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新制程处理器的功耗不断降低；平板电视已成功取代传统CRT电视而大为普及；动辄播放时间长达数十小时的MP3播放器被广泛使用……人们都觉得现在的IT产品比昔日省电多了，这么说没错！那么节能就不再需要我们花更多精力去关注了，但事实是这样吗？
我们不能以点概面，被表象所迷惑。单个来看，如今IT产品的功耗的确降低了不少，但我们似乎忘记了它们的使用量也已远超被它们所替代的产品，如果在它们耗电量上加上一个“亿”字，你就会发觉能耗亦是十分惊人的。这就犹如我国人口与资源的问题，人均资源使用量虽少，但是当乘以13亿以后，那就是一个巨大的压力了。所以在这个到处充斥着IT产品的时代，如何有效控制IT产品的能耗是需要长期持续下去的工作。还好，我们看到许多相关厂商亦耕耘在绿色节能领域，运用新技术控制IT产品的能耗，在增强产品竞争力的同时也承担着其应有的社会责任。
节能，由设计制造入手
通过硬件层面上技术的改进来对IT产品的功耗进行控制，是最直接也最有效的。对于IT产品中无处不在的半导体芯片来说，其功耗主要来自动态功耗与静态功耗两个部分。动态功耗主要产生自切换电流以及负载电容对元件的充放电；静态功耗则来自芯片内部的电路在不通电时的小量电流泄漏。除了这二者之外，还有内部短路功耗，但是其对整体功耗的影响较小。要有效解决问题，必须对症下药，而“病症”的关键是对动态功耗的控制。
耗电大户处理器的节能之路
处理器作为传统的耗电大户，其功耗自英特尔Pentium 4出现以来就很受人关注。Pentium 4的高频、高性能所带来的高功耗为人所诟病，直到移动处理器Pentium M面世后才有所转变。Pentium M虽然频率不高，但其在保证性能的前提下拥有更低的功耗，因此颇受好评，甚至不少厂商还专门推出了能支持它的台式机主板或转接器，让不少DIYer也能把Pentium M请到台式机上去。至此高能低耗在处理器领域开始成为厂商与用户追求的境界。现在回顾一下，Pentium M除了在当时堪称优秀的架构以及运用新制程外，其先进的电源管理技术亦是它成功的关键。对动态功耗来说，耗电情况跟驱动电压的平方、频率与负载电容成正比关系，因此必须尽可能降低这个三个数值。而移动处理器的驱动电压已接近下限，若是再降低就很可能造成不稳定；虽然频率降低了可以用较低的电压运行，但这会影响处理器的性能，所以通过动态电源管理（Dynamic PowerManagement）才是可行之道。PentiumM应用的DVFS（Dynamic Voltage andFrequency Scaling，动态电压与频率调节）技术正是因为能够允许处理器按照实际运行的需求，动态调节不同频率与电压，所以才达到了降低功耗的目标。现在，DVFS技术不论是在英特尔还是AMD的移动处理器中，都得到了广泛应用。
一直以来，DVFS技术都主要应用在移动处理器上，但或许不久之后，我们就能在桌面平台上享受到它所带来的节能效果。今年第四季度，英特尔将会发布新核心的桌面处理器—Nehalem。而在6月中旬夏威夷召开的超大规模集成电路技术研讨会上，来自英特尔的Rajesh Kumar透露了一些有关Nehalem的消息。其中一条就是Nehalem的所有内部模块，包括处理核心、内存控制器、I/O界面都会运行在非耦合状态下，因此英特尔可以独立地调节它们的频率和电压。Kumar还提到了Nehalem的自适应频率发生系统。Nehalem会根据实际功耗在每个循环内调整自己的频率，结果就是可以在特定电压上提高频率，或者在特定频率下降低电压。不过，Nehalem每过几个循环就会对不同的时钟频率取平均值，因此从外部来看任何时候的频率都是固定的。
