英特爾的移動領域節能之路

Einimi

自從第一臺筆記本電腦面世以來，功耗一度是筆記本電腦行業的陣痛。性能的提升伴隨著功耗的上漲，不但影響筆記本電腦的使用時間，而且由此產生的散熱，噪音和能源消耗也讓筆記本電腦背離了環保節能。節能與高性能，對以前的筆記本電腦來說就與臺式機一樣——天生的矛盾，不可兼得。

但是，廠商卻未曾放棄過在移動平臺環保節能化上的努力，而其中的典型代表就是英特爾公司。對于筆記本電腦行業來說，占據80％以上市場份額的英特爾無疑處于領導地位，筆記本電腦的發展史充滿英特爾的身影。而研究筆記本電腦發展道路中關于環保節能的腳印，英特爾正是最具有代表性的廠商，從早期的SpeedStep變頻技術到現在復雜的芯片工藝及各種智能，動態能耗調整技術，移動平臺的性能提高了不下10倍，功耗卻不增反降。羅馬不是一天建成的。筆記本電腦平臺的環保節能之路是如何展開的，其中哪些技術起到了關鍵性的作用，今天我們就來聊一聊。

節能先鋒——英特爾移動處理器的節能技術剖析

貫穿英特爾移動領域節能技術始終的是關于處理器的節能技術，從英特爾推出移動處理器開始，到目前的迅馳2階段，都伴隨著處理器節能技術。所以，我們就先來看看英特爾移動處理器上的節能技術。

節能開始萌芽——迅馳前的處理器節能技術

英特爾于1989年推出的80386SL／80386DL可以在不工作時切斷電源供應，這幾乎是最原始的節能技術，1999年，英特爾又推出了SpeedStep節能技術，針對處理器的節能技術終于開枝散葉。采用支持該技術處理器的筆記本電腦能根據電源情況自動切換工作模式當使用電源時，CPU開足馬力全速運行：而在電池模式下，系統能自動將CPU核心電壓和工作主頻調低一檔，達到降低功耗的目的。多數情況下，SpeedStep可以提高10％至20％的電池使用時間+節能效果非常顯著。后來英特爾又推出了增強型SpeedStep技術(Enhance Intel SpeedStep Technology，EIST)，這項技術能夠根據處理器需要在兩種性能模式之間實時進行電壓和頻率的動態切換，而不需要考慮此時電腦是通過電源還是電池供電。這種方式無疑更加貼合實際使用情況，具有較高的實用意義，處理器節能技術在這里完成了一個階段，并開始向更高階段進發。但是這個階段對于環保節能來說，還處于萌芽期，不管是節能效率還是應用的普及程度都難以產生較大的影響。

節能智能化——迅馳時代的處理器節能技術

支持EIST的Pentium M處理器經過兩代的發展，剩余價值已經被榨得差不多了。而當全新的65nm制程移動處理器出現時，我們也迎來了處理器節能技術的新階段。英特爾在65nm制程處理器上引入了Intelligent Power Capability(智能功率管理)技術，主要包括超精細的單元邏輯控制(UItra Fine Grained)與晶體管休眠(sleep Transistors)的組合+CPU核心與內部總線，邏輯單元都采用可獨立控制的電源供應，利用內建的精細邏輯控制器獨立開關各運算單元，或者使其進入低功耗的休眠狀態，避免閑置時出現不必要的功耗浪費。通過該特性，可以智能地打開當前需要的子系統，而其它部分則處于休眠狀態，大幅降低處理器的功耗及發熱。在最新的45nm制程處理器上，這一技術得到了更好的發揮。

雖然智能功率管理技術如日中天，但英特爾并沒有忘記當年到處吃香的EIST技術。2006年，當真·雙核Yonah核心處理器誕生時，EIST的改進版Dynamic Power Coordination(動態電源協調)出現在了人們的視野之中。該技術同樣會根據應用情況更改處理器電壓以及頻率達到節能的目的，但針對多核心架構進行了優化：當空閑的系統讓處理器進，＼最低頻率模式LFM(Lowest Frequency Mode)時，Deep Power Down Technology會自動啟動，將核心1設為CO模式，核心2設為C2模式……若沒有其它動作就會執行智能試探法，決定下面的休眠等級，以獲得最低的能耗。這個時候，更廣泛的應用范圍與更高的節能效率使得筆記本電腦行業呈現出了倡導節能的風向。

