主流電腦節(jié)省技術(shù)

1、用電用水比“摳門” 電腦省電技術(shù)詳解！泡泡網(wǎng)主板頻道12月21日 電影2012的熱映以及最近哥本哈根會議的召開，讓人們對環(huán)保有了更多的關(guān)注。碳排放，節(jié)能等成了最近的關(guān)鍵詞，而電腦作為現(xiàn)在生活中用電的“大戶”，應(yīng)該怎樣節(jié)省能源呢？棄之不用顯然太過偏激，選擇更環(huán)保省電的硬件才是首選。 現(xiàn)在電腦已經(jīng)成為很多人生活中不可缺少的一部分，而隨著電腦性能的提升，其功耗也在增加。不過現(xiàn)在電腦硬件廠商也有環(huán)保意識，各種節(jié)能技術(shù)不斷被開發(fā)出來，讓我們可以在不怎么損失性能的同時還減低功耗。筆者這次就針對電腦中的部分配件簡單介紹一下對應(yīng)的節(jié)能技術(shù)，看看這些配件都有怎樣的省電絕招。主板節(jié)能：epu/des/drmosc

2、pu節(jié)能：eist/cnq顯卡節(jié)能：nvidia/ati存儲節(jié)能：西數(shù)greenpower電源節(jié)能：80plus主板節(jié)能技術(shù)：華碩epu作為連接所有配件的平臺，主板的重要性就不必提了，同時也因為它連接所有的配件，并且將電源的供電轉(zhuǎn)供給其它配件，所以在主板上很容易實現(xiàn)一些實用性高的節(jié)能技術(shù)。目前很多廠商都推出了自己的節(jié)能技術(shù)，這里我們只對一線的華碩/技嘉/微星的節(jié)能技術(shù)進行簡單介紹。華碩能量引擎(epu)：芯片級能量處理引擎+華碩專利處理器能量數(shù)據(jù)庫。它的英文全稱是epu（energy processing unit），實際上是一個獨立的電源管理芯片，它能根據(jù)cpu的工作負載自動調(diào)整cpu電壓和

3、cpu供電相數(shù)，低負載的時候是減少供電相數(shù)，高負荷時增加，在不需要高性能時可以節(jié)省不少能量。epu是一款實時監(jiān)控電源管理微處理芯片，通過對cpu電壓進行實時監(jiān)測， epu實現(xiàn)了當(dāng)你的計算機運行需求較低的應(yīng)用程序時，進行cpu功耗的節(jié)?。—毺氐膃pu的cpu校正技術(shù)，能根據(jù)不同的cpu型號從數(shù)據(jù)庫中選擇最佳的設(shè)置，（華碩epu技術(shù)可以針對目前市場上所有intelcpu進行最優(yōu)的電源管理。）配合上asus ai gear3技術(shù)即可依照不同情況，來自動調(diào)整系統(tǒng)性能。現(xiàn)在最新的epu 6引擎，原有epu基礎(chǔ)上，把用戶的整個pc平臺更加細化的管理起來，cpu、 顯卡、內(nèi)存、芯片組、硬盤、以及風(fēng)扇都能通過

4、epu 6引擎得到一個合理的效能解決方案，這相比最初的只針對cpu進行效能分配無疑又是一個巨大的飛躍，就拿硬盤來說，當(dāng)無資料讀取時epu能為其減少10%的能耗，在為用戶節(jié)約大筆的電費開支的同時，又能極大減少硬盤運轉(zhuǎn)時的噪音。合理的能效分配加上環(huán)保的設(shè)計理念，epu 6引擎并沒有以犧牲主板運行性能為代價來換取主板能耗控制，而是通過更智能的控制實現(xiàn)節(jié)能。主板節(jié)能技術(shù)：技嘉des技嘉的des技術(shù)建立在硬件與軟件的整合上。最核心的硬件部分是特殊pwm芯片。技嘉使用的pwm芯片是intersil isl6327，這顆pwm是原生6相電源，技嘉把每一相利用并聯(lián)的方式做成兩相，不是從pwm端一相變成兩相，而

