POWER
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- ELETTRONICA OGGI 440 - OTTOBRE 2014
Facendo funzionare i componenti a un basso voltaggio,
è possibile ridurre i consumi di energia ma, nello stesso
tempo, si riducono anche le prestazioni del sistema. Con
questa tecnica è possibile controllare la temperatura del
processore, facendo diminuire anche i consumi necessa-
ri per il raffreddamento dello stesso.
L’utilizzo di questa tecnica deve essere effettuato con
particolare attenzione, perché aumenta l’usura dei com-
ponenti e, inoltre, con la diminuzione delle performance
provoca l’aumento del tempo di esecuzione delle ope-
razioni fornite, con il conseguente calo della qualità di
servizio desiderata.
In questo caso viene in aiuto la progettazione Thermal
Design Power, (TDP, definita anche Thermal Design Point)
che rappresenta un’indicazione del calore (energia)
dissipato da un processore, che il sistema di raffredda-
mento dovrà smaltire per mantenere la temperatura del
processore stesso entro una soglia limite. Per esempio,
il sistema di raffreddamento di un processore per com-
puter portatili può essere progettato per un TDP di 20W,
il che significa che può dissipare 20W di calore senza
eccedere la temperatura di giunzione (massima tempe-
ratura interna di funzionamento) del chip. Il TDP soven-
te non corrisponde alla massima potenza dissipata dal
processore ma a un valore inferiore raggiungibile con
un utilizzo normale; questo permette di adottare una so-
luzione di raffreddamento più economica e comunque
adatta per l’utilizzo.
Modalità di CPU low power
Sempre più spesso i processori sono progettati per
applicazioni embedded che dispongono di un certo
numero di modalità a bassa potenza che, sotto con-
trollo software, possono essere inseriti quando le
circostanze elettroniche lo consentono. I dettagli di
queste diverse modalità possono essere riassunti nei
seguenti due punti:
sospendere: quando la CPU e tutte le periferiche sono
spente ma l’alimentazione viene fornita per mantenere il
suo contenuto. Questa modalità continua a consumare
della corrente e consente la ripresa dell’elaborazione
con un minimo ritardo;
hibernate: periodo di inattività molto più lungo. Il
contenuto della memoria viene scritto nella memoria
permanente (Flash) e tutto viene spento. Non vi è alcun
consumo di potenza con lenta ripresa dell’elaboraz
ione.
In dettaglio, esempi di stati per un processore Intel pos-
sono essere:
“Normal”: stato in cui il processore esegue le istru-
zioni.
“Auto Halt”: stato a basso consumo in cui il processo-
re si posiziona a seguito dell’esecuzione dell’istruzione
HLT (“halt”).
“Stop Grant”: stato a basso consumo in cui il proces-
sore si muove a seguito dell’asserzione del segnale
STOPCLK.
Fig. 1 – Tecniche di Power Management
