3.7 Elektrische Energie
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gien im Jahr 2007 etwa diese Anzahl von Operationen pro Joule (= Ws) bereit
stellten. Mithin boten die effizientesten Hardwareplattformen so gerade eben die
Effizienz, die benötigt wurde. Standardprozessoren (siehe Einträge für MPU und
RISC) waren hoffnungslos ineffizient. Dies bedeutete auch, dass alle Möglichkeiten
einer Steigerung der Energieeffizienz genutzt werden mussten. In den letzten Jahren
wurde die Energieeffizienz verbessert. Allerdings wurden alle diese Verbesserungen
wieder „aufgebraucht”, um eine bessere Qualität bereit zu stellen, z.B. durch eine
Erhöhung der Auflösung von Fotos bzw. Videos sowie durch größere Bandbreiten
bei der Kommunikation.
Detaillierte Analysen des Leistungsverbrauchs wurden von Berkel [47] und von
Carroll et al. [84] publiziert. Eine neuere Analyse, die auch Mobiltelefone mit
LTE einbezieht, wurde von Dusza et al. [144] veröffentlicht. Es wurde eine Leistungsaufnahme von bis zu vier Watt beobachtet. Das Display war dabei für eine
Leistungsaufnahme von bis zu einem Watt verantwortlich, je nach Displayhelligkeit.
Eine bessere Batterietechnologie würde es uns erlauben, über längere Zeiträume
mehr Leistung zu verbrauchen, aber aus thermischen Gründen können wir in der
nächsten Zeit kaum über die aktuelle Leistungsaufnahme hinaus gehen. Zur Vermeidung von Überhitzung ist es inzwischen Standard, Mobiltelefone mit Temperatursensoren auszustatten und ggf. zu drosseln. Dabei könnten größere Mobiltelefone mehr
Wärme an die Umwelt abgeben und somit auch eine größere Leistung verbrauchen.
Die Leistungsaufnahme sollte aber aus Umweltschutzgründen nicht zu stark steigen.
Technologievorhersagen wurden auch als sogenannte International Technology
Roadmap for Semiconductors (ITRS) publiziert. In der ITRS Ausgabe von 2013
[262] wird explizit bestätigt, dass Mobiltelefone die technologische Entwicklung
vorantreiben: „System integration has shifted from a computational, PC-centric
approach to a highly diversified mobile communication approach. The heterogeneous
integration of multiple technologies in a limited space (e.g., GPS, phone, tablet,
mobile phones, etc.) has truly revolutionized the semiconductor industry by shifting
the main goal of any design from a performance driven approach to a reduced power
driven approach. In few words, in the past performance was the one and only goal;
today minimization of power consumption drives IC design”.
Sensornetzwerke
Sensornetzwerke, wie sie beim Internet der Dinge benutzt werden, sind ein zweiter
Anwendungsfall. Bei Sensornetzwerken ist möglicherweise noch weniger elektrische Energie vorhanden als bei Mobiltelefonen. Daher ist die Energieeffizienz äußerst
wichtig, einschließlich der Effizienz der Kommunikation [542].
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gien im Jahr 2007 etwa diese Anzahl von Operationen pro Joule (= Ws) bereit
stellten. Mithin boten die effizientesten Hardwareplattformen so gerade eben die
Effizienz, die benötigt wurde. Standardprozessoren (siehe Einträge für MPU und
RISC) waren hoffnungslos ineffizient. Dies bedeutete auch, dass alle Möglichkeiten
einer Steigerung der Energieeffizienz genutzt werden mussten. In den letzten Jahren
wurde die Energieeffizienz verbessert. Allerdings wurden alle diese Verbesserungen
wieder „aufgebraucht”, um eine bessere Qualität bereit zu stellen, z.B. durch eine
Erhöhung der Auflösung von Fotos bzw. Videos sowie durch größere Bandbreiten
bei der Kommunikation.
Detaillierte Analysen des Leistungsverbrauchs wurden von Berkel [47] und von
Carroll et al. [84] publiziert. Eine neuere Analyse, die auch Mobiltelefone mit
LTE einbezieht, wurde von Dusza et al. [144] veröffentlicht. Es wurde eine Leistungsaufnahme von bis zu vier Watt beobachtet. Das Display war dabei für eine
Leistungsaufnahme von bis zu einem Watt verantwortlich, je nach Displayhelligkeit.
Eine bessere Batterietechnologie würde es uns erlauben, über längere Zeiträume
mehr Leistung zu verbrauchen, aber aus thermischen Gründen können wir in der
nächsten Zeit kaum über die aktuelle Leistungsaufnahme hinaus gehen. Zur Vermeidung von Überhitzung ist es inzwischen Standard, Mobiltelefone mit Temperatursensoren auszustatten und ggf. zu drosseln. Dabei könnten größere Mobiltelefone mehr
Wärme an die Umwelt abgeben und somit auch eine größere Leistung verbrauchen.
Die Leistungsaufnahme sollte aber aus Umweltschutzgründen nicht zu stark steigen.
Technologievorhersagen wurden auch als sogenannte International Technology
Roadmap for Semiconductors (ITRS) publiziert. In der ITRS Ausgabe von 2013
[262] wird explizit bestätigt, dass Mobiltelefone die technologische Entwicklung
vorantreiben: „System integration has shifted from a computational, PC-centric
approach to a highly diversified mobile communication approach. The heterogeneous
integration of multiple technologies in a limited space (e.g., GPS, phone, tablet,
mobile phones, etc.) has truly revolutionized the semiconductor industry by shifting
the main goal of any design from a performance driven approach to a reduced power
driven approach. In few words, in the past performance was the one and only goal;
today minimization of power consumption drives IC design”.
Sensornetzwerke
Sensornetzwerke, wie sie beim Internet der Dinge benutzt werden, sind ein zweiter
Anwendungsfall. Bei Sensornetzwerken ist möglicherweise noch weniger elektrische Energie vorhanden als bei Mobiltelefonen. Daher ist die Energieeffizienz äußerst
wichtig, einschließlich der Effizienz der Kommunikation [542].