怎样降低电脑延迟问题_如何降低电脑系统延迟功耗

1.电脑经常黑屏和死机是什么原因？

2.数字后端——低功耗设计物理实施

3.玩游戏延迟不高，但是卡顿，是什么情况

4.DDR3内存的优势

5.低功耗设计方法有哪些

6.酷睿架构的处理器普遍比其它架构的处理器主频低，性能高，功耗低，为什么？

在系统中按下Win+S，输入powershell，右键点击查找到的Powershell应用，选择“以管理员方式运行”，输入“powercfg -attributes

0012ee47-9041-4b5d-9b77-535fba8b1442 0b2d69d7-a2a1-449c-9680-f91c70521c60 -ATTRIB_HIDE”（不包括引号），回车。

SSD速度上不去？小心系统设置扯后腿

进入“电源选项-更改计划任务-更改高级电源设置”，在“硬盘”项目中就会看到新出现的SATA LPM节能模式选择。其中HIPM为主机控制、DIPM为设备控制，设置为Lowest是最低功耗模式，SSD在有机会的时候会进入最低功耗模式，明显降低功耗与发热量，但相应的唤醒时间也较长，性能会略有降低；而设置为Active完全关闭节能模式，让SSD获得最好的性能。

上面的命令非常复杂，所以小狮子建议直接推送文章到PC端，然后网页下复制了粘贴操作，确保不会输入错误。

SSD速度上不去？小心系统设置扯后腿

还可以使用命令“powercfg -attributes

0012ee47-9041-4b5d-9b77-535fba8b1442 dab60367-53fe-4fbc-825e-521d069d2456 -ATTRIB_HIDE”。

它在“硬盘”项目里增加了低功耗模式自适应选项，可以设置SSD空闲后进入休眠状态的时间，设置的短一些可以让硬盘有更多机会休眠，降低功耗和发热量，设置的长一些则可以让硬件减少休眠，让硬盘更多地处于工作状态，节省唤醒时间，可以提升一定的性能。

对于NVMe固态硬盘用户，同样用管理员权限打开Powershell界面，输入“powercfg -attributes

0012ee47-9041-4b5d-9b77-535fba8b1442 d639518a-e56d-4345-8af2-b9f32fb26109 -ATTRIB_HIDE”

SSD速度上不去？小心系统设置扯后腿

这个命令会在高级电源设置的“硬盘”选项中添加Primary NVMe Idle Timeout项目，是设置NVMe固态硬盘空闲超过这个某个时长后，进入节能模式。与SATA硬盘的第二个隐藏电源选项类似，如果要适当节能降温就设置得小一些，让硬盘，需要更高性能就将这个值设置得大一些。

SSD速度上不去？小心系统设置扯后腿

对基于PCI-E总线的NVMe规范SSD，还可以通过调整PCI-E设备功耗的方式来给它“减负”，在“电源选项-更改计划任务-更改高级电源设置”中，选择“PCI Express链接状态电源管理”，将其设置为“最大电源节省量”，也可以让NVMe SSD的功耗和温度降低，不过这一设置还会影响其他PCI-E设备，如PCI-E显卡、USB 3.1接口等，虽然可以比较明显地降低电脑的总功耗和发热量，但不想牺牲太多性能的话，还是要慎用。

电脑经常黑屏和死机是什么原因？

? 具体问题具体分析，举例来说明为什么磁盘IO成瓶颈数据库的性能急速下降了。

?为什么当磁盘IO成瓶颈之后, 数据库的性能不是达到饱和的平衡状态，而是急剧下降。为什么数据库的性能有非常明显的分界点，原因是什么？

? 相信大部分做数据库运维的朋友，都遇到这种情况。 数据库在前一天性能表现的相当稳定，数据库的响应时间也很正常，但就在今天，在业务人员反馈业务流量没有任何上升的情况下，数据库的变得不稳定了，有时候一个最简单的insert操作， 需要几十秒，但99%的insert却又可以在几毫秒完成，这又是为什么了？

dba此时心中有无限的疑惑，到底是什么原因呢? 磁盘IO性能变差了？还是业务运维人员反馈的流量压根就不对？ 还是数据库内部出问题？昨天不是还好好的吗？

当数据库出现响应时间不稳定的时候，我们在操作系统上会看到磁盘的利用率会比较高，如果观察仔细一点，还可以看到，存在一些读的IO. 数据库服务器如果存在大量的写IO,性能一般都是正常跟稳定的，但只要存在少量的读IO,则性能开始出现抖动，存在大量的读IO时（排除配备非常高速磁盘的机器），对于在线交易的数据库系统来说，大概性能就雪崩了。为什么操作系统上看到的磁盘读IO跟写IO所带来的性能差距这么大呢？?

如果亲之前没有注意到上述的现象，亲对上述的结论也是怀疑。但请看下面的分解。

在写这个文章之前，作者阅读了大量跟的IO相关的代码，如异步IO线程的相关的，innodb_buffer池相关的，以及跟读数据块最相关的核心函数buf_page_get_gen函数以及其调用的相关子函数。为了将文章写得通俗点，看起来不那么累，因此不再一行一行的将代码解析写出来。

咱们先来提问题。?buf_page_get_gen函数的作用是从Buffer bool里面读数据页，可能存在以下几种情况。

提问. 数据页不在buffer bool 里面该怎么办？?

