Microprocesadores de ordenador: ahorro de energía y dinero

En los microprocesadores de hoy en día, gran parte de la potencia consumida  para poner en funcionamiento el procesador se está desperdiciando.

A un equipo de investigadores de  Case Western Reserve University, se le ocurrió una idea novedosa llamada puerta de potencia de grano fino, lo que ahorra energía y dinero en un par de maneras: se utiliza menos energía  y  menos calor.

“El uso de menos energía produce menos calor. Menos calor significa que se necesita menos enfriamiento”, dijo Swarup Bhunia, profesor de ingeniería eléctrica y ciencias de la computación y un autor de la investigación. ”Eso puede evitar la necesidad de un ventilador grande para enfriar el procesador, lo que ahorra mucho dinero”. Los procesadores se utilizan en una variedad de productos, desde computadoras hasta teléfonos celulares. Los gastos operacionales podrían reducirse en más de un tercio, dicen los investigadores.

Bhunia,  Lei Wang y  Somnath Paul, cuyo trabajo fue financiado por la Corporación Intel, presentaron su idea en la 25 ª Conferencia Internacional sobre la VLSI (Very-Large-Scale Integration) de diseño. Recibieron el premio a la mejor ponencia en la conferencia, celebrada en Hyderabad, India.

Bhunia explicó que dos partes de un procesador consumen energía: la ruta de datos y la memoria. La ruta de  datos realiza cálculos y toma decisiones de control, mientras que almacena los datos de la memoria. En informática rara vez se requiere todo lo que un procesador es capaz de proporcionar durante  todo el tiempo, pero todo el procesador está totalmente encendido de la misma manera.

Un intento de mejorar la disipación de potencia en los procesadores es a través de algo llamado coarse gating. Se apaga un bloque completo del procesador que no está siendo utilizado. Por ejemplo, habitualmente el bloque que realiza las sumas consume energía aunque no esté el microprocesador efectuando una suma.

El problema con este método es que la mayor parte del tiempo encontrar un bloque completo que no está siendo utilizado en un momento dado es dura.

El equipo de la Case Western Reserve tuvo la  idea de compuerta  para apagar sólo las partes de un componente que no se están utilizando en ese momento.  La memoria funciona del mismo modo. Un procesador tiene que ser capaz de almacenar grandes cantidades, pero rara vez en realidad las almacena.

Esto puede no parecer mucho, pero añade todo y se hace una gran diferencia. El equipo calculó que el ahorro de energía total de un procesador típico de un sistema de alto rendimiento, tales como una computadora de escritorio, sería de alrededor de 40%.

Bhunia explicó que  su sistema no puede ser aplicado a los procesadores actuales, pero podrían ser utilizados por las empresas para construir procesadores de próxima generación. Este nuevo método no sólo ayuda a las corporaciones sin embargo, pues una batería de teléfono móvil celular, pasaría de durar ocho horas a 11, por ejemplo.

Fuente: Case Western Reserve University, via Newswise.