5、是讓mosfet關(guān)開頻率加倍，而且并聯(lián)會讓電阻減半增加效率。pwm實體本身是從2相切到6相，并聯(lián)之后des切換相數(shù)時一定是偶數(shù)，最低4相、最高12相，中間有4、6、8、10、12共五段。模擬pwm芯片里推出當(dāng)下的耗電量一般pwm芯片的相數(shù)是固定的，intelsil isl6327比較特別，它可關(guān)閉部分相數(shù)，所以只要主板用上這顆pwm，布線正確的話，立即就有技嘉des “硬件”部分的功能。但des并非只有硬件而已，真正難做的是它的軟件，技嘉從一顆模擬pwm芯片里推出當(dāng)下的耗電量，并以此來切換相數(shù)。其實技嘉之前的板子也有用這顆pwm芯片，只是沒有軟件去開啟這項功能。des的初始狀態(tài)是關(guān)閉狀態(tài)，開啟

6、后主板上的電源燈就可以切換了在軟件的屏幕上可以進行切換，顯示兩種節(jié)能模式pwm控制mosfet的開關(guān)頻率來達到想要的電壓和電流，但怎么知道有沒有輸出正確值？intelsil isl6327是模擬式的pwm，pwm本身并不知道最后的數(shù)值是多少，但知道太大或是太小，并調(diào)整mosfet開關(guān)時間來補償，技嘉則是把pwm這補償?shù)倪^程，反推回當(dāng)下的電流值，乘上電壓算出耗電量，并呈現(xiàn)在軟件上，主板節(jié)能技術(shù)：微星drmos+aps drmos超頻節(jié)能芯片用戶自己可以調(diào)節(jié)供電微星的“drmos”，結(jié)合了driver ic、top mos和bottom mos組件于一身，除了具有體積小巧的優(yōu)點之外，還有g(shù)reen

7、power（節(jié)能）、rapidboost（高效能超頻）、xpresscool（酷冷）等三大特色。drmos技術(shù)，是一款常見于服務(wù)器主板的mos技術(shù)，它將高壓mos和低壓mos以及mos開關(guān)控制芯片整合在一顆mos芯片中，原本的分列式mos系統(tǒng)高溫低效的缺點將不復(fù)存在，drmos會在比分列式mos系統(tǒng)平均低16攝氏度的溫度的同時還高出相當(dāng)程度的效能。drmos搭配可以自動調(diào)節(jié)供電相數(shù)的aps功能，也可以實現(xiàn)省電，降低功耗。作為芯片級的巨頭，intel很早就擁有節(jié)能技術(shù)，不過最早是基于筆記本cpu的speedstep省電技術(shù)，沒有將其應(yīng)用在桌面平臺，反而讓amd大出風(fēng)頭。后來終于將其引入臺式機平臺

8、，在功耗方面的表現(xiàn)也重新蓋過了amd。intel c1e enhanced halt state（增強型深度休眠技術(shù)）c1e enhanced halt state取代了傳統(tǒng)x86處理器中常用的c1 halt state。c1 halt state和c1 enhaned halt stat都是由操作系統(tǒng)發(fā)出的hlt命令觸發(fā)，然后處理器就會進入到低功耗的掛起狀態(tài)（halt state）。老的c1 halt state只是讓處理器在相關(guān)時鐘周期內(nèi)出于掛起狀態(tài)，而c1 enhanced halt state則會通過調(diào)節(jié)倍頻來逐級的降低處理器的主頻，以及同時降低電壓來降低功耗、節(jié)約能源。enhance

9、d intel speedstep technology（增強型電源管理技術(shù)）即便是超頻后，節(jié)能技術(shù)也能生效，自動降低頻率和電壓speedstep是一個根據(jù)處理器負載來調(diào)節(jié)主頻和電壓的模塊，不過它的觸發(fā)機制同c1e halt state是不同的。c1e enhanced halt state通過操作系統(tǒng)的hlt指令觸發(fā)，而eist須要主板、bios、操作系統(tǒng)的全面支持，操作系統(tǒng)通過acpi進行調(diào)節(jié)控制。speedstep提供了更多的cpu頻率和電壓調(diào)節(jié)級別，因此可以比c1e enhanced halt state更加精確的調(diào)節(jié)處理器的狀態(tài)。amd比intel更早把筆記本電腦cpu的節(jié)能技術(shù)引入

