De basse puissance

Dans l'électronique , le de basse puissance de limite signifie une de deux choses au sujet d'un dispositif :
Dit d'un émetteur , celui de de la radio la puissance de l'émission de est moins, c. les ondes radio ne sont pas prévues pour voyager jusque des émetteurs typiques. Voir la radiodiffusion de basse puissance , l'appareil de communication de basse puissance de .
Ou généralement, ce la consommation de du courant électrique est délibérément bas, par exemple les processeurs de cahier de

Radio

J. Snider et Lawrence Lessig indiquent ce " de puissance faible ; smart" ; la radio est en soi supérieure à la radio d'émission standard.

" ; Les technologues discutent de plus en plus un genre relatif « de gain de coopération de appelé par gain. » … penser à une partie. Si je dois te dire qu'il est temps de partir, je pourrais choisir de crier ce message à travers la salle. Les cris, cependant, sont grossiers. Tellement à la place, imaginer que je choisis de chuchoter mon message à la personne se tenant à côté de moi, et il l'a chuchoté à la prochaine personne, et à elle à la prochaine personne, et ainsi de suite. Cette série de chuchotements pourrait recevoir mon message à travers la salle sans me forcer à shout." ; -- " ; Spectre sans fil : Définition du 'quot de Commons'& ; par le Lawrence Lessig 2003 (miroir)

" ; si les noeuds répètent de chacun trafiquer. Si je veux parler à quelqu'un à travers la salle, je ne dois pas crier. Je peux juste la chuchoter à quelqu'un près de moi, qui peut la passer dessus, et ainsi de suite. … car nous ajoutons plus d'émetteurs, toute la capacité monte légèrement, mais nous devons encore faire face au fait que la capacité de chaque émetteur descend (juste plus lent). Améliorer même, nous que tous finissent vers le haut using moins d'énergie (puisque nous ne devons pas transmettre en tant que loin), sauvant la batterie life." ; -- Ouvrir le spectre : Un réseau dominant global par le Aaron Swartz

" ; Chaque fois qu'un radiodiffuseur reçoit un permis, la quantité de spectre disponible descend. … La nouvelle technologie, cependant, augmente la largeur de bande avec le nombre d'users." ; -- " ; Pourquoi le spectre ouvert importe : La fin de l'émission Nation" ; par le David Weinberger

" ; Si nous perdons… le spectre ouvert, nous allons également perdre l'Internet" ouvert ; -- " ; La guerre contre le spectrum" ouvert ; par Dana Blankenhorn 2007

L'électronique

La densité et la vitesse des éléments de calcul de circuit intégré a augmenté rudement exponentiellement pendant une période de plusieurs décennies, suivant une tendance décrite par la loi de Moore de . Tandis qu'il est courant que cette tendance exponentielle d'amélioration finira, elle est peu claire exactement comme les circuits intégrés denses et rapides obtiendront avant que ce point soit atteint. Des dispositifs fonctionnants ont été démontrés qui ont été fabriqués avec une longueur de canal du transistor du transistor MOSFET 6.3 du Nanometres using les matériaux conventionnels de semi-conducteur, et on a établi des dispositifs qui ont employé les nanotubes de carbone de comme portes de transistor MOSFET, donnant une longueur de canal d'approximativement un Nanometre .

La densité finale et la puissance de calcul des circuits intégrés sont limitées principalement par des soucis de dissipation de puissance.

Un morceau de circuit intégré contient beaucoup de charges capacitives du , formées intentionnellement (comme cela est le cas pour la porte pour creuser des rigoles la capacité) et involontairement (entre tous les conducteurs qui sont près de l'un l'autre mais pas électriquement sont reliés). Le changement de l'état du circuit cause un changement de la tension à travers ces capacités parasites, qui implique un changement de la quantité d'énergie stockée. Pendant que les charges capacitives sont chargées et déchargées par les dispositifs résistifs du , une quantité d'énergie comparable à cela stockée dans le condensateur est absorbée comme chaleur. $de E_ \ mathrm {stocké} = {1 \ plus de 2} C V^2$

Le résultat de la dissipation thermique sur le changement d'état est de limiter la quantité de calcul qui peut être exécutée sur un budget de puissance indiqué. Tandis que le rétrécissement de dispositif peut réduire certaines des capacités parasites, le nombre de dispositifs sur un morceau de circuit intégré a augmenté plus qu'assez pour compenser la capacité réduite dans chaque dispositif individuel.

