آشنایی با تکنولوژی EPU

مساله محیط زیست و به‌ویژه اثر منفی جوامع بر آن، در سال‌های اخیر توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. این امر در چند سال گذشته سبب ایجاد روند جدیدی در تولید محصولات مختلف شده است که از آن با عنوان "حرکت به‌سوی محصولات سبز" یاد می‌شود. محصولات سبز، کالاهایی هستند که براساس معیارهای استاندارد، اثرات مخرب کمتری بر محیط زیست می‌گذارند.
در میان صنایع گوناگون، شرکت‌های سازنده کامپیوتر به مساله حفاظت از محیط ‌زیست توجه ویژه‌ای نشان داده‌اند. آنها از روش‌های ساخت جدیدی استفاده می‌کنند که میزان سازگاری محصول تولید شده نهایی را با طبیعت افزایش می‌دهد. به‌عنوان مثال، در سال‌های اخیر، اسوس و گیگابایت، استفاده از سرب در لحیم‌‌کاری قطعات سخت‌افزاری را متوقف و آن را با ماده‌ای کاملا فاقد سرب جایگزین کرده‌اند. در گام بعدی، استفاده از اجزای حالت جامد، نه‌تنها کارایی تنظیم کننده‌های قدرت مادربرد را افزایش داد، بلکه در تنظیم حرارت سیستم نیز نقش بسیار مهمی را ایفا کرد.

فناوری ‌EPU‌:
اکنون، اسوس و گیگابایت در جدیدترین اقدام خود سیستم جدیدی را پیاده‌سازی کرده‌اند که از فناوری ذخیره انرژی برخوردار است. فناوری‌ ‌ذخیره انرژی ‌(Energy Processing Unit)‌ اسوس که به‌اختصار ‌EPU‌ نامیده می‌شود، دارای ساختاری ساده اما قابل تطبیق با نیازهای سیستم است. ‌EPU‌ یک تراشه میکروکنترلر مبتنی بر سخت‌افزار است که روی مادربرد نصب می‌شود و با تحت‌نظر قرار دادن میزان مصرف انرژی در سیستم، منبع تغذیه ‌CPU‌ را در زمان اجرا تنظیم می‌کند. به این ترتیب کارایی حافظه مجازی سیستم صرف‌نظر از این‌که میزان بار سیستم چقدر است افزایش می‌یابد. از آنجا که ‌EPU‌ هم در حالتی که بار سیستم سنگین است و هم در حالتی که سیستم با بار سبک کار می‌کند و انرژی سیستم و کارایی آن را کنترل می‌کند، می‌توان انرژی سیستم را در مواقعی که بار آن سبک است، ذخیره کرد و سپس در زمان افزایش بار سیستم آن را مورد استفاده قرار داد. ‌EPU‌ در حالتی که سیستم برنامه‌های کاربردی سبک را اجرا می‌کند تا حداکثر 58/6% از انرژی ‌CPU‌ را ذخیره می‌کند.

مادربرد‌های مجهز به سیستم ‌EPU‌ دارای مدارهای تنظیم کننده ولتاژ هستند که از حداقل ‌4‌ و حداکثر ‌12‌ فاز تنظیم ولتاژ پشتیبانی می‌کنند. بردهای دارای ‌12‌ فاز تنظیم ولتاژ، با ایجاد گستره وسیعی از ولتاژهای مجاز برای سیستم، قدرت کنترل سیستم مدیریت منابع انرژی را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهند، ضمن این‌که با افزایش حرارت کمتری روبرو می‌شوند. بردهای مجهز به ‌EPU‌ می‌توانند به‌طور خودکار تنظیم‌کننده‌های ولتاژ را بر اساس نیاز سیستم فعال یا غیرفعال کنند. زمانی که بار سیستم افزایش می‌یابد، ولتاژ مورد نیاز سیستم نیز افزایش می‌یابد. در این حالت ‌EPU‌ با فعال‌سازی تعدادی از فازها، ولتاژ را افزایش می‌دهد. سیستم ‌EPU‌ به‌روش موازی از امکانات سیستم مدیریت منابع انرژی نیز استفاده می‌کند.
زمانی که سیستم ‌EPU‌ فعال می‌شود، برد در حالت پویا تنظیم انرژی قرار می‌گیرد و اجازه می‌دهد برد فازهای انرژی غیرضروری را در زمان لزوم غیرفعال کند. زمانی که بار محاسباتی و اجرایی سیستم اندک است، برد از حداقل تعداد فاز، که 4 فاز است استفاده می‌کند. با افزایش بار سیستم، برد هر بار 2 فاز دیگر را فعال می‌کند، تا زمانی که هر 12 فاز فعال شوند. یکی از قابلیت‌های مهم ‌EPU‌ این است که می‌توان عملکرد آن را با استفاده از ‌LED‌های قرار داده شده روی برد، چک کرد. این کار همچنین از طریق نرم‌افزارهایی که برای برخی از سیستم عامل‌ها مانند ویندوز طراحی شده‌اند امکان‌پذیر است. ‌ ‌