回答：去读文件，将文件中的数据页加载到buffer pool里面。下面是函数buffer_read_page的函数，作用是将物理数据页加载到buffer pool, 中显示

buffer_read_page函数栈的顶层是pread64(),调用了操作系统的读函数。

buf_read_page的代码

如果去读文件，则需要等待物理读IO的完成，如果此时IO没有及时响应，则存在堵塞。这是一个同步读的操作，如果不完成该线程无法继续后续的步骤。因为需要的数据页不再buffer 中，无法直接使用该数据页，必须等待操作系统完成IO .

再接着上面的回答提问：

当第二会话线程执行sql的时候，也需要去访问相同的数据页，它是等待上面的线程将这个数据页读入到缓存中，还是自己再发起一个读磁盘的然后加载到buffer的请求呢？? 代码告诉我们，是前者，等待第一个请求该数据页的线程读入buffer pool。

试想一下，如果第一个请求该数据页的线程因为磁盘IO瓶颈，迟迟没有将物理数据页读入buffer pool, 这个时间区间拖得越长，则造成等待该数据块的用户线程就越多。对高并发的系统来说，将造成大量的等待。 等待数据页读入的函数是buf_wait_for_read，下面是该函数相关的栈。

通过解析buf_wait_for_read函数的下层函数，我们知道其实通过首先自旋加锁pin的方式，超过设定的自旋次数之后，进入等待，等待IO完成被唤醒。这样节省不停自旋pin时消耗的cpu,但需要付出被唤起时的开销。

再继续扩展问题： 如果会话线程A 经过物理IO将数据页1001读入buffer之后，他需要修改这个页，而在会话线程A之后的其他的同样需要访问数据页1001的会话线程，即使在数据页1001被入读buffer pool之后，将仍然处于等待中。因为在数据页上读取或者更新的时候，同样需要上锁，这样才能保证数据页并发读取/更新的一致性。

由此可见，当一个高并发的系统，出现了热点数据页需要从磁盘上加载到buffer pool中时，造成的延迟，是难以想象的。因此排在等待热点页队列最后的会话线程最后才得到需要的页，响应时间也就越长，这就是造成了一个简单的sql需要执行几十秒的原因。

再回头来看上面的问题，mysql数据库出现性能下降时，可以看到操作系统有读IO。 原因是，在数据库对数据页的更改，是在内存中的，然后通过检查点线程进行异步写盘，这个异步的写操作是不堵塞执行sql的会话线程的。所以，即使看到操作系统上有大量的写IO，数据库的性能也是很平稳的。但当用户线程需要查找的数据页不在buffer pool中时，则会从磁盘上读取，在一个热点数据页不是非常多的情况下，我们设置足够大的innodb_buffer_pool的size, 基本可以缓存所有的数据页，因此一般都不会出现缺页的情况，也就是在操作系统上基本看不到读的IO。 ?当出现读的IO时，原因时在执行buf_read_page_low函数，从磁盘上读取数据页到buffer pool, 则数据库的性能则开始下降，当出现大量的读IO，数据库的性能会非常差。

数字后端——低功耗设计物理实施

太多了，

尽管造成死机的原因很多，但是万变不离其宗，其原因永远也脱离不了硬件与软件两方面。

由硬件原因引起的死机

主板电容

有时我们其它硬件好好的，可什么问题都没有发现，可遍遍我们开机一会就死机，一动也不动，可这是不限时的。你可能猜是系统问题了吧，可这不是，这就是主板电容坏了。

散热不良

显示器、电源和CPU在工作中发热量非常大，因此保持良好的通风状况非常重要，如果显示器过热将会导致色彩、图象失真甚至缩短显示器寿命。工作时间太长也会导致电源或显示器散热不畅而造成电脑死机。CPU的散热是关系到电脑运行的稳定性的重要问题，也是散热故障发生的“重灾区”。

移动不当

在电脑移动过程中受到很大振动常常会使机器内部器件松动，从而导致接触不良，引起电脑死机，所以移动电脑时应当避免剧烈振动。

灰尘杀手

机器内灰尘过多也会引起死机故障。如软驱磁头或光驱激光头沾染过多灰尘后，会导致读写错误，严重的会引起电脑死机。

设备不匹配

如主板主频和CPU主频不匹配，老主板超频时将外频定得太高，可能就不能保证运行的稳定性，因而导致频繁死机。

软硬件不兼容

三维软件和一些特殊软件，可能在有的微机上就不能正常启动甚至安装，其中可能就有软硬件兼容方面的问题。

内存条故障

主要是内存条松动、虚焊或内存芯片本身质量所致。应根据具体情况排除内存条接触故障，如果是内存条质量存在问题，则需更换内存才能解决问题。

硬盘故障

主要是硬盘老化或由于使用不当造成坏道、坏扇区。这样机器在运行时就很容易发生死机。可以用专用工具软件来进行排障处理，如损坏严重则只能更换硬盘了。另外对于在不支持UDMA 66/100的主板，应注意CMOS中硬盘运行方式的设定。

CPU超频

超频提高了CPU的工作频率，同时，也可能使其性能变得不稳定。究其原因，CPU在内存中存取数据的速度本来就快于内存与硬盘交换数据的速度，超频使这种矛盾更加突出，加剧了在内存或虚拟内存中找不到所需数据的情况，这样就会出现“异常错误”。解决办法当然也比较简单，就是让CPU回到正常的频率上。

硬件资源冲突

是由于声卡或显示卡的设置冲突，引起异常错误。此外，其它设备的中断、DMA或端口出现冲突的话，可能导致少数驱动程序产生异常，以致死机。解决的办法是以“安全模式”启动，在“控制面板”→“系统”→“设备管理”中进行适当调整。对于在驱动程序中产生异常错误的情况，可以修改注册表。选择“运行”，键入“REGEDIT”，进入注册表编辑器，通过选单下的“查找”功能，找到并删除与驱动程序前缀字符串相关的所有“主键”和“键值”，重新启动。