这意味着什么？是的，DVFS即将应用在桌面处理器上。当然，在移动处理器领域，英特尔为产品降低功耗的努力也没有停止。不久前发布的Montevina迅驰2平台中，其处理器Penryn的电源管理又有进一步改进，在Merom上已经使用C4e(EnhancedDeeper Sleep)模式发展为C6(Deep PowerDown)模式。在C-State闲置状态下，处理器不但能够进行独立核心的电源管理操作，还可以将电源管理的模块更细分化，甚至可以关闭一级缓存，以节省更多的电力。
当英特尔为降低处理器的功耗而努力之时，它的老对手AMD也没闲着，于是我们就在其最新的Puma平台上看到了改进后的电源管理技术。Puma平台中重要的组成部分Griffin处理器采用一种经过改进的分隔电源层技术，原理上与Nehalem即将使用的技术类似。该技术允许处理器各核心以及I/O控制器以不同的电压和不同的工作频率独立运作。Griffin能够独立控制两个核心的电压与频率，能更高效地执行DVFS操作。若是处理器仅处于单线程的任务时，允许只使用一个核心负责运算，另一个核心进入深度节能状态甚至是关闭。除了核心外，I/O控制器亦拥有独立的供电电路和管理系统，能根据运行的任务不同而关闭不需要的I/O控制器，或是根据数据量的大小而调节I/O控制器的带宽，从而达到降低能耗的目的。不过Puma平台刚刚面市，Griffin处理器拥有的能耗管理技术到底能发挥多大的作用还需我们持续关注。
高功耗新贵GPU的省电之法
与处理器相比，另一个耗电大户GPU在节能方面走得也不慢。ATI早在RV670上就应用了之前用在笔记本GPU上的PowrPlay。与移动处理器相似，PowerPlay提供了DVFS技术，支持PCI Express总线从x1到x16的智能切换，此外PowerPlay还能关闭GPU不使用的电路来降低功耗。遗憾的是，运用PowerPlay的RV670并不稳定，有些游戏必须把PowerPlay关闭才能顺利运行。因此，已收购ATI的AMD在RV770上市之初并没有开放PowerPlay，不过据悉RV770稍后会通过刷BIOS来获取一个修正版的PowerPlay，在AMD最新的GPU上享受PowerPlay带来的节能效果指日可待。
显卡除了努力控制自身的功耗外，还设法通过其它方法降低功耗—NVIDIA的Hybrid SLI技术和AMD的PowerXpress技术。这两项技术实现的前提是：将支持该技术的相同厂商（指芯片的设计厂商）的芯片组与独立显卡进行组合使用，如nForce MCP78芯片组搭配GeForce 9800GTX，或是780G芯片组搭配Ra d e on HD3870。它们的原理是当3D运算量低的时候，仅使用集成显卡，关闭独立显卡。若是3D运算量高，则启动独立显卡进行运算，这样既能保证性能方面的需求，又能减少能耗。虽然这两项技术 并不是从本质上降低硬件的功耗，但仍不失为一道节能妙方。
其它硬件的发展状况
内存虽然在绝对耗电量上并不算高，但在笔记本电脑等移动设备上，每个部分对功耗的节省都会带来更长时间的续航时间。奇梦达在今年旧金山举行的Datacenter Dynamics研讨会中，就发表了其2GB和4GB低电压DDR3服务器内存模块在节能方面的成果。在1.35V的电压下，低电压DDR3内存可较其1.5V的标准服务器模块节省10%～15%的电能。据悉，奇梦达同样会把低电压DDR3内存引入到新一代笔记本产品中去。无独有偶，日本尔必达公司也计划在今年10月份推出使用65nm工艺制造的DDR3内存，其中一款运行在1600MHz频率下的产品电压同样只需1.35V，比标准电压低10％，所需运行电流更是低35％，自然能有效降低功耗。
不光是单个硬件，整个系统平台的节能控制也有着重要的意义。在今年举行的Research@Intel研究日活动上，英特尔展示了一项名为“Plat form PowerManagement”的PC新型节能技术。这项技术的关键在于监视系统操作和智能供电控制，将系统中暂不使用部分的电源切断，而只对必要的元件进行供电。例如没有连接USB设备就不对USB接口进行供电，输出图像不发生变化就不对图像输出电路供电等等。据称，利用这项技术的产品目前在待机或低负载情况下可以将电能消耗减少30%以上，而将来的目标是无论空闲或高负载情况都能减少50%。如果该技术能尽快实现，那么不仅是PC，其它所有平台都将从这项技术中获益。