10、臺式機平臺，可以在cpu空閑或低負載自動降壓降頻，從而讓cpu功耗降低50%甚至更多。amd coolnquiet（涼又靜）cnq是cool'n'quiet的簡稱，跟amd移動平臺cpu的powernow!和intel的speedstep及功能近似，這是amd用于桌面處理器的一項節(jié)能降耗的新技術(shù)。其作用是在cpu閑置時降低頻率和電壓，以減少發(fā)熱量和能耗；在cpu高負荷運行時提高頻率和電壓，確保任務(wù)運算的順利完成。cnq的這種cpu能耗的調(diào)節(jié)功能可以事先通過相關(guān)的cnq管理工具預(yù)置并隨時調(diào)整。在目前cpu發(fā)熱量和能耗都大幅提升的前提下，cnq顯得非常實用，能確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全

11、性。cnq必須在bios中開啟xp系統(tǒng)下必須將電腦運行模式改為節(jié)能    coolnquiet需要處理器硬件、驅(qū)動程序和主板bios三方面的支持，amd目前的所有cpu產(chǎn)品都支持該項技術(shù)，bios中開啟coolnquiet選項，配合vista/win7系統(tǒng)默認情況下即可支持coolnquiet功能，xp系統(tǒng)中安裝最新的cpu驅(qū)動也可以感受到coolnquiet帶來的“低溫體驗”。憑借這項技術(shù)，amd cpu在功耗方面表現(xiàn)也不錯。顯卡節(jié)能：nvidia hybrid power    隨著gpu性能的發(fā)展，其功耗也越來越大，很多高性能的

12、顯卡幾乎是整套系統(tǒng)里最耗電的配件。這也促使nvidia和ati開發(fā)了一些顯卡節(jié)能技術(shù)，不過遺憾的是，這些技術(shù)應(yīng)用有限，甚至在新型號上不提供支持。只能靠更先進的工藝來降低顯卡的功耗，在介紹這些技術(shù)的同時也希望廠商能夠繼續(xù)開發(fā)，讓這些節(jié)能技術(shù)能夠發(fā)揮作用。nvidia hybrid power徹底關(guān)閉獨立顯卡    以往的任何一款芯片組，都無法關(guān)閉顯卡的電源，顯卡只要開機就需要消耗電能，即便它無所事事。而nvidia在新一代芯片組中透過sm總線發(fā)送指令，讓特定的顯卡在接受指令后可以關(guān)閉供電?？?，出于深度休眠狀態(tài)；當(dāng)然顯卡也可以重新接受指令，重新啟動返回正常模式：

13、60;   hybrid power技術(shù)既需要芯片組/主板支持，還需要顯卡支持，由于這項嶄新的技術(shù)對于供電部分要求很高，只有nvidia公版的部分顯卡和主板才能支持。這也是這一技術(shù)未能普及的原因之一。    關(guān)閉獨立顯卡實現(xiàn)了，但喚醒獨立顯卡后不能讓它閑著，nvidia的做法是讓獨立顯卡負責(zé)3d渲染，但不直接輸出圖像，而是透過pci-e總線將其轉(zhuǎn)交給集成顯卡，由集成顯卡負責(zé)圖像輸出。那么在這樣的工作模式下，無疑可以最大效率的運用。hybrid power擁有三種工作模式：系統(tǒng)托盤區(qū)輕點鼠標，就能在三種模式間隨意切換· save pow

14、er（節(jié)能）：徹底關(guān)閉獨立顯卡，集成顯卡單獨運行· boost performance（高性能）：獨立顯卡負責(zé)圖形渲染，集成顯卡負責(zé)圖像輸出注意顯示器接口還是連接在集成顯卡上· additional displays（多頭輸出）：集成顯卡和獨立顯卡各自單獨運行，實現(xiàn)四頭輸出；   不過hybridpower技術(shù)存在嚴重的局限性，對配件限制太多，現(xiàn)在nvidia更是宣布放棄主流芯片組業(yè)務(wù)，這樣的節(jié)能技術(shù)可能只有回憶了。顯卡節(jié)能：amd powerplay    不管cpu還是gpu，其實芯片級節(jié)能技術(shù)的原理其實都差不多，主要方