内存容量不够

内存容量越大越好，应不小于硬盘容量的0.5～1%，如出现这方面的问题，就应该换上容量尽可能大的内存条。

劣质零部件

少数不法商人在给顾客组装兼容机时，使用质量低劣的板卡、内存，有的甚至出售冒牌主板和Remark过的CPU、内存，这样的机器在运行时很不稳定，发生死机在所难免。因此，用户购机时应该警惕，并可以用一些较新的工具软件测试电脑，长时间连续考机（如72小时），以及争取尽量长的保修时间等。

由软件原因引起的死机

病毒感染

病毒可以使计算机工作效率急剧下降，造成频繁死机。这时，我们需用杀毒软件如KV300、金山毒霸、瑞星等来进行全面查毒、杀毒，并做到定时升级杀毒软件。

CMOS设置不当

该故障现象很普遍，如硬盘参数设置、模式设置、内存参数设置不当从而导致计算机无法启动。如将无ECC功能的内存设置为具有ECC功能，这样就会因内存错误而造成死机。

系统文件的误删除

由于Windows 9x启动需要有Command.com、Io.sys、Msdos.sys等文件，如果这些文件遭破坏或被误删除，即使在CMOS中各种硬件设置正确无误也无济于事。解决方法：使用同版本操作系统的启动盘启动计算机，然后键入“SYS C：”，重新传送系统文件即可。

初始化文件遭破坏

由于Windows 9x启动需要读取System.ini、Win.ini和注册表文件，如果存在Config.sys、Autoexec.bat文件，这两个文件也会被读取。只要这些文件中存在错误信息都可能出现死机，特别是System.ini、Win.ini、User.dat、System.dat这四个文件尤为重要。

动态链接库文件（DLL）丢失

在Windows操作系统中还有一类文件也相当重要，这就是扩展名为DLL的动态链接库文件，这些文件从性质上来讲是属于共享类文件，也就是说，一个DLL文件可能会有多个软件在运行时需要调用它。如果我们在删除一个应用软件的时候，该软件的反安装程序会记录它曾经安装过的文件并准备将其逐一删去，这时候就容易出现被删掉的动态链接库文件同时还会被其它软件用到的情形，如果丢失的链接库文件是比较重要的核心链接文件的话，那么系统就会死机，甚至崩溃。我们可用工具软件如“超级兔仔”对无用的DLL文件进行删除，这样会避免误删除。

硬盘剩余空间太少或碎片太多

如果硬盘的剩余空间太少，由于一些应用程序运行需要大量的内存、这样就需要虚拟内存，而虚拟内存则是由硬盘提供的，因此硬盘要有足够的剩余空间以满足虚拟内存的需求。同时用户还要养成定期整理硬盘、清除硬盘中垃圾文件的良好习惯。

BIOS升级失败

应备份BIOS以防不测，但如果你的系统需要对BIOS进行升级的话，那么在升级之前最好确定你所使用BIOS版本是否与你的PC相符合。如果BIOS升级不正确或者在升级的过程中出现意外断电，那么你的系统可能无法启动。所以在升级BIOS前千万要搞清楚BIOS的型号。如果你所使用的BIOS升级工具可以对当前BIOS进行备份，那么请把以前的BIOS在磁盘中拷贝一份。同时看系统是否支持BIOS恢复并且还要懂得如何恢复。

软件升级不当

大多数人可能认为软件升级是不会有问题的，事实上，在升级过程中都会对其中共享的一些组件也进行升级，但是其它程序可能不支持升级后的组件从而导致各种问题。

滥用测试版软件

最好少用软件的测试版，因为测试软件通常带有一些BUG或者在某方面不够稳定，使用后会出现数据丢失的程序错误、死机或者是系统无法启动。

非法卸载软件

不要把软件安装所在的目录直接删掉，如果直接删掉的话，注册表以及Windows目录中会有很多垃圾存在，久而久之，系统也会变不稳定而引起死机。

使用盗版软件

因为这些软件可能隐藏着病毒，一旦执行，会自动修改你的系统，使系统在运行中出现死机。

应用软件的缺陷

这种情况是常见的，如在Win 98中运行那些在DOS或Windows 3．1中运行良好的16位应用软件。Win 98是32位的，尽管它号称兼容，但是有许多地方是无法与16位应用程序协调的。还有一些情况，如在Win 95下正常使用的外设驱动程序，当操作系统升级后，可能会出现问题，使系统死机或不能正常启动。遇到这种情况应该找到外设的新版驱动。

启动的程序太多

这使系统资源消耗殆尽，使个别程序需要的数据在内存或虚拟内存中找不到，也会出现异常错误。

非法操作

用非法格式或参数非法打开或释放有关程序，也会导致电脑死机。请注意要牢记正确格式和相关参数，不随意打开和释放不熟悉的程序。

非正常关闭计算机

不要直接使用机箱中的电源按钮，否则会造成系统文件损坏或丢失，引起自动启动或者运行中死机。对于Windows 98/2000/NT等系统来说，这点非常重要，严重的话，会引起系统崩溃。

内存中冲突

有时候运行各种软件都正常，但是却忽然间莫名其妙地死机，重新启动后运行这些应用程序又十分正常，这是一种假死机现象。出现的原因多是Win 98的内存资源冲突。大家知道，应用软件是在内存中运行的，而关闭应用软件后即可释放内存空间。但是有些应用软件由于设计的原因，即使在关闭后也无法彻底释放内存的，当下一软件需要使用这一块内存地址时，就会出现冲突。 电脑死机是令人最烦恼的事情。死机时的表现多为“蓝屏”，无法启动系统，画面“定格”无反应，鼠标、键盘无法输入，软件运行非正常中断等。尽管造成死机的原因很多，但是万变不离其宗，其原因永远也脱离不了硬件与软件两方面。

