什麼是動態功耗(Dynamic power)

在 CMOS 電路中,訊號切換時為了對電容充放電所消耗的電力。以活動因子 α、電容 C、電壓 V、頻率 f 表示為 αCV²f。

日文名稱: 動的消費電力

「動態功耗(Dynamic power)」出現在1領域的3道練習題中(CPU與架構等)。

這個名詞所屬的領域: 電源管理(軟體控制)

練習動態功耗(Dynamic power)的題目

在 CMOS 電路中,若其他條件不變,只將電源電壓減半,動態功耗會如何變化?

  1. A不變
  2. B變為 1/2
  3. C變為 1/4
查看答案與解析

正確答案:C. 變為 1/4

CMOS 的動態功耗為 P = αCV²f,與電源電壓的平方成正比,因此電壓減半會變為 1/4。不過電壓降低後,電晶體的電流會減少而變慢,無法以相同頻率運作。即便如此,若同時降低頻率與電壓,功耗會以接近三次方的幅度下降,因此以 DVFS 在處理較輕時降低電壓與頻率,是最有效的省電手段。

解析中的「動態功耗(Dynamic power)」

出現「動態功耗(Dynamic power)」的題目(3題)

  1. 在 CMOS 電路中,若其他條件不變,只將電源電壓減半,動態功耗會如何變化?
  2. 在單一晶片上搭載多個處理器核心(多核心化)的主要目的為何?
  3. 為了降低 CPU 的功耗,依負載動態改變工作頻率與電源電壓的技術是下列何者?

相關名詞

DVFS(動態電壓頻率調整) CMOS 功率上限控制(Power capping) 自我更新(Self-refresh) 自適應電壓調整(Adaptive voltage scaling, AVS) 位準轉換器(Level shifter) 近臨界電壓運算(Near-threshold computing) 保持暫存器(Retention register) 活動因子(Activity factor) 能量延遲積(Energy-delay product, EDP)

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