آزمایش‌های عملی انجام شده روی سیستم‌های مجهز به ‌EPU‌ نشان می‌دهد که تا زمانی که سیستم با باری کمتر از حداکثر بار خود کار می‌کند، برد معمولا با استفاده از 10 فاز کار می‌کند. در آزمایش سیستم با باری معادل 95% حداکثر بار به‌مدت 24 ساعت، سیستم فقط دو بار و هر بار به‌مدت تنها چند ثانیه از تمام 12 فاز استفاده کرد. نتایج این آزمایش نشان می‌دهد که 2 فاز اضافه در عمل برای حالتی طراحی شده‌اند که سیستم در حالت افزایش بیش از حد نرمال بار قرار دارد. در این حالت پردازنده حرارت بسیار زیادی تولید می‌کند و به نوبه خود، نیاز به ولتاژ و انرژی بیشتری دارد تا در حالت پایدار به‌کار خود ادامه دهد. از سوی دیگر تکرار آزمایشی مشابه با سیستمی فاقد ‌EPU‌ نشان داد که در هر حال هر 12 فاز سیستم، صرف‌نظر از این‌که میزان بار سیستم چقدر است فعال می‌شوند. به این ترتیب، وجود ‌EPU‌ در افزایش کارایی سیستم اثر قابل توجهی دارد. شرکت اسوس اعلام کرده است که از این پس همه مادربرد‌های تولیدی این شرکت مجهز به سیستم ‌EPU‌ خواهند بود. ‌ ‌

کاربردهای ‌EPU‌:
تاکنون هر دو شرکت اسوس و گیگابایت، سیستم ‌EPU‌ را تنها در سیستم‌هایی که با افزایش بیش از حد نرمال بار روبرو هستند، پیاده‌سازی کرده‌اند. نتایج آزمایش‌های عملی نشان می‌دهد که استفاده از ‌EPU‌ در چنین سیستم‌هایی کارایی چندانی ندارد. برعکس، رایانه‌هایی مانند رایانه‌های خانگی، رایانه‌های شخصی، رایانه‌های کوچک با کاربردهای عمومی مورد استفاده در اماکنی نظیر شرکت‌های کوچک و لپ‌تاپ‌ها که در مواقعی در حالت بیکاری و تعلیق قرار می‌گیرند و یا از حداقل توان ریزپردازنده استفاده می‌کنند، بیشترین بهره را از این سیستم خواهند برد. استفاده از حداقل توان ریزپردازنده این سیستم‌ها را به کاندیداهای مناسبی برای استفاده از فناوری ‌EPU‌ تبدیل می‌کند. ‌ ‌

در محیط های کاری بیشتر رایانه‌ها در بیشتر مدت زمان استفاده در حال اجرای برنامه‌های کاربردی ساده، مانند نرم‌افزارهای دریافت و ارسال نامه الکترونیکی، جستجو در اینترنت و پردازش متن، هستند. این نوع نرم‌افزارها به بخش بسیار اندکی از زمان ریزپردازنده نیاز دارند اما انرژی سیستم را به‌میزان به‌نسبت زیادی کاهش می‌دهند.

اگر این نرم‌افزارها در تمام طول مدت زمان استفاده از ریزپردازنده مورد استفاده نباشند، لزومی ندارد که تمام فازهای ولتاژ سیستم برای تامین انرژی که استفاده نمی‌شود، مورد استفاده قرار گیرند، زیرا انرژی که مورد استفاده قرار نگیرد، به حرارت تبدیل می‌شود. در چنین شرایطی انرژی علاوه بر این‌که تلف می‌شود، به اجزای سیستم از جمله ریزپردازنده آسیب وارد می‌کند. پیش‌بینی می‌شود فناوری ‌EPU‌ به زودی به یکی از اجزای همه مادربردها تبدیل شود.