Gestión de energía

La arquitectura big.LITTLE de ARM puede migrar procesos entre los núcleos "big", más rápidos, y los núcleos "LITTLE", que consumen menos energía.

Los experimentos muestran que la política DVFS del procesador convencional puede lograr una reducción de energía de las GPU integradas con una degradación de rendimiento razonable. ^{[ 5 ]} También se están explorando nuevas direcciones para diseñar planificadores DVFS efectivos para sistemas heterogéneos. ^{[ 6 ]} Se presenta una arquitectura heterogénea CPU-GPU, GreenGPU ^{[ 7 ]} que emplea DVFS de forma sincronizada, tanto para la GPU como para la CPU. GreenGPU se implementa utilizando el marco CUDA en un banco de pruebas físico real con GPU Nvidia GeForce y CPU AMD Phenom II. Experimentalmente se muestra que GreenGPU logra un ahorro de energía promedio del 21,04 % y supera a varias líneas base bien diseñadas. Para las GPU convencionales que se utilizan ampliamente en todo tipo de aplicaciones comerciales y personales, existen varias técnicas DVFS y están integradas en las propias GPU; AMD PowerTune y AMD ZeroCore Power son las dos tecnologías de escalado de frecuencia dinámica para tarjetas gráficas AMD . Las pruebas prácticas demostraron que aumentar la frecuencia de una GeForce GTX 480 puede lograr un consumo de energía un 28 % menor, disminuyendo el rendimiento solo un 1 % para una tarea determinada. ^{[ 8 ]}

Se ha realizado mucha investigación sobre la reducción dinámica de potencia con el uso de técnicas DVFS. Sin embargo, a medida que la tecnología continúa miniaturizando, la potencia de fuga se convertirá en un factor dominante. ^{[ 9 ]} El control de potencia es una técnica de circuito comúnmente utilizada para eliminar fugas apagando el voltaje de alimentación de los circuitos no utilizados. El control de potencia genera un gasto de energía; por lo tanto, los circuitos no utilizados deben permanecer inactivos el tiempo suficiente para compensar este gasto. Una novedosa técnica microarquitectónica ^{[ 10 ]} para el control de potencia en tiempo de ejecución de cachés de GPU ahorra energía de fuga. Basado en experimentos en 16 cargas de trabajo de GPU diferentes, el ahorro de energía promedio logrado por la técnica propuesta es del 54 %. Los sombreadores son el componente que más energía consume de una GPU, una técnica de control de potencia de apagado predictivo de sombreadores ^{[ 11 ]} logra una reducción de fuga de hasta el 46 % en los procesadores de sombreadores. La técnica de apagado predictivo de sombreadores aprovecha la variación de la carga de trabajo entre fotogramas para eliminar fugas en clústeres de sombreadores. Otra técnica, denominada Pipeline de Geometría Diferida, busca minimizar las fugas en las unidades de geometría de función fija mediante un desequilibrio entre el cálculo de geometría y fragmentos en lotes, lo que elimina hasta un 57 % de las fugas en dichas unidades. Se puede aplicar un método sencillo de desconexión de energía por tiempo de espera a las unidades de ejecución que no son de sombreado, lo que elimina un 83,3 % de las fugas en promedio. Las tres técnicas mencionadas anteriormente generan una degradación del rendimiento insignificante, inferior al 1 %. ^{[ 12 ]}

En algunos portátiles y smartphones se utiliza la técnica de ahorro de energía de la pantalla. Esta técnica modifica dinámicamente el brillo de la retroiluminación y el desplazamiento de la pantalla LCD para reducir el consumo de energía. Un ejemplo de esta técnica es la tecnología Intel Display Power Saving Technology (DPST). ^{[ 13 ]}