节能，由用户习惯出发
虽然产品硬件层面的节能技术是最直接最有效的，但我们同时也不能忽视用户对产品的使用习惯。厂商针对这些使用习惯而开发出的节能技术或相应控制软件，也将是达到产品节能的有效措施。
我们身边不少人都有这样的习惯，退出Windows操作系统后，不关显示器也不切断电源；挂机下BT或是暂时离开电脑时也不关显示器，让它自动进入待机状态，为了下次使用时能更快启动。要知道，显示器在待机状态时仍然要消耗一定的电能，长期如此岂不浪费资源。而富士通-西门子首次推出的一款零功耗待机LCD显示器就很好地解决了这个问题。据称待机零功耗的实现来自于显示器中具有的太阳能电池板和储存能量的电容器。当显示器无信号输入时，主电源自动切断，这时电容器中储存的电荷就可以供待机时使用，而太阳能电池板最多能提供5天的能量以维持零功耗，当PC信号到来时显示器又能自动开启。
再来看一个控制软件方面的。虽然在硬盘领域已经有像西部数据Caviar GP系列这样，通过降低磁盘转速来实现减少能耗的产品，但仍然有厂商觉得不够，他们还需要能让硬盘更省电的方法，Xyratex公司就是其中之一。我们知道硬盘中主要的电能消耗就来自驱动器，而Xyratex为了降低硬盘的耗电量，在它们的最新StorView软件中建立用电管理功能，实现了让用户停止驱动器运行的策略，也就是磁盘停转技术。而通过停止驱动器运转，甚至能节约40%的电能。
别光指望着厂商能为我们提供各式各样的新型节能技术，其实如果我们平时能多注意改变自己的一些使用习惯，同样能为节能事业有所贡献。比如用好笔记本电脑的电源管理软件、离开座位时关闭显示器或让电脑进入待机状态、调低显示器的亮度等等。当厂商不用再为消费者的使用习惯而设计节能方案时，或许才是最理想的状况。
充电，被遗忘的节能一角
数码设备诸如手机、笔记本电脑、相机的普及使得充电几乎成为我们每天的必修课。但你想过充电也会造成能源浪费吗？可别小看它，充电器转换效率低下的毛病让我们在充电时要浪费不少的电能。不过现在有新的规范来约束它了，前段时间能源之星发布了2.0版外部电源能效规范，大幅提高了工作频率要求，同时进一步降低待机功耗要求，以减少充电器在充电过程中浪费的电能。该规范与其它任何规范或标准相比，提出了更严格的带载效率要求和更低的空载功耗要求。例如，为了满足新规范，2.5W（5V，0.5A）外部电源的最低效率必须达到72.3%，而现行能源之星规范的要求是效率为63.5%，同时也高于美国《2007能源独立和安全法案》所规定的64.5%的标准。新规范要求空载功耗应低于300mW，而能源之星1.1版的要求为500mW。
除了在提高充电器效率上做文章外，厂商们还试图通过统一AC适配器来实现节能。Green Plug公司正在推广名为“Intelligent Power Supply”的通用AC适配器，这种AC适配器统一各产品的AC适配器技术指标，可以让不同电子产品使用同一AC适配器进行充电，减少待机时消耗的电能。通用AC适配器的转换效率不如专用AC适配器，但是如果考虑到不使用时的待机功率，还是通用AC适配器的整体耗电量更低。假设一个专用AC适配器的待机功率为0.5W，如果同时使用4个，就要消耗2W的功率。与此相比，通用AC适配器的待机功率总共为0.5W左右。也就是说，如果把4个专用AC适配器换成1个通用AC适配器，待机功率就能降低到1/4。由于充电是一个具有普遍意义的问题，如果该标准能得到广泛应用，那么获得的节能回报也是相当巨大的。
写在最后
