Серия исчерпывающих документов, предоставляющих анализ влияния каждого из важных компонентов платформы Intel® для мобильных ПК на энергопотребление.Авторы: Картик Кришнан (Karthik Krishnan), Раджшри Чабуксвар (Rajshree Chabukswar) и Йун Де Вега (Jun De Vega)
Мобильные платформы Intel® разработаны для помощи в продвижении мобильных технологий, что включает в себя такие основные области, как производительность, повышение времени работы от батарей, инновационные форм-факторы и надежная беспроводная связь. Такие архитектурные нововведения, как обновленная технология Intel SpeedStep®, являются еще одним примером того, как оптимизировать энергопотребление и при этом сохранить высокую производительность процессора.
Новые технологии изготовления батарей помогают, однако не обеспечивают достаточной длительности работы батареи. Программное обеспечение должно играть ключевую роль в оптимизации энергопотребления. Мобильная платформа состоит из различных компонентов: процессор, ЖК-монитор, жесткий диск, DVD, а также наборы микросхем, и каждый из этих компонентов потребляет определенное количество электроэнергии. Понимание того, сколько энергии потребляет каждый компонент в платформе, помогают реально оценить общее энергопотребление и найти способы оптимизировать его.
В этой технической документации по оптимизации энергопотребления мы хотели бы познакомить разработчиков со схемами энергопотребления, применяющимися в мобильных платформах Intel, и техниками создания программного обеспечения для оптимизации энергопотребления в различных компонентах (и влияния на всю платформу в целом). В первых трех частях мы подробно остановимся на следующем:
Интерфейс ввода-вывода жесткого диска / SATA:- Изучение энергопотребления диска во время выполнения операций последовательного и произвольного чтения, а также влияние организации очереди команд с анализом фрагментации файлов и колебаний диска.
Интерфейс ввода-вывода DVD:- Демонстрация режимов энергосбережения путем агрессивной буферизации для сокращения частого вращения диска во время воспроизведения DVD.
Центральный процессор- Влияние многопоточности на центральный процессор и энергосбережение платформы. Примеры того, как влияние высокой степени прерывания на спящий режим работы процессора отражается на мощности процессора.
Методология измерения энергопотребленияИзмерение энергопотребления отдельных компонентов мобильной платформы – непростая задача. Существуют различные инструменты для высокоуровневой оценки энергопотребления определенной мобильной платформы, но они не дают информации о потреблении отдельными ее компонентами. Более точным, но агрессивным способом измерения энергопотребления является использование инструментов сбора информации (DAQ), в которых представлены отдельные компоненты аппаратного обеспечения и существует возможность более точного сбора данных по каждому из них. Далее приведены данные по платформе, которые мы используем для анализа наряду с методологией измерения энергопотребления.
Аппаратные средства- Fluke NetDAQ* 2686A;
- Конечный ПК: Intel® Core™ Duo/2 ГГц Yonah, Jamison Canyon* CRB, 2x512 Гб DDR2, 40Гб SATA 5400 rpm (портативный 2,5”), дисковод CD/DVD, Microsoft Windows* XP Professional SP2;
- Главный ПК: любая система IA32.
Программное обеспечение- тестовые приложения (используются различные приложения);
- регистратор NetDAQ: ПО Fluke DAQ v2.2;
Тестовая настройка:- конечный ПК (Napa/Yonah) оборудован специальной системной платой (Jamison Canyon CRB) со встроенными датчиками. Для каждого целевого компонента (например, процессора) все резисторы датчиков соединены (запаяны) с обеих сторон и подключены к модулю, соединенному с блоком NetDAQ.
- NetDAQ имеет модули, которые подключены (отдельное соединение) в конечному ПК, и измеряет текущий перепад напряжения в резисторах датчика. NetDAQ подключен к главному ПК через кроссовый сетевой кабель.
- Главным ПК может быть любая система IA32 с операционной системой Microsoft Windows XP и регистратор NetDAQ. Регистратор собирает измеренные данные напряжения и позволяет рассчитать среднюю мощность (Вт). Интервал сбора данных, который мы используем для всего анализа, составляет 25 миллисекунд. При измерении энергопотребления платформы не учитывается потребление ЖК-монитора.
Профиль энергопотребления платформыПрофиль энергопотребления различных компонентов мобильной платформы зависит от модели использования. Например, относительное потребление энергии процессором по сравнению с энергопотреблением всей платформы будет иметь значение при интенсивной нагрузке на процессор, но этот показатель не будет доминирующим, когда платформа находится в режиме ожидания. Более того этот показатель может зависеть от того, задействованы ли оба ядра или нет (например, использование однопоточных или многопоточных приложений). Такой подход дает целостное понимание того, как изменяется энергопотребление в зависимости от моделей использования. Тесты процессора, памяти и файловой системы выполнялись с использованием
эталонных тестов SiSandra*. Обратите внимание на то, что данные измерений энергопотребления, приведенные ниже, не включают в себя потребление ЖК-монитора, потому что мы не учитывали этот показатель в наших вычислениях. (Также учитывались данные для беспроводного сетевого адаптера, HD-аудио, ICH, и других периферийных устройств.)
Как видно из вышеописанного, разработчики мобильных приложений должны иметь представление об энергопотреблении в зависимости от модели использования, а также учитывать определенные компоненты для продления срока работы батареи и сохранения мощности. Следующие разделы содержат данные об измерениях, связанных с энергопотреблением, для таких компонентов, как центральный процессор, жесткий диск и DVD.