15、式有：降低頻率、降低芯片電壓、動態(tài)關(guān)閉閑置的功能模塊、使部分晶體管處在深度休眠狀態(tài)等。而amd的powerplay就是通過調(diào)節(jié)電壓及頻率來實現(xiàn)節(jié)能的。amd powerplay    powerplay可以用動態(tài)方式調(diào)節(jié)電壓及頻率，同時可以根據(jù)游戲用戶使用電腦的情況，即可動態(tài)調(diào)校核心頻率頻率及電壓。當(dāng)系統(tǒng)處于閑置狀態(tài)時，顯示核心頻率及電壓就會降低，達到降低功耗，減小發(fā)熱的目的，十分實用。    遺憾的是只有hd3000系列的產(chǎn)品才能完美支持這一技術(shù)，主流的hd4000在使用這一技術(shù)時基本沒什么效果，而amd官網(wǎng)上針對這一技術(shù)也只有hd

16、3000系列支持。    雖然沒有能夠廣泛使用的節(jié)能技術(shù)，但是新的40nm工藝同樣可以幫助降低顯卡的功耗，amd新一代的hd5000系列在功耗方面的表現(xiàn)非常好，主要就是靠新工藝的幫忙。硬盤節(jié)能：西部數(shù)據(jù)greenpower    硬盤的節(jié)能原理本質(zhì)上和前面介紹的差不多，也是根據(jù)工作需要而自動調(diào)整諸如轉(zhuǎn)數(shù)，活動磁頭等以達到節(jié)能的目的，下面我們就以西數(shù)的gp系列為例來看一下。    西部數(shù)據(jù)的greenpower系列硬盤采用了三項特殊的技術(shù)：電源管理方面的intellipower技術(shù)為兼顧良好的節(jié)能和穩(wěn)定運轉(zhuǎn)

17、而設(shè)計，能夠在運轉(zhuǎn)速度、轉(zhuǎn)換速率及緩存容量間達到很好的平衡；磁頭尋道方面的intelliseek技術(shù)能夠計算更佳的尋道速度，降低運轉(zhuǎn)時的能源損耗、噪音及震動；磁頭停放模式方面的intellipark技術(shù)應(yīng)用了wd獨特的ramp load技術(shù)，通過在閑置時自動卸載磁頭以減低氣動阻力，從而帶來較低的能源損耗。磁頭的讀寫是按照一定組合模式進行的，因此優(yōu)化磁頭的運動是實現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵。    wd greenpower系列硬盤在節(jié)能的同時還實現(xiàn)了更低的發(fā)熱量和更加安靜的運轉(zhuǎn)。無論是調(diào)整轉(zhuǎn)速，還是在閑置時卸載磁頭，抑或是計算更佳的尋道速度，這些都減少了不必要的機械動作，大大減

18、少了硬盤運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的噪音和熱量。     在實際應(yīng)用中，硬盤的功耗是不可忽視的因素之一，尤其是在存儲較為集中的場合。一般來說，一塊硬盤的功耗約為13.5瓦特左右，大致相當(dāng)于目前的酷睿等處理器功率的1/4。這已經(jīng)不是一個可以忽略的數(shù)目。如果用戶搭建了磁盤陣列，硬盤的功耗也會提升。在存儲應(yīng)用更為集中的場合，比如數(shù)據(jù)中心，硬盤的功耗更是一個不容忽視的問題。     做一個簡單的計算，在一個擁有5000塊硬盤的數(shù)據(jù)中心，如果采用一般的硬盤，每年硬盤的能源消耗量為13.5瓦特×24小時×365天×5000塊，總能源消耗為591300千瓦時。而應(yīng)用wd的greenpower系列硬盤，以每塊硬盤節(jié)省4瓦特功率計算，一年內(nèi)將節(jié)省175200千瓦時的電能，而每塊應(yīng)用中的greenpower系列硬盤約能節(jié)省約35千瓦時的電能。通過節(jié)省電能，每塊wd greenpower系列硬盤間接減少的二氧化碳排放量為60.5千克，相當(dāng)于一輛轎車運行14天的二氧化碳排放量。 電源節(jié)能：80plus標準    除了前面介紹的配件，電腦的動力源泉電源，其實早