zhujinliang
2018-07-12 15:30:05 +08:00
台式机 CPU 和 GPU 消耗大部分电能，然后硬盘这种有机械运动的可能排第二，声卡网卡鼠标键盘几乎不耗电。显示器一般 20 ～ 30W，主要是背光，屏越大越耗电。
电池供电设备比如手机、ipad，屏幕是耗电大户，CPU 弹性很大，闲时可能耗电不及个 walkman，忙时可能比屏幕耗电都大；如果有 2G、3G、4G 模块，通信时瞬间耗电巨大。
数字电路主要因素：制程，晶体管数，频率。
目前绝大多少数字电路是 CMOS 技术，一个晶体管可以想象成一个电容，用导通和截止表示 1 和 0，导通需要往里面充入电荷，截止需要将电荷释放掉，充放电过程伴随能量损耗。制程（ xx 纳米）越小，电容量可以做的越小，即需要重放的电荷量越小；频率越高，单位时间内晶体管充放电次数就越多，同时频率高了会带来不稳定，需要提升电压，然后 Q=CU...意味着耗电量增加；运算复杂度高，要么需要很高频率，要么需要大量晶体管做专用的硬件运算或并行运算，从数量上增加了耗电量，不过一般还是比提高频率要节能。
低功耗除了提升制程外，几乎统一指导思想：随用随开，用完就关。
现在的 CPU 几乎都支持休眠，把主频暂时降到 0，然后外部信号触发时在若干时钟周期内恢复工作，休眠时只需极低的功耗。软件在完成阶段性工作后，设置 CPU 唤醒条件（比如延时 10ms 或用户按下按键或网卡接收到数据包等等，视 CPU 支持的能力）及休眠等级（不同的等级意味着关闭的组件不同，一般越深度的休眠功耗越低但唤醒时间越长），然后发出休眠指令让 CPU 休眠。这是最常用的降低功耗的办法。
其它不同的设备节能办法不一样，要看具体的工作原理，比如硬盘一般会在一段时间无读写后停转，有读写操作时再启动。有线网卡有个 EEE(绿色以太网)功能，WiFI 也有低功耗优化，基本原理大概是闲置时协商个下次唤醒时间然后关闭收发器件。显示器会在你闭眼的时候关闭背光（逗你玩的）
PC 软件能为节能做贡献的也无非：优化算法，使用高级指令集或硬件编解码，减少 CPU 占用；尽量减少读写硬盘、网络，尽量将随机读写变为批量读写；做好软件功能，少搞花里胡哨需要显卡运算的界面效果