전원 관리

Power management
다양한 맥락에서 에너지를 관리하려면 에너지 관리를 참조하십시오.

전원 관리는 일부 가전제품(특히 복사기, 컴퓨터, CPU, 컴퓨터 GPU 및 모니터나 프린터 등의 컴퓨터 주변기기)의 기능으로 비활성화 시 전원을 끄거나 시스템을 저전력 상태로 전환합니다.컴퓨팅에서는 이를 PC 전원 관리라고 하며 ACPI라는 표준을 기반으로 구축되어 APM을 대체합니다.최신 컴퓨터는 모두 ACPI를 지원합니다.

동기

컴퓨터 시스템의 PC 전원 관리가 필요한 이유는 여러 가지가 있습니다.특히 다음과 같습니다.

또한 소비전력이 낮으면 발열량이 낮아져 시스템의 안정성이 향상되고 에너지 사용량이 감소하여 비용을 절감하고 환경에 미치는 영향을 줄일 수 있습니다.

프로세서 레벨의 테크닉

마이크로프로세서의 전원 관리는 프로세서 전체 또는 캐시 메모리나 메인 메모리 등의 특정 컴포넌트에서 실행할 수 있습니다.

동적 전압 스케일링과 동적 주파수 스케일링을 사용하면 CPU 코어 전압, 클럭 속도 또는 둘 다 변경되어 잠재적으로 낮은 성능의 가격으로 전력 소비를 줄일 수 있습니다.이는 전력과 성능의 균형을 최적화하기 위해 실시간으로 수행될 수 있습니다.

예:

또한 프로세서는 내부 회로(전원 게이트)의 전원을 선택적으로 끌 수 있습니다.예를 들어 다음과 같습니다.

  • 최신 인텔 Core 프로세서는 프로세서 내의 기능 유닛에 대해 초미세 전력 제어를 지원합니다.
  • AMD CoolCore 테크놀로지는 [3]프로세서의 일부를 동적으로 활성화 또는 비활성화함으로써 보다 효율적인 퍼포먼스를 실현합니다.

인텔 VRT 테크놀로지는 칩을 3.3V I/O섹션과 2.9V 코어섹션으로 분할했습니다.코어 전압이 낮으면 소비전력이 감소합니다.

이종 컴퓨팅

ARM이 커요.LITTLE 아키텍처는 보다 빠른 "대규모" 코어와 보다 전력 효율이 높은 "LITTLE" 코어 간에 프로세스를 이행할 수 있습니다.

운영체제 수준: 최대 절전 모드

주요 기사:최대 절전 모드(컴퓨팅)

컴퓨터 시스템이 휴지 상태가 되면, RAM 의 내용을 디스크에 보존해, 머신의 전원을 끕니다.기동시에 데이터가 새로고침 됩니다.이것에 의해, 휴지 모드중에 시스템의 전원을 완전하게 끌 수 있습니다.이렇게 하려면 설치된 RAM 크기의 파일을 하드 디스크에 저장해야 합니다. 휴지 모드가 아닌 경우에도 공간을 사용할 수 있습니다.휴지 모드는 일부 버전의 Windows에서 기본적으로 활성화되어 있으며 이 디스크 공간을 복구하기 위해 비활성화 시킬 수 있습니다.

GPU 내

그래픽스 처리 장치(GPU)는 CPU와 함께 사용되며 과학,[4] 분석, 엔지니어링, 소비자 및 엔터프라이즈 애플리케이션을 중심으로 한 다양한 영역에서 컴퓨팅을 가속화합니다.이 모든 것에는 몇 가지 단점이 있습니다.GPU의 높은 컴퓨팅 능력에는 높은 전력 소모가 수반됩니다.GPU의 전력 소산 문제에 대해 많은 연구가 이루어지고 있으며, 이 문제에 대처하기 위해 많은 기술이 제안되고 있습니다.동적 전압 스케일링/동적 주파수 스케일링(DVFS)과 클럭 게이팅은 GPU의 동적 전력을 줄이기 위해 일반적으로 사용되는 두 가지 기술입니다.