Pendant que les circuits se rétrécissent, le courant subliminal de la fuite devient beaucoup plus important. Les résultats actuels de cette fuite dans la puissance d'énergie même lorsqu'aucune commutation n'a lieu (puissance d'énergie statique), et avec les morceaux modernes ce courant est fréquemment plus de 50% de puissance a employé par l'IC. Cette perte peut être réduite en soulevant la tension de seuil de et en abaissant la tension d'alimentation. Tous les deux changements ralentissent le circuit vers le bas de manière significative, et ainsi quelques circuits de basse puissance modernes emploient des tensions d'alimentation duelles pour fournir la vitesse sur les pièces critiques du circuit, et la puissance faible sur les chemins non critiques. Transistors d'utilisation de quelques circuits même différents (avec différentes tensions de seuil) dans différentes pièces du circuit afin d'essayer de réduire plus loin la puissance d'énergie sans perte significative d'exécution.

Une autre méthode employée pour réduire la puissance d'énergie statique est l'utilisation des transistors de sommeil de désactiver les blocs entiers si non utilisable. En arrêtant un bloc fonctionnel perméable jusqu'à ce qu'il soit employé, le courant de fuite peut être réduit sensiblement. Pour quelques systèmes inclus qui fonctionnent seulement pendant des périodes courtes à la fois, ceci peut nettement réduire la puissance d'énergie. Depuis les systèmes qui sont dormants pendant de longues périodes et le " ; réveiller le " ; pour exercer une activité périodique être souvent des endroits dedans d'isolement surveillant une certaine sorte d'activité, ils sont généralement batterie ou la puissance solaire actionné et d'énergie est un facteur de conception principal.

Deux autres approches existent à abaisser le coût du courant de changements d'état. On est de réduire la tension d'opération du circuit, ou de réduire le changement de tension impliqué dans un changement d'état (apportant une modification d'état seulement changer la tension de noeud par une fraction du &mdash de tension d'alimentation ; Signalisation différentielle de basse tension de ). Cette approche est limitée par bruit thermique dans le circuit. Il y a une tension caractéristique proportionnelle à la température de dispositif et au Boltzmann constant, que la tension de commutation d'état doit dépasser afin du circuit soit résistante au bruit. C'est typiquement sur l'ordre de 50&ndash ; 100 système mv, pour des dispositifs évalués 100 à la température externe Celsius des degrés (environ 4 le kT , où le T est la température interne du du dispositif dans le Kelvins et le k est le Boltzmann constant).

La deuxième approche est d'essayer de fournir la charge aux charges capacitives par les chemins qui ne sont pas principalement résistifs. C'est le principe derrière les circuits adiabatiques que la charge est fournie à partir d'une alimentation d'énergie inductive du de variable-tension, ou par d'autres éléments dans un circuit réversible de la logique . Dans les deux cas, la taxation au demandé doit être principalement réglée par la charge non-résistive. Comme principe de base pratique, ceci signifie que le taux de changement d'un signal doit être beaucoup plus lent que celui dicté par la constante de temps du RC du circuit étant conduit. En d'autres termes, le prix de la puissance d'énergie réduite par calcul d'unité est vitesse absolue réduite de calcul.

Dans la pratique, alors que des circuits adiabatiques ont été établis, il a prouvé très difficile de l'employer pour réduire la puissance de calcul sensiblement dans des circuits pratiques.

Pour finir, il y a plusieurs techniques employées pour réduire le nombre de changements d'état liés à n'importe quel calcul donné. Pour les circuits logiques synchronisés, la technique de l'horloge de déclenchant est employée, pour éviter de changer l'état de blocs fonctionnels qui ne sont pas exigés pour une opération donnée. Comme alternative plus extrême, l'approche asynchrone de la logique met en application des circuits de telle manière qu'une horloge extérieurement fournie explicite ne soit pas exigée. Tandis que tous les deux techniques sont employées jusqu'aux degrés variables dans la conception de circuit intégré, la limite à l'applicabilité pratique de chacune semble avoir été atteinte.

Si courant les tendances continuent, " ; Les coûts énergetiques, maintenant environ 10% de la moyenne IL budget, pourrait atteindre 50%… par 2010" ; (" ; Éviter IL énergie Crunch" ; par Rachael roi).

Exemples

Transmeta
Machine du gland RISC de
Microprocesseur d'AMULETTE de .
Dissipation de puissance d'unité centrale de traitement
Underclocking

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