为什么降低 CPU 频率可以延长电池寿命?

为什么降低 CPU 频率可以延长电池寿命?

无论频率如何,我们的电池寿命难道不应该大致相同吗?因为频率越高,任务完成得越快,所以最终 CPU 尽管以更高的频率运行,但使用率却比以更低的频率运行时要低?

答案1

实际上,现在一般都会降低频率没有节省电池电量。

过去之所以这样做,是因为功率和速度之间的关系不是线性的。以 50% 的速度运行并不意味着只需要 50% 的功率。曲线通常呈指数形式,因此,通过将速度降低到 90%,您可能会节省 20% 的功率,但降低到 80% 可能只会将功率节省量提高到 30%,而 50% 的速度可能只会节省 35% 的功率。因此,如果您以 90% 的速度运行,完成任务可能需要多花 10% 的时间,但 20% 的功率节省足以弥补这一点。但是,尝试以 50% 的速度运行最终会消耗更多的能量,因为您花费了两倍的时间,但只节省了 35%(2 x 0.65 = 1.3 倍的能量)。

如今,处理器可以在空闲时自动进入深度睡眠状态,在此期间,其功耗降至。这样它就可以加快速度完成工作,然后回去睡觉了。例如,以 50% 的速度花费 1 个时间单位将花费 0.65 个能量单位,但以 100% 的速度花费 0.5 个时间单位,另一半时间睡觉仅花费 0.5 个能量单位。

这些情况的例外是,如果你有一个愚蠢的应用程序,它喜欢浪费它能得到的所有 CPU 时间,而实际上什么也没做。如果是这种情况,那么你可以通过手动降低频率来节省大量电量,因为它可以节省电量,并且不会花费更多时间来完成任务。

答案2

看起来应该是这样的,但事实并非如此。归根结底,这与 CPU 随时间消耗的电量无关。而是与每个任务消耗的电量或效率有关。

假设有两个人需要跑到一英里外的商店。一个人决定步行,另一个人决定跑步。跑步比步行消耗更多的能量,但能更快到达目的地。然而,当你看到他们到达时,你会发现跑步者比步行者更疲惫。这是因为跑步者比步行者消耗更多的能量来完成同样的工作。步行者更有效地利用他们的能量。

CPU 的工作方式相同。您可以将其视为每个周期使用多少电量。在低功耗模式下运行的 CPU 执行任务需要更长时间,但每个周期使用更少的电量来完成相同的工作。

答案3

笔记本电脑的 CPU 运行频率低于台式机,因此,它们消耗的电量更少,产生的热量也更少。因此,频率越低,风扇使用量就越少,因此,您无需像台式机那样频繁地运行风扇,从而节省更多的电池电量。

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