¿Los procesadores de múltiples núcleos reducen el consumo de energía?

Finalmente obtuve la respuesta del propio mentor. Quiero agradecerle por su respuesta.

  

Ahora mismo estoy muy ocupado y no tengo tiempo para cubrir esto con todos los detalles que quisiera. Lo siento por eso.

     

Pero es bastante simple si das un paso atrás y piensas en ello. Si lo que me importa es la latencia, entonces nada más que una alta frecuencia funciona. Pero si lo que me importa es el rendimiento, entonces si corto la frecuencia a la mitad pero duplico los núcleos, mantengo el mismo rendimiento. En otras palabras, dos núcleos que arrojan un resultado cada segundo me dan dos resultados por segundo. Eso coincide con un solo núcleo que arroja dos resultados por segundo. El rendimiento es el mismo en ambos casos.

     

Entonces, ¿qué pasa con el poder? Bueno, dos núcleos corriendo a la mitad de la frecuencia me dan cada uno en F / 2. Tengo que agregar más cables para lidiar con los dos núcleos y los núcleos mismos aumentan el número de transistores que atravieso. Así que la capacitancia más que se duplica. Digamos por un factor de 2.2. En un circuito ideal, esa frecuencia está estrechamente relacionada con el voltaje. Seamos conservadores y digamos que si reduzco la frecuencia a la mitad, mi voltaje se reduce en un 60% (en lugar del ideal del 50%).

     

En otras palabras, estoy haciendo suposiciones sobre los cambios en F, V y C, pero estoy haciendo mis suposiciones de manera pesimista.

     

Conecte los números a la ecuación de potencia

     

\ $ P1 = C * V * V * F \ $ ← La potencia cuando se ejecuta en un núcleo rápido   \ $ P2 = 2.2 C * (0.6 * V) * (0.6 * V) * (F / 2) = 0.396 * C * V * V * F = \ $   \ $ 0.396 * P1 \ $ ← el poder en un doble núcleo a media velocidad

     

Por lo tanto, al ir a dos núcleos que se ejecutan a la mitad de la frecuencia, puedo ahorrar un 40% de energía para el mismo rendimiento. Si solo le interesa el rendimiento, agregar núcleos y reducir la frecuencia ahorra energía. Ya que podemos mantener metidos los transistores en un procesador (la ley de Moore se ha ralentizado ... pero no está muerta) pero la potencia entregada a un zócalo es fija, la industria no tiene otra opción que agregar núcleos. Por eso, todos los programadores necesitan escribir código paralelo.

Y este enlace explica la relación entre voltaje y frecuencia:

Cómo ¿El consumo de energía varía con la frecuencia del procesador en una computadora típica?

Espero que ayude a todos a leer esto.

De acuerdo con el video que comienza en 5:05 no, como escribes

$$ P = P1 + P2 = 2 (C V ^ 2 f / 2) $$

pero

$$ P_ {reducido} = 2.2 C ⋅ (0.6 V) ^ 2 f / 2 $$

$$ = 2.2C ⋅ 0.36 V ^ 2 f / 2 $$

$$ = (2.2 ⋅ 0.36 ⋅ 0.5) CV ^ 2f $$

$$ = 0.396CV ^ 2f. $$

La disminución drástica de la potencia al 40% se debe a la disminución de la tensión al 60%, donde V aparece en V² en la fórmula de potencia derivada en el video anterior:

$$ P = C V ^ 2 f. $$

Nota: Las líneas de color amarillo oscuro en la imagen que se muestra en el video representan el flujo de datos, no la fuente de alimentación (cableada en paralelo).

Tim Mattson dice a las 5:14:

  

[...] escalas de frecuencia con voltaje, pero ya sabes [fuga ...], así que digamos que el voltaje no va a la mitad, digamos que va a .6.

De Escalado dinámico de frecuencia :

  

Escalado dinámico de frecuencia (también conocido como aceleración de la CPU ) es una técnica en la arquitectura de computadora por la cual la frecuencia de un microprocesador se puede ajustar automáticamente "sobre la marcha", ya sea para conservar energía o reducir la cantidad de calor generado por el chip.

     

...

     

El escalado dinámico de voltaje es otra técnica de ahorro de energía que se usa a menudo junto con el escalado de frecuencia, , ya que la frecuencia a la que puede funcionar un chip está relacionada con el voltaje operativo.

[Último énfasis por mí.]

De Escalado dinámico de voltaje :

  

El escalado dinámico de voltaje es una técnica de administración de energía en la arquitectura de computadora, donde el voltaje utilizado en un componente aumenta o disminuye, según las circunstancias.

     

...

     

La reducción de la tensión se realiza para ahorrar energía, [...]