能源价格越来越高、环境压力与日俱增，高能耗就意味着高的使用成本与环境压力。在这一背景上，厂商亦意识到高效低能耗的产品才是大势所趋，消费者也不例外。或许在将来，我们购买IT产品时更多考虑的是性能/瓦特比而非性能/价格比。当然，身为媒体人的我们也同样有责任和义务去倡导绿色环保的理念，2008年6月下的环保特刊、《微型计算机》绿色环保行活动、为奖励在节能降耗以及推广环保方面有突出贡献的产品而专门设立的“绿色产品编辑推荐奖”……在绿色环保的道路上，《微型计算机》在行动。我们有理由相信，在厂商的努力、媒体的宣传以及用户的配合下，再加上更多节能标准的确定与实施，绿色节能必将成为今后IT产品长期发展的基调。
我们不能以点概面，被表象所迷惑。单个来看，如今IT产品的功耗的确降低了不少，但我们似乎忘记了它们的使用量也已远超被它们所替代的产品，如果在它们耗电量上加上一个“亿”字，你就会发觉能耗亦是十分惊人的。这就犹如我国人口与资源的问题，人均资源使用量虽少，但是当乘以13亿以后，那就是一个巨大的压力了。所以在这个到处充斥着IT产品的时代，如何有效控制IT产品的能耗是需要长期持续下去的工作。还好，我们看到许多相关厂商亦耕耘在绿色节能领域，运用新技术控制IT产品的能耗，在增强产品竞争力的同时也承担着其应有的社会责任。
节能，由设计制造入手
通过硬件层面上技术的改进来对IT产品的功耗进行控制，是最直接也最有效的。对于IT产品中无处不在的半导体芯片来说，其功耗主要来自动态功耗与静态功耗两个部分。动态功耗主要产生自切换电流以及负载电容对元件的充放电；静态功耗则来自芯片内部的电路在不通电时的小量电流泄漏。除了这二者之外，还有内部短路功耗，但是其对整体功耗的影响较小。要有效解决问题，必须对症下药，而“病症”的关键是对动态功耗的控制。
耗电大户处理器的节能之路
处理器作为传统的耗电大户，其功耗自英特尔Pentium 4出现以来就很受人关注。Pentium 4的高频、高性能所带来的高功耗为人所诟病，直到移动处理器Pentium M面世后才有所转变。Pentium M虽然频率不高，但其在保证性能的前提下拥有更低的功耗，因此颇受好评，甚至不少厂商还专门推出了能支持它的台式机主板或转接器，让不少DIYer也能把Pentium M请到台式机上去。至此高能低耗在处理器领域开始成为厂商与用户追求的境界。现在回顾一下，Pentium M除了在当时堪称优秀的架构以及运用新制程外，其先进的电源管理技术亦是它成功的关键。对动态功耗来说，耗电情况跟驱动电压的平方、频率与负载电容成正比关系，因此必须尽可能降低这个三个数值。而移动处理器的驱动电压已接近下限，若是再降低就很可能造成不稳定；虽然频率降低了可以用较低的电压运行，但这会影响处理器的性能，所以通过动态电源管理（Dynamic PowerManagement）才是可行之道。PentiumM应用的DVFS（Dynamic Voltage andFrequency Scaling，动态电压与频率调节）技术正是因为能够允许处理器按照实际运行的需求，动态调节不同频率与电压，所以才达到了降低功耗的目标。现在，DVFS技术不论是在英特尔还是AMD的移动处理器中，都得到了广泛应用。
一直以来，DVFS技术都主要应用在移动处理器上，但或许不久之后，我们就能在桌面平台上享受到它所带来的节能效果。今年第四季度，英特尔将会发布新核心的桌面处理器—Nehalem。而在6月中旬夏威夷召开的超大规模集成电路技术研讨会上，来自英特尔的Rajesh Kumar透露了一些有关Nehalem的消息。其中一条就是Nehalem的所有内部模块，包括处理核心、内存控制器、I/O界面都会运行在非耦合状态下，因此英特尔可以独立地调节它们的频率和电压。Kumar还提到了Nehalem的自适应频率发生系统。Nehalem会根据实际功耗在每个循环内调整自己的频率，结果就是可以在特定电压上提高频率，或者在特定频率下降低电压。不过，Nehalem每过几个循环就会对不同的时钟频率取平均值，因此从外部来看任何时候的频率都是固定的。
