高級電源管理
GeForce內核實現了一些可降低功耗的高級電源管理技術,包括:
多層頻率門控: GPU實現了多層頻率門控,可在空閑狀態下關閉頻率。它使用一種系統級功率控制算法來控制Tegra 2處理器中的所有8個內核的功率和頻率。當功率控制邏輯檢測到空閑狀態的GPU內核時,它會通過頻率門來控制送入GPU的主干線頻率,從而將GPU的動態功耗有效限制至接近零毫瓦特的水平。當功率控制器檢測到系統處于待機模式時,它會通過功耗門來控制GPU內核,從而將其功耗降低至接近零的水平。
本地電源管理功能: GPU內核具有一些電源管理功能,可進一步降低功耗。它實現了一些功能級頻率門控機制,可通過頻率門來控制GPU內核中的各種不同的空閑塊。例如,當管線未執行任何頂點著色任務時,頂點著色器會采用頻率門控并處于低功耗狀態,直到接收到下一個頂點著色命令為止。同樣,當像素著色器正在處理數學計算等不需要獲取紋理的任務時,紋理單元可采用頻率門控。此外,如果 GPU 僅僅刷新設備顯示而非積極呈現,內存控制器可以借機將系統內存置于低功耗狀態。
顯示請求分組: GPU會對多個顯示請求進行分組,并按批次向系統內存發出這些要求。然后,GPU 向內存控制器(通過計時器)通知下一個請求的時間。在發送GPU顯示請求之間的空閑期,內存控制器會積極尋找機會將系統內存置于低功耗狀態。
功耗優化的晶體管設計: GeForce內核還在晶體管級針對超低功耗進行了優化。非計時敏感的塊使用了低漏晶體管,而需要高速運作的關鍵路徑則采用了速度更高的晶體管。因此GeForce內核可以在不影響性能同時實現低功耗。
動態電壓和頻率縮放(DVFS): Tegra 2處理器還實現了一個先進的芯片級DVFS技術,該技術在任何時候都可以控制六個主要系統時鐘的時鐘頻率,以及最多兩個電壓軌的電壓水平。可以使用軟件控制的設置來選擇在DVFS控制下的時鐘及電壓軌。
DVFS的基本原理是為各種處理單元采用不同的內核頻率和電壓,從而控制功耗。半導體芯片的功耗與工作頻率成正比關系,同時也與工作電壓的平方成正比關系。當處理器未處理任何任務時,頻率和電壓可降至較低水平,從而大大降低空閑功耗。當Tegra 2中的8個內核中的任何一個檢測到傳入任務時,該事件將被報告給全局DVFS控制塊,并且頻率和電壓會立即提高至合適的水平,以確保更高的性能。
DVFS 軟件會智能地將電壓和頻率提高至最適合的水平,以滿足應用程序的性能需求。DVFS算法可以非常精細地控制頻率水平,并且可以按1MHz的增量來增加或降低頻率。