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Ottimizzato per i Principali Utilizzi in Ambito Mobile

Lo studio delle statistiche dell’utilizzo del telefono da parte degli utenti, ha mostrato che solitamente i nostri terminali si trovano nella fase di stand-by attivo (sincronizzazione social network, meteo, mail, musica) per l’80% del tempo, mentre sono sottoposti ad utilizzo intensivo per il 20% del tempo (navigazione web, giochi, video e foto, ...).

Siccome la fase di stand-by attivo non richiede l’interazione dell’utente, non è necessario che venga svolta in maniera tale da risultare “fluida”, e può essere quindi delegata al singolo “Companion Core”, che operando a basse frequenze ed a bassi voltaggi permette di risparmiare energia. Inoltre NVIDIA ha pensato bene di rendere “trasparente” il quinto core alle applicazioni ed al sistema operativo, in maniera che non venga visto e usato nelle normali operazioni, ma che possa essere sfruttato dalla tecnologia vSMP (Variable Symmetric MultiProcessing) di Tegra3.

Ma nel concreto, quali sono i vantaggi di una simile architettura? I chip in silicio hanno un consumo di energia che è pari alla somma dell’energia di base che serve al funzionamento del processore ed all’Energia Dinamica (o variabile), che serve per il corretto funzionamento delle applicazioni.

Energia Totale = Energia di Base + Energia Dinamica

Mentre l’Energia di Base è un valore intrinseco della procedura tecnologica di costruzione (processo produttivo, materiali usati, schema), l’Energia Dinamica è invece proporzionale alla frequenza ed al quadrato della tensione di funzionamento.

Energia Dinamica = Frequenza x Voltaggio^2

Quando un processore sta operando vicino alla sua frequenza massima, la quota maggiore dell’energia totale è data dall’Energia Dinamica, mentre quando opera a frequenze basse la quota maggiore risulta quella dell’Energia di Base.

power-perf

Il sistema di funzionamento a transistor dei componenti elettronici che sono utilizzati oggigiorno caratterizza i consumi dei nostri apparecchi elettronici, perciò le CPU costruite per operare ad alte frequenze hanno alti consumi in termini di Energia di Base, ma sono in grado di operare a frequenze elevate senza utilizzare tensioni altrettanto elevate e dunque mantenendo relativamete bassi i consumi. Le CPU costruite invece per operare a bassi consumi hanno una richiesta in termini di Energia di Base che è molto bassa, ma hanno consumi eccessivi quando è richiesto il funzionamento a piena frequenza, perché hanno necessità di innalzare di molto il voltaggio.

Al fine di ottimizzare consumi e potenza delle CPU, un SoC deve avere una precisa combinazione di core in silicio e ottimizzazioni in termini di istruzioni per questo tipo di tecnologia.