由硬件原因引起的死机

主板电容

有时我们其它硬件好好的，可什么问题都没有发现，可遍遍我们开机一会就死机，一动也不动，可这是不限时的。你可能猜是系统问题了吧，可这不是，这就是主板电容坏了。

散热不良

显示器、电源和CPU在工作中发热量非常大，因此保持良好的通风状况非常重要，如果显示器过热将会导致色彩、图象失真甚至缩短显示器寿命。工作时间太长也会导致电源或显示器散热不畅而造成电脑死机。CPU的散热是关系到电脑运行的稳定性的重要问题，也是散热故障发生的“重灾区”。

移动不当

在电脑移动过程中受到很大振动常常会使机器内部器件松动，从而导致接触不良，引起电脑死机，所以移动电脑时应当避免剧烈振动。

灰尘杀手

机器内灰尘过多也会引起死机故障。如软驱磁头或光驱激光头沾染过多灰尘后，会导致读写错误，严重的会引起电脑死机。

设备不匹配

如主板主频和CPU主频不匹配，老主板超频时将外频定得太高，可能就不能保证运行的稳定性，因而导致频繁死机。

软硬件不兼容

三维软件和一些特殊软件，可能在有的微机上就不能正常启动甚至安装，其中可能就有软硬件兼容方面的问题。

内存条故障

主要是内存条松动、虚焊或内存芯片本身质量所致。应根据具体情况排除内存条接触故障，如果是内存条质量存在问题，则需更换内存才能解决问题。

硬盘故障

主要是硬盘老化或由于使用不当造成坏道、坏扇区。这样机器在运行时就很容易发生死机。可以用专用工具软件来进行排障处理，如损坏严重则只能更换硬盘了。另外对于在不支持UDMA 66/100的主板，应注意CMOS中硬盘运行方式的设定。

CPU超频

超频提高了CPU的工作频率，同时，也可能使其性能变得不稳定。究其原因，CPU在内存中存取数据的速度本来就快于内存与硬盘交换数据的速度，超频使这种矛盾更加突出，加剧了在内存或虚拟内存中找不到所需数据的情况，这样就会出现“异常错误”。解决办法当然也比较简单，就是让CPU回到正常的频率上。

硬件资源冲突

是由于声卡或显示卡的设置冲突，引起异常错误。此外，其它设备的中断、DMA或端口出现冲突的话，可能导致少数驱动程序产生异常，以致死机。解决的办法是以“安全模式”启动，在“控制面板”→“系统”→“设备管理”中进行适当调整。对于在驱动程序中产生异常错误的情况，可以修改注册表。选择“运行”，键入“REGEDIT”，进入注册表编辑器，通过选单下的“查找”功能，找到并删除与驱动程序前缀字符串相关的所有“主键”和“键值”，重新启动。

内存容量不够

内存容量越大越好，应不小于硬盘容量的0.5～1%，如出现这方面的问题，就应该换上容量尽可能大的内存条。

劣质零部件

少数不法商人在给顾客组装兼容机时，使用质量低劣的板卡、内存，有的甚至出售冒牌主板和Remark过的CPU、内存，这样的机器在运行时很不稳定，发生死机在所难免。因此，用户购机时应该警惕，并可以用一些较新的工具软件测试电脑，长时间连续考机（如72小时），以及争取尽量长的保修时间等。

由软件原因引起的死机

病毒感染

病毒可以使计算机工作效率急剧下降，造成频繁死机。这时，我们需用杀毒软件如KV300、金山毒霸、瑞星等来进行全面查毒、杀毒，并做到定时升级杀毒软件。

CMOS设置不当

该故障现象很普遍，如硬盘参数设置、模式设置、内存参数设置不当从而导致计算机无法启动。如将无ECC功能的内存设置为具有ECC功能，这样就会因内存错误而造成死机。

系统文件的误删除

由于Windows 9x启动需要有Command.com、Io.sys、Msdos.sys等文件，如果这些文件遭破坏或被误删除，即使在CMOS中各种硬件设置正确无误也无济于事。解决方法：使用同版本操作系统的启动盘启动计算机，然后键入“SYS C：”，重新传送系统文件即可。

初始化文件遭破坏

由于Windows 9x启动需要读取System.ini、Win.ini和注册表文件，如果存在Config.sys、Autoexec.bat文件，这两个文件也会被读取。只要这些文件中存在错误信息都可能出现死机，特别是System.ini、Win.ini、User.dat、System.dat这四个文件尤为重要。

动态链接库文件（DLL）丢失

在Windows操作系统中还有一类文件也相当重要，这就是扩展名为DLL的动态链接库文件，这些文件从性质上来讲是属于共享类文件，也就是说，一个DLL文件可能会有多个软件在运行时需要调用它。如果我们在删除一个应用软件的时候，该软件的反安装程序会记录它曾经安装过的文件并准备将其逐一删去，这时候就容易出现被删掉的动态链接库文件同时还会被其它软件用到的情形，如果丢失的链接库文件是比较重要的核心链接文件的话，那么系统就会死机，甚至崩溃。我们可用工具软件如“超级兔仔”对无用的DLL文件进行删除，这样会避免误删除。