这意味着什么？是的，DVFS即将应用在桌面处理器上。当然，在移动处理器领域，英特尔为产品降低功耗的努力也没有停止。不久前发布的Montevina迅驰2平台中，其处理器Penryn的电源管理又有进一步改进，在Merom上已经使用C4e(EnhancedDeeper Sleep)模式发展为C6(Deep PowerDown)模式。在C-State闲置状态下，处理器不但能够进行独立核心的电源管理操作，还可以将电源管理的模块更细分化，甚至可以关闭一级缓存，以节省更多的电力。
当英特尔为降低处理器的功耗而努力之时，它的老对手AMD也没闲着，于是我们就在其最新的Puma平台上看到了改进后的电源管理技术。Puma平台中重要的组成部分Griffin处理器采用一种经过改进的分隔电源层技术，原理上与Nehalem即将使用的技术类似。该技术允许处理器各核心以及I/O控制器以不同的电压和不同的工作频率独立运作。Griffin能够独立控制两个核心的电压与频率，能更高效地执行DVFS操作。若是处理器仅处于单线程的任务时，允许只使用一个核心负责运算，另一个核心进入深度节能状态甚至是关闭。除了核心外，I/O控制器亦拥有独立的供电电路和管理系统，能根据运行的任务不同而关闭不需要的I/O控制器，或是根据数据量的大小而调节I/O控制器的带宽，从而达到降低能耗的目的。不过Puma平台刚刚面市，Griffin处理器拥有的能耗管理技术到底能发挥多大的作用还需我们持续关注。
高功耗新贵GPU的省电之法
与处理器相比，另一个耗电大户GPU在节能方面走得也不慢。ATI早在RV670上就应用了之前用在笔记本GPU上的PowrPlay。与移动处理器相似，PowerPlay提供了DVFS技术，支持PCI Express总线从x1到x16的智能切换，此外PowerPlay还能关闭GPU不使用的电路来降低功耗。遗憾的是，运用PowerPlay的RV670并不稳定，有些游戏必须把PowerPlay关闭才能顺利运行。因此，已收购ATI的AMD在RV770上市之初并没有开放PowerPlay，不过据悉RV770稍后会通过刷BIOS来获取一个修正版的PowerPlay，在AMD最新的GPU上享受PowerPlay带来的节能效果指日可待。
显卡除了努力控制自身的功耗外，还设法通过其它方法降低功耗—NVIDIA的Hybrid SLI技术和AMD的PowerXpress技术。这两项技术实现的前提是：将支持该技术的相同厂商（指芯片的设计厂商）的芯片组与独立显卡进行组合使用，如nForce MCP78芯片组搭配GeForce 9800GTX，或是780G芯片组搭配Ra d e on HD3870。它们的原理是当3D运算量低的时候，仅使用集成显卡，关闭独立显卡。若是3D运算量高，则启动独立显卡进行运算，这样既能保证性能方面的需求，又能减少能耗。虽然这两项技术 并不是从本质上降低硬件的功耗，但仍不失为一道节能妙方。
其它硬件的发展状况
内存虽然在绝对耗电量上并不算高，但在笔记本电脑等移动设备上，每个部分对功耗的节省都会带来更长时间的续航时间。奇梦达在今年旧金山举行的Datacenter Dynamics研讨会中，就发表了其2GB和4GB低电压DDR3服务器内存模块在节能方面的成果。在1.35V的电压下，低电压DDR3内存可较其1.5V的标准服务器模块节省10%～15%的电能。据悉，奇梦达同样会把低电压DDR3内存引入到新一代笔记本产品中去。无独有偶，日本尔必达公司也计划在今年10月份推出使用65nm工艺制造的DDR3内存，其中一款运行在1600MHz频率下的产品电压同样只需1.35V，比标准电压低10％，所需运行电流更是低35％，自然能有效降低功耗。
不光是单个硬件，整个系统平台的节能控制也有着重要的意义。在今年举行的Research@Intel研究日活动上，英特尔展示了一项名为“Plat form PowerManagement”的PC新型节能技术。这项技术的关键在于监视系统操作和智能供电控制，将系统中暂不使用部分的电源切断，而只对必要的元件进行供电。例如没有连接USB设备就不对USB接口进行供电，输出图像不发生变化就不对图像输出电路供电等等。据称，利用这项技术的产品目前在待机或低负载情况下可以将电能消耗减少30%以上，而将来的目标是无论空闲或高负载情况都能减少50%。如果该技术能尽快实现，那么不仅是PC，其它所有平台都将从这项技术中获益。
