211service.com
Lietojumprogrammai paredzēti procesori cīņai pret tumšo silīciju
Procesors, kas iegravēts ar shēmām, kas pielāgotas visplašāk izmantotajām lietotnēm Android tālruņos, varētu palīdzēt pagarināt ierīču akumulatora darbības laiku. Pētnieki Kalifornijas Universitātē Sandjego ir izveidojuši programmatūru, kas skenē operētājsistēmu un populārāko lietotņu kolekciju un pēc tam ģenerē viņu prasībām pielāgotu procesora dizainu. Rezultāts var būt 11 reizes efektīvāks nekā mūsdienu tipiskā universālā viedtālruņa mikroshēma, saka Maikls Teilors, kurš vada GreenDroid projekts ar kolēģi Stīvenu Svonsonu.
Dzīvot ilgāk: Mikroprocesori, kas izstrādāti visvairāk izmantotajām lietotnēm, varētu padarīt viedtālruņus energoefektīvākus.
Mobilo tālruņu mikroshēmu dizains ir jāpārdomā divu iemeslu dēļ, saka Teilors. Viens no tiem ir uzlabot tālrunim pieejamās ierobežotās enerģijas izmantošanu, bet otrs ir uzbrukt problēmai, ko sauc par tumšo silīciju, kuras mērķis ir padarīt parasto mikroshēmu dizainu vēl mazāk efektīvu.
Tumšais silīcijs ir daļa no mikroshēmas, kas ir atstāta neizmantota. Lai gan mūsdienās tas ir retāk sastopams, paredzams, ka tumšais silīcijs būs nepieciešams pēc diviem vai trim gadiem, jo inženieri nespēs vēl vairāk samazināt mikroshēmu darba spriegumu, lai kompensētu enerģijas patēriņa pieaugumu un mazāku, ātrāku mikroshēmu radīto siltuma pārpalikumu.
Saraušanās tranzistoru darbība ar zemāku spriegumu tradicionāli bija izplūdes vārsts, kas nodrošināja lielāku skaitļošanas jaudu bez lielākas siltuma atdeves, saka Teilors, taču tagad vairs nav kur iet. Darba spriegums ir pietuvojies pamata robežai, pie kuras tranzistori praktiski pārstāj darboties. Tas nozīmē, ka drīz, tā kā tranzistori turpina kļūt mazāki, katra mikroshēmu paaudze būs mazāk efektīva nekā iepriekšējā, viņš saka. Ja turpinātu izmantot visu mikroshēmu, katra paaudze radītu divreiz lielāku siltumu nekā iepriekšējā. Lai enerģijas patēriņš būtu nemainīgs, vienlaikus būs jāieslēdz tikai noteiktas mikroshēmas daļas.
Teilora un Svonsona GreenDroid dizains to novērš, ieskaujot procesora galveno kodolu — mikroshēmas daļu, kas izpilda instrukcijas — ar 120 mazākām mikroshēmām, kas katra nodrošina vienu koda daļu, kas bieži nepieciešama tālrunī visbiežāk izmantotajām lietotnēm. Katra kodola shēmas precīzi atdarina koda struktūru, uz kuras tās ir balstītas, padarot tās līdz pat 10 000 reižu efektīvākas nekā vispārējas nozīmes procesora kodols, kas veic to pašu uzdevumu. Ja jūs piepildāt mikroshēmu ar ļoti specializētiem serdeņiem, tad mikroshēmas daļa, kas vienlaikus tiek izgaismota, var būt energoefektīvākā konkrētajam uzdevumam, saka Teilors.
Tā vietā, lai manuāli tulkotu pirmkodu procesora kodolos, UCSD komanda ir izstrādājusi programmatūru, lai to paveiktu. Tie reģistrē Android OS skaitļošanas prasības, cita starpā palaižot populāras e-pasta, karšu, video un tīmekļa radio pakalpojuma Pandora lietotnes, un no šīs informācijas programmatūra ģenerē GreenDroid mikroshēmas dizainu.
Tā kā aptuveni 70 procenti šī koda tiek koplietoti starp vairākām lietotnēm vai OS daļām, GreenDroid specializētie kodoli var veikt lielāko daļu tālruņa enerģijas taupošā darba. Pilnīga GreenDroid procesora detalizētas simulācijas pierāda tā izcilo efektivitāti, saka Teilors. Viņš saka, ka mēs nosūtām pirmo dizainu, kas tiks izgatavots jūnijā, un esam izstrādājuši plati, lai mēs varētu to pievienot, instalēt Android un lietotnes un pēc tam veikt salīdzinājumu ar parastajiem dizainiem.
Pielāgota procesora izgatavošana ir ārkārtīgi dārga un reti sastopama akadēmiskajās aprindās. Mikroshēmā tiks izmantoti tranzistori, kas ir mazāki par pašlaik tirgū esošajiem, ar funkciju izmēriem līdz 28 nanometriem. Procesori ar 32 nanometru funkcijām tirgū ir nonākuši tikai nesen, un tieši nākamajā paaudzē ar 22 nanometriem tumšais silīcijs kļūs par nopietnu izaicinājumu.
Kevina eskadra Virdžīnijas universitātes profesors saka, ka UCSD stratēģija ir labi piemērota viedtālruņiem, jo lietotnes ir cieši integrētas viedtālruņa operētājsistēmā. Viņš saka, ka viņi ir gudri, lai mērķētu uz Android, jo tālrunī OS ir atbildīga par milzīgu procesora paveikto darbu. Tas nozīmē, ka katrs katra tālruņa lietotājs gūs labumu no specializētajiem kodoliem. Viņš saka, ka tālruņi ar GreenDroid stila procesoriem var kalpot ilgāk nekā parastie tālruņi ar tādu pašu akumulatoru, vai arī tiem būs tāds pats kalpošanas laiks ar gludāku dizainu.
Tomēr šīs pieejas specializētajai aparatūrai ir trūkumi, kas padara to mazāk noderīgu nemobilajām ierīcēm, saka Skadrons. Tas ir grūtāk ar datoru vai serveri, jo operētājsistēmai ir mazāka ietekme uz procesora darbību. Turklāt lietojumprogrammas ir vissvarīgākās, un tās dažādiem lietotājiem atšķiras.
Šis specializācijas trūkums varētu attiekties arī uz tālruņiem, piemēram, ja parādās jaunas lietotnes, kas atšķiras no tām, kuras izmanto GreenDroid dizaina ģenerēšanai. Par mobilajiem tālruņiem mēs pārāk neuztraucamies, jo cilvēki tos tik ātri nomaina, saka Teilore. Un tā kā lietotņu un operētājsistēmu jauninājumi mēdz būt evolucionāri, nevis revolucionāri, viņš saka, ka maz ticams, ka daudzi GreenDroid mikroshēmas specializētie kodoli viedtālruņa īsajā kalpošanas laikā kļūtu pilnīgi bezjēdzīgi. Teilore un Svonsons savam dizainam pievienoja funkcijas, kas ļauj nedaudz pielāgot saglabāšanas kodolus, lai tie atbilstu jaunam kodam, taču daži jauninājumi tam būs pārāk lieli. Ja tas notiks, jūsu tālrunis nepārtrauks darboties, bet tā energoefektivitāte samazināsies, saka Teilors, norādot, ka šī iespēja, visticamāk, ražotājus pārāk neapgrūtinās.