硬盘剩余空间太少或碎片太多

如果硬盘的剩余空间太少，由于一些应用程序运行需要大量的内存、这样就需要虚拟内存，而虚拟内存则是由硬盘提供的，因此硬盘要有足够的剩余空间以满足虚拟内存的需求。同时用户还要养成定期整理硬盘、清除硬盘中垃圾文件的良好习惯。

BIOS升级失败

应备份BIOS以防不测，但如果你的系统需要对BIOS进行升级的话，那么在升级之前最好确定你所使用BIOS版本是否与你的PC相符合。如果BIOS升级不正确或者在升级的过程中出现意外断电，那么你的系统可能无法启动。所以在升级BIOS前千万要搞清楚BIOS的型号。如果你所使用的BIOS升级工具可以对当前BIOS进行备份，那么请把以前的BIOS在磁盘中拷贝一份。同时看系统是否支持BIOS恢复并且还要懂得如何恢复。

软件升级不当

大多数人可能认为软件升级是不会有问题的，事实上，在升级过程中都会对其中共享的一些组件也进行升级，但是其它程序可能不支持升级后的组件从而导致各种问题。

滥用测试版软件

最好少用软件的测试版，因为测试软件通常带有一些BUG或者在某方面不够稳定，使用后会出现数据丢失的程序错误、死机或者是系统无法启动。

非法卸载软件

不要把软件安装所在的目录直接删掉，如果直接删掉的话，注册表以及Windows目录中会有很多垃圾存在，久而久之，系统也会变不稳定而引起死机。

使用盗版软件

因为这些软件可能隐藏着病毒，一旦执行，会自动修改你的系统，使系统在运行中出现死机。

应用软件的缺陷

这种情况是常见的，如在Win 98中运行那些在DOS或Windows 3．1中运行良好的16位应用软件。Win 98是32位的，尽管它号称兼容，但是有许多地方是无法与16位应用程序协调的。还有一些情况，如在Win 95下正常使用的外设驱动程序，当操作系统升级后，可能会出现问题，使系统死机或不能正常启动。遇到这种情况应该找到外设的新版驱动。

启动的程序太多

这使系统资源消耗殆尽，使个别程序需要的数据在内存或虚拟内存中找不到，也会出现异常错误。

非法操作

用非法格式或参数非法打开或释放有关程序，也会导致电脑死机。请注意要牢记正确格式和相关参数，不随意打开和释放不熟悉的程序。

非正常关闭计算机

不要直接使用机箱中的电源按钮，否则会造成系统文件损坏或丢失，引起自动启动或者运行中死机。对于Windows 98/2000/NT等系统来说，这点非常重要，严重的话，会引起系统崩溃。

内存中冲突

有时候运行各种软件都正常，但是却忽然间莫名其妙地死机，重新启动后运行这些应用程序又十分正常，这是一种假死机现象。出现的原因多是Win 98的内存资源冲突。大家知道，应用软件是在内存中运行的，而关闭应用软件后即可释放内存空间。但是有些应用软件由于设计的原因，即使在关闭后也无法彻底释放内存的，当下一软件需要使用这一块内存地址时，就会出现冲突。

玩游戏延迟不高，但是卡顿，是什么情况

一、低功耗设计方案综述

为了实现集成电路的低功耗设计目标，我们需要在系统设计阶段就采用低功耗设计方案，因为随着设计流程的逐步推进，到了芯片设计实现阶段，降低芯片功耗的方法将越来越少，可节省功耗的百分比将不断下降，这时，设计的主要目标将会侧重于如何将设计方案变成物理实现。?

1、方案的选择

集成电路设计流程中设计数据是有统一的格式的，系统设计到逻辑综合由RT L网表传递，逻辑综合到物理实现则由门级网表传递，布局布线后，逻辑验证和形式验证由门级网表传递。显然，对于低功耗设计我们也需要一种统一的功耗约束文件，即通用功耗格式CPF（common power format）文件，在整个流程中传递低功耗指标和参数。

CMOS工艺的电路功耗可分为动态功耗和静态功耗两大部分。

其中，动态功耗包括器件本征电容和线负载电容充放电产生的功耗（也称为开关功耗）和由于输人信号跳变导致NMOS、PMOS同时导通从而形成电源到地的通路所产生的功耗（也称为短路功耗）。对于动态功耗而言,它除了与供电电压值有关外，还与负载电容、电路频率和跳变因子有关。随着器件尺寸的缩小，器件电容也在不断减小，与此相反，电路工作频率和信号跳变频率却在不断地提高，因此要减小动态功耗还需在电路工作频率和信号跳变频率上寻求解决方案。由于电路频率的降低意味着电路工作性能的下降，从而在保证性能的前提下，减小不必要的信号跳变频率就成了减小动态功耗的切入点。这种要求产生了动态电压与频率调节（DVFS）技术。

当逻辑门处于静态时，由PN结反偏电流、亚阈值电流、栅泄漏电流等效应引起的功耗称为泄漏功耗。虽然单个逻辑门的泄漏功耗相当小，但对于千万个逻辑门来说，泄漏功耗变得不能忽略，到90nm工艺节点后泄漏功耗已逐渐赶上并超越动态功耗成为功耗的主要部分。这种要求产生了多阈值电压（MTCMOS，MT为multi-threshold）的方法。

