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Intel王文汉:省一度电就等于赚一度电

  【IDF 2010】2010年4月12日,2010英特尔信息技术峰会(以下均称IDF)“技术前瞻日”在北京国家会议中心举行,英特尔副总裁、高级院士、首席技术官兼英特尔研究院总经理贾斯汀(Justin R. Rattner)与英特尔中国研究院院长方之熙共同宣布英特尔中国研究院全新研究议程—立足中国、贡献中国。同时,来自英特尔研究院的技术专家们也分享了英特尔在智能交通、物联网、节能计算以及嵌入式等当前热门领域的最新研究成果。


Intel王文汉博士(左)和IT168编辑部企业组总编江晖(右)在IDF 2010的现场合影

  英特尔研究院副总裁兼电路和系统研究实验室总监王文汉先生将英特尔研究院在节能和提高未来英特尔产品能效方面的研究进行了特别介绍,重点包括几项从电路到平台一级的创新技术和很有潜力的突破性技术。此外,他还向我们介绍了若干英特尔在移动平台充电方面所开展的创新研究工作,以应对新兴市场缺乏可靠的高质量电源这一现实。最后,王文汉先生介绍了英特尔研究院的研究工作如何为当前和未来的产品贡献自己的力量。

  通过王文汉的演讲,我们了解到了以下三个方面的信息:1、英特尔研究院在节能和提供能效方面的长期承诺;2、几项有着出色发展前景的研究;3、英特尔的当前和未来产品如何直接受益于英特尔研究院的研究工作。

电路篇:寻找非常好的电压和加装检测电路

  从电路层面上来说,电压和功耗是成正比的,电压越高,功耗也就越高,反之亦然。而英特尔发现在0.75V以下电压时,功耗的增长是趋于平缓的,同时也不会限制到时钟频率的提升。在0.15V至0.3V电压之间,能效比都是会增长的,而在0.3V电压时有着非常好的的能效,可以有着超过8倍的提升。王文汉博士还介绍说,他们非常重视电路层面上的研究,在这里光英特尔院士就有三位之多,要知道院士可是英特尔公司较高级别的技术专家了。

  另外,受到温度、电压以及寿命等多方面的影响,之前业界总是会按照“最坏的打算”来设计电路,这势必不能让其工作在非常好的的能效下。而英特尔则提出了“Resilient Circuits”(弹性电路)的设计方式,在电路中加装额外的检测电路,这样就可以用“最好的打算”来设计电路,不但可以在刚才超过8倍的基础上再节省22%左右的功耗,还可以带来41%左右的吞吐量增益,可谓一举两得,而我们所熟悉的睿频技术就多少有点这个意思。

架构篇:加入超级电容、配电电路以及网络节点

  英特尔认为笔记本电脑在工作的时候平均只需要17.5W左右的功耗。和刚才按照“最坏的打算”来设计电路差不多,出于对功耗波峰值的考虑,笔记本电脑的电源通常都会被设计成65W,远远高于17.5W的平均值。这虽然并不是什么坏事,但无形中也确实会造成功耗的浪费。而英特尔的研究成果是在其中加入“超级电容”,在遇到波峰时放电,在遇到波谷时充电,这样在满足笔记本电脑安全稳定工作的同时甚至能把电源做成10W的。

  其实实现像太阳能取电这样的辅助供电措施并不是什么新鲜事,问题是在充电过程中30%~40%左右的电能都是被损耗掉的,而英特尔会在其中加入一个配电电路,可以让充电过程没有什么损耗,最大限度的利用电能。

  云计算方兴未艾,到2015年会有超过150亿个设备接入互联网,我们都不想断开再连接,连接再断开,毕竟那样太麻烦,不过这也造成了终端在闲置时候的高功耗。而英特尔Network Agent节点则可以在终端设备和互联网之间竖起闸门,需要的时候进,不需要的时候则不进,避免了闲置状态下的高功耗。当然,一台终端设备的节能效果并不能说明什么问题,但如果按照全球1.5亿的闲置终端设备计算,一年就可以省下60亿美元的电费。

平台篇:新的电源管理和数据整合

  每一代电源管理系统差不多都要延续10年的时间,像是从APM到ACPI。而从2010年开始,新的电源管理系统PPM(Platform  Power Management)亦会出台。它拥有更细致深入的节电策略,和软件端以及网络端的联系更加紧密(有点像BIOS和EFI),英特尔用他们新的Moorestown平台和旧的Menlow平台做比较,前者在闲置时的功耗甚至可以降低50倍之巨!而在播放720p标清视频和音频回放时也会有3倍至30倍不等的功耗降低。

  网络数据的不规则虽然是可以让单一硬件“劳逸结合”,但整个平台却始终会处在工作状态,造成不必要的功耗流失。而英特尔则可以把这些不规则的网络数据同时平均分配给平台上的各个组件,让大家“有福同享,有难同当”。综合文件下载、网页浏览以及VoIP通话等多方面的应用,还可以在省下平均50%左右的功耗。

计算以外的节能技术更具挑战


英特尔研究院副总裁兼电路和系统研究实验室总监王文汉

  “你可以看到在电路方面我们可以做到节省10倍电力;在架构方面可以做到节省60亿美元的电费;在平台方面可以做到闲置功耗节省50倍电力”,“我和我的同事说至少要以节能10倍为起点,谁又能说我们不能做到节能1000倍呢”,“我们的任务是既要马儿跑,又要马儿吃草少”,“省一度电,就等于赚一度电”……就是在这一组组数字和一段段妙语中,王文汉博士从电路、架构以及平台三个方面向我们描绘了英特尔节能计算的未来。

  最后我们想说,今天提到的这些节能技术看似简单,但王文汉博士告诉我们,一项新的研究成果被市场化至少需要三至四的时间,好在英特尔有多个优秀的团队在并行工作。我们今天所说的节能还是在计算范畴内的,它需要的是晶体管材料本身的突破和后天电路设计的补充,而这只是一小部分而已,那些计算以外的节能技术更有待去研究。

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