01
功耗管理概述
CPU功耗的来源(动态功耗、静态功耗)、功耗管理的意义与挑战、现代CPU功耗管理技术概览。
动态功耗静态功耗技术概览
02
动态功耗基础
CMOS电路动态功耗公式(P=αCV²f)、电压与频率的关系、活动因子(Activity Factor)的影响。
CMOSP=αCV²f活动因子
03
静态功耗基础
漏电流机制(亚阈值漏电、栅极漏电、栅氧化层隧穿)、温度对静态功耗的影响、工艺缩放带来的挑战。
漏电流亚阈值工艺缩放
04
DVFS技术原理
动态电压频率调整(DVFS)的基本概念、电压与频率的协同调节、DVFS的能效收益分析。
DVFS电压频率能效
05
DVFS实现架构
片上电压调节器(VR)、频率生成单元(PLL/FLL)、DVFS控制环路设计。
VRPLL/FLL控制环路
06
DVFS软件策略
Linux cpufreq框架、governor策略(performance、powersave、ondemand、conservative、schedutil)、用户态调频接口。
cpufreqgovernorschedutil
07
时钟门控技术
时钟门控的基本原理、组合逻辑时钟门控与时序逻辑时钟门控、时钟门控的插入与验证。
时钟门控组合逻辑时序逻辑
08
电源门控技术
电源门控(Power Gating)原理、电源开关单元设计、状态保持电源门控(State-Retention PG)。
Power Gating开关单元状态保持
09
多阈值电压设计
多阈值电压(Multi-Vt)库的概念、不同Vt单元的性能与漏电权衡、Vt分配策略。
Multi-Vt漏电权衡Vt分配
10
体偏置技术
正向体偏置(FBB)与反向体偏置(RBB)、体偏置对阈值电压的影响、自适应体偏置(ABB)。
FBBRBBABB
11
动态电源管理(DPM)
DPM的基本概念、工作状态与休眠状态的定义、状态转换策略。
DPM休眠状态状态转换
12
高级配置与电源接口(ACPI)
ACPI标准概述、全局状态(G-state)、设备状态(D-state)、处理器状态(C-state)、性能状态(P-state)。
ACPIC-stateP-state
13
Linux电源管理框架
Linux PM核心子系统、suspend-to-RAM(S3)、suspend-to-disk(S4)、runtime PM。
S3/S4runtime PMLinux PM
14
CPU空闲管理
空闲循环(Idle Loop)、cpuidle子系统、C-state的进入与退出延迟、预测性空闲管理。
cpuidleC-state预测性空闲
15
热管理基础
热设计功耗(TDP)、结温与壳温、热阻模型、温度传感器布局。
TDP热阻温度传感器
16
动态热管理(DTM)
降频(Throttling)、时钟调制(Clock Modulation)、任务迁移(Task Migration)、热失控预防。
降频时钟调制任务迁移
17
自适应电压缩放(AVS)
AVS的基本原理、开环AVS与闭环AVS、AVS与DVFS的协同。
AVS开环/闭环DVFS协同
18
近阈值电压计算(NTC)
近阈值计算的概念、NTC的能效优势、NTC面临的时序与可靠性挑战。
NTC能效时序挑战
19
异构计算与功耗管理
big.LITTLE架构、DynamIQ技术、任务调度与功耗感知调度。
big.LITTLEDynamIQ功耗感知
20
功耗感知调度
Energy-Aware Scheduling(EAS)、功耗模型构建、调度器与功耗管理器的交互。
EAS功耗模型调度器
21
内存子系统功耗管理
DRAM刷新管理、内存自刷新模式、DDR频率缩放、内存控制器低功耗模式。
DRAM自刷新DDR频率
22
互连与NoC功耗管理
片上网络(NoC)功耗模型、链路门控、自适应路由与电压频率岛。
NoC链路门控电压频率岛
23
GPU功耗管理
GPU架构特点、GPU DVFS、渲染核心门控、帧率同步与功耗优化。
GPU DVFS渲染门控帧率同步
24
AI加速器功耗管理
神经网络处理单元(NPU)功耗特性、脉动阵列的功耗优化、稀疏计算与剪枝的功耗收益。
NPU脉动阵列稀疏计算
25
功耗建模与估算
功耗仿真工具(PrimeTime PX、McPAT)、RTL级功耗估算、系统级功耗模型。
PrimeTimeMcPATRTL估算
26
功耗测量技术
片上功耗传感器、电流检测电阻法、软件功耗测量工具(perf、powercap)、功耗数据采集与分析。
传感器perfpowercap
27
低功耗设计方法论
功耗预算制定、功耗优化流程(从架构到物理设计)、功耗与性能的权衡分析。
功耗预算优化流程权衡分析
28
电池供电设备功耗优化
移动设备功耗挑战、Always-On场景优化、外设功耗管理、电量感知计算。
移动设备Always-On电量感知
29
数据中心功耗管理
服务器级功耗管理、机架级功耗优化、PUE与数据中心能效、功耗封顶(Power Capping)。
PUEPower Capping能效
30
未来趋势与挑战
超低功耗计算、能量采集技术、量子计算的功耗前景、AI驱动的功耗管理、可持续计算。
超低功耗能量采集可持续计算