工藝與效率雙管齊下——迅馳2時代處理器節能技術

移動平臺節能技術的第三階段開始于酷睿2時代，這一階段，英特爾又帶來了Deep Power Down Technology也就是被稱為C-Staus的深度電源管理模式技術。C—Staus分為C1～C6六個檔次，可顯著降低閑置期間處理器的功耗，并有效防止晶體管漏電情況。Penryn核心處理器可支持至最高的c6模式，進入c6狀態之后，節電量將達到95％，平均功耗會降低到0.8W。不過進入該狀態和返回活躍狀態的能源損耗也會越高，耗費時間亦較長。新一代Penryn處理器支持自身降級功能，該功能采用智能試探法評估使用哪種C-Status模式以獲得最佳的能耗節省和較快的激活時間。通過Deep Power Down Technology技術，處理器節能技術的效果大幅度增加，0.8W的平均功耗是以前不可想象的，由此，處理器節能技術算是比較圓滿地畫上了一個階段性的句號。

值得一提的是，在移動處理器制造工藝的競爭上，英特爾用High-K Metal Gate高介電金屬柵技術卡住了競爭對手的脖子。這項技術首次應用在新一代Penryn核心處理器系列中。相比65nm工藝，依靠High-K Metal Gate高介電金屬柵技術，45nm工藝提升了近2倍的晶體管數量，而其開關速度則提升了20％，特別是晶體管柵極漏電流的減少(只有傳統二氧化硅的1／5)不僅讓45nm工藝成為可能，TDP也依然維持在25W-35W。這項革新技術的運用，對生能的提升自不必說，維持較低的TDP更是為節能做出了貢獻。

革命性轉折——平臺化技術開花結果

雖然處理器節能技術是筆記本電腦節能技術的基礎，但是真正集大成者，卻是平臺化的節能技術。2003年3月，英特爾發布了全新的迅馳處理器技術，也就是迅馳一代。它以全新架構的移動處理器Banias為核心，將節能與無線結合，突出了移動計算的優勢。從這里開始，筆記本電腦以平臺化的方式開始了環保節能之旅，對核心部件的整體協調與規范，使得筆記本電腦的節能效率更上一個臺階。

2008年7月，英特爾發布了迅馳2處理器技術，除了Penryn核心處理器之外，這一代迅馳平臺的4系列芯片組也提供諸多節能技術，如對DDR3內存的支持。DDR3內存工作電壓為1.5V，在相同頻率下，相比DDR2的1.8V可降低30％的功耗，整機的TDP可降低25％。此外使用雙顯卡的G4x系列

芯片組還支持物理顯卡切換技術(Switchable Graphics)，能夠在獨立顯卡與集成顯卡之前快速切換，而不需要重啟。當不需要獨立顯卡的高性能時，切換到集成顯卡可以一定程度降低功耗。內存，顯卡。平臺化的節能技術終于突破了核心部件的局限，開始向筆記本電腦的主要部件進軍，這是筆記本電腦節能的新階段，也是筆記本電腦節能技術由核心部件的微平臺化走向真正平臺化的標志。

