
Tecnologie
Stop allo spreco energetico
09 Marzo 2006
E' diventato quotidiano il pensiero di non sprecare risorse importanti. Anche l'ICT puo' fare la sua parte: un minor consumo energetico permette qualche risparmio economico al singolo ed enormi economie alle grandi aziende con migliaia di PC; inoltre la riduzione della dissipazione rallenta o frena l'impiego di ventole, diminuendo l'inquinamento acustico totale.
Energia del core
Il punto principale resta ovviamente la dipendenza della dissipazione dalla frequenza di clock, per la quale e' stato coniato il nuovo acronimo EPI, Energia Per Istruzione, misurata in watt su istruzioni al secondo.
I core a 10 GHz annunciati pochi anni fa sono al momento sostituiti da core a bassa frequenza. Diminuendo la frequenza di funzionamento diminuisce anche la potenza di elaborazione, ma su questo aspetto la matrice usata nei nuovi microprocessori e' decisamente resistente: lavorando sull'architettura Intel dichiara di avere benchmark migliori del 20% anche con riduzioni di consumo dello stesso ordine di grandezza.
Addirittura, confrontando l'attuale Pentium D 950 con il prossimo Conroe, il margine diventera' del 40%.
Nei chip, l'altro ieri la parola d'ordine era "viulenza", ovvero la massima capacita' d'elaborazione; poi si e' cercato di spegnere i sottoinsiemi di transistor che non concorrevano all'esecuzione. Oggi si tengono accesi solo i piccoli sottosistemi direttamente coinvolti. I risparmi sono notevoli.
Energia del transistor
Dal core si passa al transistor. Ovviamente la riduzione di dimensioni, appena passate da 90 a 65 nm e gia' fattibili a 45 nm (ma bisogna attendere la produzione in volume), porta con se' robusti risparmi in dissipazione. Gia' oggi nel transistor il principale responsabile della dissipazione energetica e' l'isolamento dele componenti con il sostrato.
Ecco perche' la ricerca lavora molto su dispositivi a bassa perdita. Ma la verita' e' che bisogna ripensare l'intero transistor e ricavarne piu' di quanto fatto finora. Queste indicazioni valgono sia per il core, sia per la piu' grande ma piu' regolare cache interna. Energia del portatile A livello di sistemi, diminuito il peso energetico del chipset si passa a lavorare sullo schermo e sul disco rigido. Le maggiori attenzioni sono al momento dedicate a notebook e portatili, nel cui futuro troviamo una nuova strutturazione del chipset. Relativamente al display, il refresh verra' controllato dal display stesso, quindi senza tenere acceso l'intero chipset per il solo refresh: alternando scan progressivo e scan interlacciato con controllo locale, il risparmio e' sostenuto.
Per quanto riguarda il disco rigido, la struttura al momento in via di verifica e' l'integrazione del disco con le memorie NAND. L'utente le vedra' come un unico dispositivo, ottenendo risparmi energetici ma in questo caso principalmente una accensione ed uno spegnimento estremamente rapidi, nell'ordine dei pochi secondi. A livello dell'alimentazione stessa sono molti e continui i miglioramenti apportati. Gia' si era nelle otto ore di alimentazione per tutti i notebook, e per alcuni anche dieci.
Svariati sono i miglioramenti in questa area, direttamente generati da nuovi circuiti meno spreconi.
Energia del software
Un gran lavoro viene svolto anche a livello del software. Hardware aggiuntivi come lo SpeedStep I e II, di grande successo nella famiglia XScale, sono impiegati ormai un po' in tutta la famiglia di dispositivi. Ancora di piu' in famiglie impegnative come Itanium, il codice eseguibile viene analizzato per sviluppare un'esecuzione diversa da quella pensata -o ignorata- dal programmatore, magari piu' lenta ma comunque a risorse minime. Programmi di ricerca interna come Pin sono rivolti proprio in questa direzione. Anche a livello piu' alto, direttamente di codice ad alto livello, sono svolti alcuni lavori. Sulla famiglia XScale questo approccio e' stato seguito sul runtime di Java, e all'interno del Software and Solution Group sono in corso altre indagini al livello delle librerie software.
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