Koodaamalla virtahukan kimppuun
0
San Francisco – It-tekniikan osuus USA:n sähkönkulutuksesta on noin kuusi prosenttia. 200 terawattituntia vastaa noin 30 voimalaitoksen vuotuista tuotantoa. Ei olekaan ihme, että myös elektroniikassa kaivataan keinoja pienentää tehonkulutusta ja sitä kautta mahdollisuutta osallistua ympäristötalkoisiin.
Konfiguroitavista mikroprosessoreista tunnetun Tensilican pääjohtaja Chris Rowen kertoi Electronics Summit -kokouksessa, ettei Mooren laista enää ole hyötyä tehonkulutuksen pienentämisen kannalta. 40 vuodessa Mooren laki pudotti logiikkaoperaation vaativan sähkövirran miljoonasosaan, mutta jatkossa rinnakkaisuus on ainoa keino vastata tehonkulutuksen kutistamiseen.
Rowenin mukaan paras keino energiatehokkuuden kasvattamiseksi järjestelmäpiireissä on moniytimisyyden ja optimoidun koodin yhdistäminen. Väitteensä tueksi Rowen esitti vakuuttavia lukuja.
Suorituskyky nousee, kulutus laskee
Jos ARM9-prosessorin korvaa Soc-piirillä Tensilican Diamond-vakioprosessorilla, kasvaa suorituskyky noin kaksinkertaiseksi samalla, kun tehonkulutus putoaa 200 milliwatista noin 75 milliwattiin. Diamond-siruilla käskykanta on kuitenkin optimoimatonta, joten tuunaamalla käskyjä sovelluskohtaisesti päästään Xtensa-ytimillä paljon parempiin tuloksiin. Suorituskyky kasvaa 12-kertaiseksi, joten energiatehokkuus kasvaa ARM9-prosessoriin verrattuna lähes 40-kertaiseksi. "Tässä on kyse todellisesta virrankulutuksen ja tehokkuuden läpimurrosta", Rowen hehkutti.
Xtensa-ytimien räätälöinti onnistuu C-kielellä, joten se on tuttu ympäristö myös ohjelmistonkehittäjille. Nyt Tensilica on lisännyt Xenergy-työkaluunsa uuden graafisen käyttöliittymän, joka suoraan näyttää suunnittelijalle jokaisen käskyn vaikutuksen piirin tehonkulutukseen.
Xtensa-käskyjä optimoimalla päästäänkin huikeisiin säästöihin tehonkulutuksessa. Esimerkiksi FFT-muunnoksessa virrankulutus pienenee 22 kertaa pienemmäksi. Viterbi-dekoodaus pudotusta tulee 33-kertaisesti. Yksittäisten piirin toimintojen osalta säästö tehonkulutuksessa on tietysti watteina mitattuna pieni, mutta vihreämmät laitteet toteutuvat monen eri tekijän yhteisvaikutuksen tuloksena, Rowen muistutti. (Prosessori)