功耗与电压有着密切的关系，因此降低功耗最有效的方法是降低电路的供电电压，这种要求产生了电源关断（PSO）和多电源多电压（MSMV） 的方法。

2、基本方法

低功耗设计的基本方法包括:①面积优化，它也是最经典的一种方法;②纳米技术中开始引入使用的多阈值电压技术;③时钟门控电路。

1）面积优化

RTL逻辑综合的主要目标包括优化时序、功耗和面积。在物理实施阶段，同样需要优化芯片的总面积和芯核面积，这样可以进一步减小功耗。在时钟树综合时，一方面通过约束文件，加速时钟信号的传输，减小时钟树的总功耗，另一方面，优先选用反向器，而非缓冲器，减小时钟树上逻辑门的面积。但是，芯片的面积往往受到封装的约束，和其他低功耗方法相比，通过减小面积降低功耗的效果比较有限。

2）多阈值电压技术

在低功耗设计中通过减小泄漏功耗，例如采用多阈值器件MTCMOS（muhi-threshold CMOS）技术，也是个较好的低功耗设计办法。

多阈值器件技术减小泄漏功耗的思想是，在电路中的关键路径使用低阈值电压的逻辑器件，非关键路径使用高阈值电压的逻辑器件。阈值电压 较高的逻辑单元漏电流较小，但速度也较低，适合用于非关键时序路径收敛。阈值电压较低的单元漏电流较大，但工作频率较高，速度快，用于关键时序路径。通过综合工具获得最优化的高阈值电压 和低阈值电压 单元的组合，由此产生的网表能够在满足设计目标的同时尽可能地降低漏电流。这一技术的实现需要有多阈值电压单元库的支持，即能提供具有不同阈值电压的逻辑单元，在综合时，设定泄漏功耗的目标值，综合工具能够根据时序路径自动选择或替换合适阈值的逻辑单元。

3）门控时钟

时钟信号贯穿于整个芯片，芯片工作时，时钟信号在存储单元的时钟输入端周期性跳变，所驱动负载电容非常大，产生较大的动态功耗，所以借助门控时钟插入技术可以减小由于不必要的时钟跳变而产生的功耗。

门控时钟技术是目前应用较为广泛和成熟的低功耗设计技术。门控时钟的逻辑综合非常容易实现，首先打开门控时钟综合这个选项，再指定门控单元所选择的类型，以及门控单元的扇出，最后指定动态功耗的目标，EDA工具便可以自动地综合生成。现在很多库厂家都提供了集成的门控时钟。门控时钟的插入需要考虑测试的问题，在时钟树综合阶段也需要特殊地处理。

为了进一步的达到低功耗的目的，可以采用低功耗的时钟树综合技术（LP-CTS），这种技术利用最优化的时钟门布局及克隆与反克隆等方法在确保了时钟功率优化的同时可以满足时序和物理目标的双重需求，达到了更好的负载分配并将时钟信号传输时间降到最小。

二、低功耗设计先进方法与物理实施

在低功耗设计的基本方法中，采用面积优化以降低功耗的方法已经成熟，多阈值电压方法和门控时钟方法节省功耗的效果比较有限。目前，节点效果更加显著的、先进的低功耗设计方法包括:

多电源多电压技术;

电源关断与状态保持电源门控技术;

动态电扭与频率调节技术

从系统架构设计、功能验证到物理实施过程，用传统的分段设计方案会比较复杂，但如果运用CPF，整个设计流程将变得非常顺畅并容易实现。

1、多电源多电压技术

多电源多电压（MSMV）是一种可以有效降低动态功耗的技术，不少文献简称这种方法为多电压。所谓多电源，是指不同的逻辑模块处于不同的电源域中，由不同供电电源供电，包括逻辑和物理多电源供电和多电压情况。

物理布图阶段，在核心区创建相应的电压域，每个电压域中只包含属于该电压域的模块或单元。此外，不同的电压域中的逻辑要与相应的时序库对应，在时序分析、功耗分析和优化过程中正确选择相应电压域的单元库。如下图所示：

MSMV的布线与单一电压布线不同，由于存在多个电压域，应当保证同一电压域内单元之间的互连线保持在当前的同一电压域内，并保证不同电压域之间的互连线不要跨越第三方电压域，避免不同电压域之间的影响。如下图所示

多电压技术的采用使得电路中的某些模块工作于较低电压，它们更容易受到电压降的影响，从而引起时序违例。 对于静态电压降效应的解决方法是改进优化电源网络。对于动态电压降效应的解决方法是在电源和地线之间插入去耦电容（decoupling capacitance）。当某一瞬态电路中局部地区大量单元同时发生信号翻转，极短的时间内引起充放电流增大，导致电源轨道电压下降，这时去耦电容将为附近的单元提供额外的电流，以减小电源轨道上的电压降，从而减轻动态电压降效应对时序的影响。

MSMV 设计方法和电源关断PSO 的物理实现需要使用两种特别逻辑单元，它们分别是电平转换单元（level shifter）和隔离单元（isolation cell） 。

电平转换单元不具有逻辑功能，它用于不同电压值的电压域PD（power domain）之间信号电平的转换，通常有两个供电电压端口分别连接两个不同电压域的供电电压。

隔离单元起不同电压域之间的电位钳制与隔离作用。

2、电源关断（PSO）技术

电源关断技术是降低泄漏功耗的最有效方法，其思想就是通过关断芯片中暂时不需要的某个区域或者某个子模块的供电电压，从而达到减小功耗的目的，它的实现同样需要引入电压域的概念。

电源关断思想听起来较简单，但实现起来并不那么容易，设计者必须考虑在何处加入门控电压单元以及如何加入开关来实现关断。实现对电路的开启和关断需要仔细规划转换周期电路，以防止电流过冲，避免电路损坏。要统一模拟电路在关断电路时功耗节省，以及开启电路时消耗的开关功耗。