DVFS 기술

실험 결과, 기존의 프로세서 DVFS 정책은 상당한 성능 [5]저하와 함께 내장 GPU의 전력 절감을 달성할 수 있습니다.이종 시스템을 위한 효과적인 DVFS 스케줄러를 설계하기 위한 새로운 방향도 [6]모색되고 있습니다.이종의 CPU-GPU 아키텍처인 GreenGPU는 GPU와 CPU 모두에서 DVFS를 동기식으로 채용하고 있습니다.GreenGPU는 Nvidia GeForce GPU 및 AMD Phenom II CPU를 사용한 실제 물리 테스트 베드에서 CUDA 프레임워크를 사용하여 구현됩니다.실험적으로 Green GPU는 평균 21.04%의 에너지 절약을 달성하고 잘 설계된 여러 기준선을 능가하는 것으로 나타났다.모든 종류의 상용 어플리케이션과 개인용 어플리케이션에서 광범위하게 사용되는 메인스트림 GPU에는 여러 DVFS 기술이 있으며 GPU에만 내장되어 있습니다.AMD PowerTune과 AMD ZeroCore Power는 AMD 그래픽 카드용 동적 주파수 스케일링 기술입니다.실제 테스트에 따르면 GeForce GTX 480의 재잠금은 28%의 소비전력을 절감하는 동시에 특정 [8]태스크의 퍼포먼스를 1%만 감소시킬 수 있습니다.

전원 게이트 기술

DVFS 기술을 사용한 동적 전력 절감에 대한 많은 연구가 이루어지고 있습니다.그러나 기술이 계속 축소됨에 따라 누출 전력이 지배적인 [9]요소가 될 것입니다.전원 게이트는 미사용 회로의 공급 전압을 차단하여 누출을 제거하기 위해 일반적으로 사용되는 회로 기술입니다.전력 게이트에 의해 에너지 오버헤드가 발생하기 때문에 미사용 회로는 이 오버헤드를 보상할 수 있을 정도로 아이돌 상태를 유지해야 합니다.GPU의 런타임 전력 게이트 캐시를 위한 새로운 마이크로 아키텍처[10] 기술로 누출 에너지를 절약합니다.16개의 다른 GPU 워크로드에 대한 실험에 따르면 제안된 기술로 달성된 평균 에너지 절약률은 54%입니다.셰이더는 GPU의 가장 전력 소모가 큰 컴포넌트입니다.예측 셰이더 셧다운 전력 게이트 기술은[11] 셰이더 프로세서에서 최대 46%의 누출 감소를 실현합니다.Predictive Shader Shutdown 기술은 프레임 간의 워크로드 변동을 이용하여 셰이더 클러스터의 누설을 방지합니다.지연 지오메트리 파이프라인이라고 불리는 또 다른 기술은 배치 간의 지오메트리와 단편 계산 간의 불균형을 활용하여 고정 기능 지오메트리 유닛의 누출을 최소화하고자 합니다.이것에 의해 고정 기능 지오메트리 유닛의 누출을 최대 57%까지 제거할 수 있습니다.비섀도 실행 유닛에 대해 심플한 타임아웃 파워게이트 방법을 적용할 수 있어 비섀도 실행 유닛에서의 누설을 평균 83.3% 배제한다.위의 세 가지 기술 모두 1% 미만의 [12]성능 저하를 무시할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ "AMD PowerNow! Technology with optimized power management". AMD. Retrieved 2009-04-23.
  2. ^ "IBM EnergyScale for POWER6 Processor-Based Systems". IBM. Retrieved 2009-04-23.
  3. ^ "AMD Cool'n'Quiet Technology Overview". AMD. Retrieved 2009-04-23.
  4. ^ "What is GPU computing". Nvidia.
  5. ^ "저전력 임베디드 GPU를 위한 동적 전압 및 주파수 스케일링 프레임워크", 대철유 등, Electronics Letters (Volume:48, 호:21), 2012.
  6. ^ "K20 GPU에 대한 동적 전압 및 주파수 스케일링의 영향", Rong Ge 등, 제42회 병렬처리 국제회의 페이지 826-833, 2013.
  7. ^ 「Green GPU: GPU-CPU 이기종 아키텍처의 에너지 효율에 대한 전체적인 접근법」, Kai Ma 등, 제41회 병렬 처리 국제 회의, 2012년.
  8. ^ "GPU 가속 시스템의 전력 및 성능 분석", 유키 아베 외, USENIX 컨퍼런스의 "전력 인식 컴퓨팅 및 시스템" 페이지 10-10, 2012.
  9. ^ "테크놀로지 확장 설계 과제", Borkar, S., IEEE Micro (Volume:19, Issue: 4), 1999.
  10. ^ "GPU 캐시의 런타임 전력 게이트를 통한 에너지 절감", Yue Wang 외, 설계, 자동화 및 테스트 in Europe Conference & Exhibition(DATE), 2012
  11. ^ "GPU 셰이더 프로세서의 예측 셧다운 기술", Po-Han Wang 외, 컴퓨터 아키텍처 레터 (Volume:8 , Issue: 1 ), 2009
  12. ^ "GPU 전원 게이트 전략", Po-Han Wang 외, 아키텍처 및 코드 최적화(TACO)에 관한 ACM 트랜잭션 제8호, 2011년 3호

외부 링크