器(图8)以及呼呼作响的散热风扇就可感受到。
CPU功耗与供电电压的平方成正比,降低核心电压可以大大降低CPU功耗。从Intel 8086到Intel 80486,CPU的供电电压一直为5V,从Pentium时代开始,电压值一路下滑,直至今天的1V以下。即便如此,由于晶体管数量持续增加,CPU的总体功耗仍在攀升,居高不下的功耗已经成为限制频率继续增加的一道难关。
BIOS中设置显示器节能方式
Windows中设置显示器挂起时间
CPU的伙伴们
1.降低CPU功耗的硬功夫
关于降低CPU功耗的
措施,本刊2004年第14期的《微处理器制造工艺详解》一文已有论述,在此仅作简单概括。
?采用CMOS工艺,降低动态功耗。组成CMOS电路的两只MOS管在电路状态改变期间交替导通,电路状态不变时靠电容放电维持一只管子导通,并不从电源吸收能量,因此动态功耗极低。
?采用高k值栅极材料,降低芯片供电电压。为了实现既降低电压又能维持MOS管正常的导通和关闭,就必须尽可能把栅极做得薄。但是,栅极太薄了又容易出现电流泄漏(栅泄漏),ZrO2、SiON以及Si3N4等高k值栅极材料的应用正是为了减少门泄漏电流,从而降低芯片功耗。
?MOS管衬底以及层间填充材料采用low-k介质,克服漏电流。MOS器件的衬底材料以及芯片层间的绝缘材料通常采用SiO2,但因SiO2的k值较高而产生较大寄生电容,带来信号串扰和感应漏电,因此,最新的微处理器中广泛采用CDO(碳掺杂的氧化硅)等low-k材料取代SiO2可在一定程度上解决此问题。
?铜互连工艺,降低连接线的功率损耗。由于铝电阻率相对较高,也使芯片的功耗升高,因此现在的微处理器内的互连线广泛采用铜导线。
?采用BGA封装,将CPU焊接在PCB上。BGA封装的芯片使用球形焊点直接焊接在PCB上,焊点和PCB板的接触面积较大,减少了热量的发生。用于笔记本电脑的CPU、主板的南、北桥芯片和显卡GPU都已广泛采用BGA封装。
?动态调节核心电压,按需供电。Intel针对Prescott处理器开发了Dynamic VID(动态电压识别)技术,它可根据处理器的忙碌程度实时调整供电电压,以“见缝插针”的方式降低处理器的功耗。实现Dynamic VID无需任何驱动程序,但需要主板和BIOS支持,并在BIOS中将D-VID选项设为Enabled,动态调节功能才能生效。
?多相供电结合大电容滤波,提高供电质量。现在CPU供电电压都是由,12V电压经DC/DC降压后得到,降压电路基于PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制)的开关式调节原理,电路工作过程中的电压跳变产生尖峰脉冲。这些尖峰脉冲如不予以消除,不仅影响CPU工作稳定性,还会大大增加其发热量。解决方式有二:一是采用多相供电方式,输出更多的波头,以降低电压波动幅度;二是在降压电路后增加滤波电容容量,充分滤除纹波成分。
Intel845主板的多相供电部分
2.CPU节能的软手段
如果说工艺措施是制造商的“硬功夫”,那么作为电脑用户仍可以通过一些“软手段”来降低功耗。Windows 中的System Idle Process(系统空闲进程)用于显示CPU的空闲状态,按“Ctrl,Alt,Del”键调出任务管理器,在“进程”中有一项“System Idle Process”,
不断跳变的数字表示CPU的空闲度,如果“System Idle Process”在某一时刻的数值为90,说明这时CPU只是使用了全部资源的10,。降低功耗的软手段就是在CPU任务较轻(譬如我们只是在电脑上打字)时通过降低频率或同时降低频率和电压,达到降低功耗之目的。降低频率可减少动态功耗,而降低电压不仅降低动态功耗,还降低了静态功耗,节能效果更佳。降低功耗的软手段通常是采用外挂程序的方式,必须根据所使用的CPU类型,安装和运行相应的节能程序,下面是常用的节能软件和技术。
?SpeedStep:Intel为笔记本电脑开发的CPU节能程序,现已发展到第二代。第一代SpeedStep技术提供了两种频率变换状态:全速状态及电池供电时的降频状态;第二代的增强型SpeedStep技术能提供更多的频率档次。
?PowerNow!:PowerNow!是AMD在K6-2+和K6-?+芯片上采用的与Intel的SpeedStep技术类似的节能技术,它有三种模式:高性能模式、电池节能模式和自动模式。选择自动模式时,CPU可在21种频率中自动切换,达到节能目的。
?Cool'n'Quiet:AMD为Athlon 64/FX桌面处理器配备的节能驱动程序,安装该程序后,系统可检测电源使用率,并利用BIOS产生ACPI或PSB(Performance Sate Blocks)更改P-states,将处理器速度从2.0GHz/1.5V/89W降低至800MHz/1.3V/35W的低功耗状态。因此,主板和BIOS都必须支持Cool'n'Quiet才能实现该功能。
LongRun技术根据任务随时调整Crusoe的频率
?LongRun:Transmeta(全美达)为Crusoe处理器开发的节能程序,在新的Efficeon处理器中发展成为LongRun2。LongRun可根据任务的需求情况对CPU频率、电压随时进行动态调节。图10描述了LongRun的频率调整策略:在没有任何任务时,CPU维持300MHz的低频低耗的休眠状态;执行移动光标的任务时,以800MHz的频率运行,任务完成立即返回休眠状态;执行播放DVD任务时,根据系统忙碌程度随时调整时钟频率,时而以1GHz的最高频率工作,时而以900MHz、800MHz、667MHz、533MHz、433MHz的某一频率工作,或者见缝插针地休眠一会儿,播放完毕及时返回休眠状态。
?第三方CPU节能软件:如CPU Idle、Waterfall及SoftCooler等,安装这些外挂程序后,当CPU空闲的时候,该程序就会向CPU发出指令(只有几个字节),降低CPU的频率。 需要说明的是,SpeedStep技术已获得主要操作系统的支持,从Windows 95到Windows XP,都提供了对SpeedStep技术的支持。
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