首先让我们来考虑可关断电压域与常开电压域。当可关断电压域关断后，应当在其输出端口插入隔离单元（isolation cell）。隔离单元与电平转换单元一样一般都放置在电压域的边界处。

有些电路设计会同时采用PSO与MSMV技术，这时两个不同电压值的电压域之间不仅需要电平转换单元而且需要隔离单元，因此有些标准单元库会提供将这两种功能组合在一起的单元。 由于不同电路模块工作在多个电压域中，在综合时，MSMV技术的实现需要有相应库单元的支持，它们通常都可以由标准单元库供应商提供。进行逻辑综合时，首先用CPF文档定义不同电压域的模块所使用的工艺库名称，在综合时，分别添加隔离单元和电平转换，EDA工具会自动选择定义的单元库中的标准单元来实现逻辑综合产生门级网表。

保持逻辑模块处于实现快速唤醒的状态非常重要，它是指在关断电源的周期中，将模块的重要信息保存在存储器中或使用状态保持电源门控单元将寄存器数值予以保留。状态保持电源门控是在原有主从寄存器的基础上分别使所有主寄存器和从寄存器工作在不同电压下来实现的。因此PSO的实现需要除了用隔离单元以防止电源关断后输出信号的不确定性影响正常工作的电路模块，还需要有状态保持电源门控单元。

3、状态保持电源门控SRPG技术

时钟门控技术和电源关断技术都是建立在门控制或电压门的基本原理上。通常有两种结构的电压门，一种称为精细（fine-grain）结构，另一种称为粗制（coarse-grain）结构。

精细结构的思想是在每个标准单元的电源/地和构成逻辑的晶体管间插入多余的晶体管，以切断电路的泄漏电流。当然更多情况是每个标准单元中由一个晶体管构成电压门。此外，为了使之能够承受很大的电流冲击需要调整门控晶体管的体积，如果门控晶体管设计得太大，不但会增大面积，紧缩布线资源，还加大了延迟，影响电路性能；如果太小，则会影响系统的抗噪声性能，降低系统可靠性，甚至会导致电路根本无法工作。

状态保持电源门控是一种特殊的寄存器，它属于精细结构的一种衍生结构，它在传统的主从寄存器基础上做了一些改进。通常主触发器（master FF）的供电电压由精细结构的电压门控制，连接正常的电压值。从触发器（slave FF）连接一常通的低供电电压。当电压关断后数据被从触发器保存起来，待重新上电正常工作后再恢复保存值。

粗制结构门也称为全局电压门，它利用“开关单元”控制整行标准单元电路与电源/地线轨道的连接，从而减小了每个单元的面积和多余的单元端口，但由于“开关单元”控制着整行单元电源地线的连接，所以其晶体管尺寸的选择比较关键，通常开关单元晶体管的宽/长比较大，而且每行单元会采用缓冲链依次将其关闭和开启，以避免过冲电流烧毁芯片。

4、动态电压与频率调节技术

随着近年来轻便型或微型电子设备功能和性能的不断增强和提高，例如，手提电脑、个人数字助理和手机等对音频、视频和图像的高品质处理能力，电池功耗能力依旧是一项局限，这就使得电源管理功耗技术得到更快的发展。动态电压与频率调节（DVFS，dynamic voltage frequency scaling）技术已经在微处理器低功耗设计方面，如在实时处理系统中得到更多的关注。DVFS方法也可以看成是MSV方法的一种扩展。

一个典型的DVFS系统的工作流程包括：对系统信号负载采样，通过相应的算法进行性能计算预测，根据预测结果对电路工作状态进行DVFS调整，再由电源管理系统实现状态调节维护。DVFS的调整包括动态电压调整和时钟频率调整，当预测工作频率将由高到低变化时，先降低频率，再降低电压；当预测工作频率升高时，先升高电压，再升高频率。

基于硬件的DVFS系统要求每个任务必须在规定的时限内完成，否则视为无效操作。硬件实现一方面增强了负载计算的准确性，另一方面减轻了CPU用于负载跟踪与性能预测的负担，但硬件的弊端是缺乏对预测算法选择的灵活性，电路主要的活动信号与空闲信号被采集后，送到硬件模块进行性能预测，得到的结果与预先设置的门限进行比较，如果预测的性能需求高于上限，则请求调高频率;如果预测性能低于下限，则请求降低频率。这种请求作为一种中断信号发给控制模块设置相应的频率和电压。

DVFS技术在保持系统正常工作的前提下允许动态地调节电路工作电压和频率，不仅能够减小电路的功耗而且延长了电路的使用寿命，目前它是低功耗技术中效益较高又尚未得到完全实施的一项先进技术。DVFS设计方法实现起来比较复杂，它需要在系统级通过架构算法，结合软件和硬件技术达到要求。

5、衬底偏置技术

进入纳米设计，泄漏电流对功耗的影响会更加显著。在MTCMOS技术中，我们讨论了通过选择不同的阈值电压的方案去降低静态功耗。由于工艺参数（包括沟道长、沟道宽、绝缘层的厚度）带来的误差，使得MTCMOS技术在晶体管的“缺陷”测试分析变得复杂困难。相比之下，在CMOS中采用正向有源区（衬底）偏置（FBB，forward body bias）不仅可以降低泄漏电流，同时对工艺参数的误差分析也较为简单。

这种改变P区和n 区衬底偏置电压的方案也称作衬底偏置（substrate biasing）技术。

衬底偏置通过版图实现有两种方案：

一种为有源阱区（well-tap, body bias）偏置方式，它通常只需要布放在每一排标准单元的两端或按照一定的间隔布放，它适用于不含well-tap的标准单元库。其优点是节省面积，但易受闩锁（latch up）的破坏。