越走越強——技術調節市場

2009年，節能技術開始向更深層次進軍。6月，借著超便攜市場愈演愈烈的混亂狀況，英特爾終于找到了通過技術手段來調節市場的機會。而這一次它的法寶，就是CULV。憑借什么，CULV能夠對混亂的超便攜市場進行調整呢?實際上，我們在之前已經見過CULV的雛形了，那就是超低電壓版處理器的機型。沒錯，CULV正是以超低電壓版處理器為基礎的平臺，全稱為Consumer Ultra—Low Voltage(即消費級超低電壓版)是英特爾針對便攜筆記本電腦(11－13英寸)推出的產品。主要有L系列(主流性能，低電壓低TDP)，U系列(主流性能，超低電壓超低TDP)，此外還有小型封裝的SL和SU系列。ULV處理器與常規移動處理器大致相同，但其TDP卻降到了10—19W，而效能和性能卻遠遠高于Atom處理器，是筆記本電腦中節能降耗的排頭兵。除了優秀的功耗控制之外，CULV的優勢還在于封裝面積只有普通處理器的40％，能夠實現更加輕薄的設計。

現在已經有部分CULV的產品，譬如說5月份acer發布的Timeline系列；而且令我們欣喜的是，這些產品不僅具有輕薄的外觀與主流的性能，價格也處于相對較低的水平，這幾乎集合了所有令用戶心動的元素。在可以預見的未來，CULV或許會成為市場的新寵兒。而當CULV大量占領市場的時候，這個以節能、便攜為訴求的家伙，將會直指大尺寸(10英寸以上)以上Atom機型的市場空間。如果CULV能夠通過優秀的表現將用戶的注意力從11英寸以上的Atom機型轉移開，那么它將成為IT廠商通過技術創新而調節市場的首例。在可以預見的未來，筆記本電腦對于環保節能的貢獻不僅僅局限于通過研發的進步從技術層面上提高節能效率，還可以通過技術革新調節市場以達到節能目的。這是一個更深層次的演變，也是筆記本電腦領域節能技術的進化。

MC觀點從處理器節能技術，到平臺化節能技術，再到市場化節能技術推廣我們能夠看到英特爾的一次次進步。每一次的進步都是以技術的創新作為前提，都是以實際應用和普及為標志，也都是以另一次技術創新與變革為結束。從中我們感受到了技術進步對于環保節能的卓越貢獻，而更多的，則是對整個筆記本電腦行業對節能高度重視的一種欣喜，“態度決定一切”確為至理。

從平臺化節能技術開始，筆記本電腦的環保節能在向著更高層次進發，愈發顯著的節能效率在性能與節能之間找到了良好的平衡點。隨著筆記本電腦的逐漸普及與節能技術的逐漸進化，整個筆記本電腦行業將對人類環保節能事業做出巨大貢獻是毋庸置疑的。

英特爾環保大事記

2000年，英特爾在移動處理器中率先推出SpeedStep技術。該項技術可以讓處理器根據用戶運行的程序和對處理能力的不同需求來加快或者放慢運行速度，從而最大限度地減少移動設備的電源消耗，延長電池的使用時間，降低整體能耗。

2003年。英特爾推出了迅馳處理器技術，筆記本電腦節能開始向平臺化發展。

2006年7月27日，英特爾發布了醋睿2雙核處理器+新產品在性能提升40％的同時功耗降低了40％。

2007年6月，英特爾聯合Google。戴爾，EDS，美國環境保護署等10多個企業與組織機構，共同宣布發起綠色地球數字護航計劃(climate Savers Computing Intiative)。這環保聯合行動旨在通過為計算機和配件設定積極的，全新的高效節能目標，促進高能效計算機和電源管理工具的全球應用，并達到節省能源，減少溫室氣體排放的目標。

2007年9月13日，英特爾聯合國內其它13家中國電子信息產業骨干機構發出“中國電子節能倡議書”，倡議號召各電子信息企業節能減排，大力研發，采用和推廣電子節能新技術、新產品。

2007年11月12日，英特爾發布了16款采用45nm High-K金屬柵極技術的服務器及高端PC處理器。這些處理器產品不僅有效減少了能源消耗，而且還在處理器的封裝中棄用了危害環境的鉛元素。

2009年4月，英特爾連續第二年在美國環保局(EPA)公布的年度綠色能源購買排行中名列第一，他們在美國的工廠在上一年度購買了超過10億千瓦時的綠色能源，占公司總能源消耗的47％，相當于13萬戶美國家庭的年用電量，貢獻了五十強總量中的11.8％。