另一种为标准单元内置（in-cell tap）偏置方式，每一个标准单元内部均带有连接偏置电源的端口，它的优点是不会产生闩锁效应，其缺点是单元面积大，布线比较困难。

原文链接： style="font-size: 18px;font-weight: bold;border-left: 4px solid #a10d00;margin: 10px 0px 15px 0px;padding: 10px 0 10px 20px;background: #f1dada;">DDR3内存的优势

1.首先，查看是否优先使用独立显卡，如果开游戏时电脑设置使用的是集成显卡那卡顿也很正常。

2.其次，确定使用独显的情况下查看显卡驱动是否需要升级，驱动是否为最新

3.如果需要升级的请按要求升级显卡驱动，注意在升级前请做好原有驱动的备份。

4.进入游戏前确定关闭其他程序及进程，游戏外的程序和进程会吃内存、显卡等资源。

5.确保电脑已经安装了最新版本的DirectX

低功耗设计方法有哪些

DDR3 的最大传输速率是 DDR2 的800倍。DDR3 的能耗是 DDR2 的50%。DDR3 的稳定性比 DDR2 强150%。如果是新配电脑，基本上选DDR3 的高品质内存。

功耗和发热量较小

吸取了DDR2的教训，在控制成本的基础上减小了能耗和发热量，使得DDR3更易于被用户和厂家接受。

工作频率更高

由于能耗降低，DDR3可实现更高的工作频率，在一定程度弥补了延迟时间较长的缺点，同时还可作为显卡的卖点之一，这在搭配DDR3显存的显卡上已有所表现。

降低显卡整体成本

DDR2显存颗粒规格多为4M X 32bit，搭配中高端显卡常用的128MB显存便需8颗。而DDR3显存规格多为8M X 32bit，单颗颗粒容量较大，4颗即可构成128MB显存。如此一来，显卡PCB面积可减小，成本得以有效控制，此外，颗粒数减少后，显存功耗也能进一步降低。

通用性好

相对于DDR变更到DDR2，DDR3对DDR2的兼容性更好。由于针脚、封装等关键特性不变，搭配DDR2的显示核心和公版设计的显卡稍加修改便能采用DDR3显存，这对厂商降低成本大有好处。

酷睿架构的处理器普遍比其它架构的处理器主频低，性能高，功耗低，为什么？

数字电路的功耗有2部分构成，其一是静态功耗，通常表现为电子线路的漏电流，控制这部分功耗主要决定于生产工艺和所用的材料；其二是动态工作电流，而影响这部分功耗的因素很多，如电路设计的方式，线路的复杂程度，工作时时钟频率等。

一、RTL级

1.并行结构

并行结构一定程度可以减低某一区域的频率，从而可能降低功耗。

2.流水结构

“路径长度缩短为原始路径长度的1 /M。这样，一个时钟周期内充/放电电容变为C/M。如果在加入流水线之后，时钟速度不变，则在一个周期内，只需要对C/M进行充/放电，而不是原来对C进行充/放电。因此，在相同的速度要求下，可以采用较低的电源电压来驱动系统。”

3.优化编码

通过数据编码来降低开关活动，例如用格雷码取代二进制。

4.操作数隔离

“操作数隔离的原理就是：如果在某一段时间内，数据通路的输出是无用的，则将它的输入置成个固定值，这样，数据通路部分没有翻转，功耗就会降低。”

二、门级电路

1.门控时钟技术

芯片工作时，很大一部分功耗是由于时钟网络的翻转消耗的，对于一个设计中的寄存器组由于时钟信号CLK的翻转，寄存器组会持续在CLK的上升沿来临时读取数据输入端的数据，而这时读取的数据是不变的，这就消耗了额外的功耗。如果时钟网络较大，这部分引起的功耗损失会很大。门控技术基本原理就是通过关闭芯片上暂时用不到的功能和它的时钟，从而实现节省电流消耗的目的，门控时钟对翻转功耗和内部功耗的抑制作用最强，是低功耗设计中的一种最有效的方法。通过一个时能信号控制时钟的开关。当系统不工作时可以关闭时钟，整个系统处于非激活状态，这样就能够在某种程度上降低系统功耗。

?“通常情况下，时钟树由大量的缓冲器和反相器组成，时钟信号为设计中翻转率最高的信号，时钟树的功耗可能高达整个设计功耗30%。加入门控时钟电路后，由于减少了时钟树的开关行为，节省了开关功耗。同时，由于减少了时钟引脚的开关行为，寄存器的内部功耗也减少了。采用门控时钟，可以非常有效地降低设计的功耗，一般情况下能够节省20%~60%的功耗。”

? 使用门控时钟并不符合同步设计的思想。ASIC中使用较多，FPGA中不推荐使用。

2.多电压供电

3.多阈值电压

根据多阈值电压单元的特点，为了满足时序的要求，关键路径中使用低阈值电压的单元(low Vt cells)，以减少单元门的延迟，改善路径的时序。而为了减少静态功耗，在非关键路径中使用高阈值电压的单元(high Vt cells)，以降低静态功耗。因此，使用多阈值电压的工艺库，我们可以设计出低静态功耗和高性能的设计。

酷睿的主频低而效率高 主要是靠他的14级流水线而P4的是30多级流水线处理的效率由此提高 还有他有更高的外频

功耗低是因为他的制造工艺由90纳米提高到65纳米简单的说就是同样频率的处理器工艺提高可以制作的更小。当然还有其他一些方面的改进

性能和功耗之间并没有直接的关系 主频在不同的架构之间并没有什么可比性