节能，由用户习惯出发
虽然产品硬件层面的节能技术是最直接最有效的，但我们同时也不能忽视用户对产品的使用习惯。厂商针对这些使用习惯而开发出的节能技术或相应控制软件，也将是达到产品节能的有效措施。
我们身边不少人都有这样的习惯，退出Windows操作系统后，不关显示器也不切断电源；挂机下BT或是暂时离开电脑时也不关显示器，让它自动进入待机状态，为了下次使用时能更快启动。要知道，显示器在待机状态时仍然要消耗一定的电能，长期如此岂不浪费资源。而富士通-西门子首次推出的一款零功耗待机LCD显示器就很好地解决了这个问题。据称待机零功耗的实现来自于显示器中具有的太阳能电池板和储存能量的电容器。当显示器无信号输入时，主电源自动切断，这时电容器中储存的电荷就可以供待机时使用，而太阳能电池板最多能提供5天的能量以维持零功耗，当PC信号到来时显示器又能自动开启。
再来看一个控制软件方面的。虽然在硬盘领域已经有像西部数据Caviar GP系列这样，通过降低磁盘转速来实现减少能耗的产品，但仍然有厂商觉得不够，他们还需要能让硬盘更省电的方法，Xyratex公司就是其中之一。我们知道硬盘中主要的电能消耗就来自驱动器，而Xyratex为了降低硬盘的耗电量，在它们的最新StorView软件中建立用电管理功能，实现了让用户停止驱动器运行的策略，也就是磁盘停转技术。而通过停止驱动器运转，甚至能节约40%的电能。
别光指望着厂商能为我们提供各式各样的新型节能技术，其实如果我们平时能多注意改变自己的一些使用习惯，同样能为节能事业有所贡献。比如用好笔记本电脑的电源管理软件、离开座位时关闭显示器或让电脑进入待机状态、调低显示器的亮度等等。当厂商不用再为消费者的使用习惯而设计节能方案时，或许才是最理想的状况。
充电，被遗忘的节能一角
数码设备诸如手机、笔记本电脑、相机的普及使得充电几乎成为我们每天的必修课。但你想过充电也会造成能源浪费吗？可别小看它，充电器转换效率低下的毛病让我们在充电时要浪费不少的电能。不过现在有新的规范来约束它了，前段时间能源之星发布了2.0版外部电源能效规范，大幅提高了工作频率要求，同时进一步降低待机功耗要求，以减少充电器在充电过程中浪费的电能。该规范与其它任何规范或标准相比，提出了更严格的带载效率要求和更低的空载功耗要求。例如，为了满足新规范，2.5W（5V，0.5A）外部电源的最低效率必须达到72.3%，而现行能源之星规范的要求是效率为63.5%，同时也高于美国《2007能源独立和安全法案》所规定的64.5%的标准。新规范要求空载功耗应低于300mW，而能源之星1.1版的要求为500mW。
除了在提高充电器效率上做文章外，厂商们还试图通过统一AC适配器来实现节能。Green Plug公司正在推广名为“Intelligent Power Supply”的通用AC适配器，这种AC适配器统一各产品的AC适配器技术指标，可以让不同电子产品使用同一AC适配器进行充电，减少待机时消耗的电能。通用AC适配器的转换效率不如专用AC适配器，但是如果考虑到不使用时的待机功率，还是通用AC适配器的整体耗电量更低。假设一个专用AC适配器的待机功率为0.5W，如果同时使用4个，就要消耗2W的功率。与此相比，通用AC适配器的待机功率总共为0.5W左右。也就是说，如果把4个专用AC适配器换成1个通用AC适配器，待机功率就能降低到1/4。由于充电是一个具有普遍意义的问题，如果该标准能得到广泛应用，那么获得的节能回报也是相当巨大的。
写在最后
能源价格越来越高、环境压力与日俱增，高能耗就意味着高的使用成本与环境压力。在这一背景上，厂商亦意识到高效低能耗的产品才是大势所趋，消费者也不例外。或许在将来，我们购买IT产品时更多考虑的是性能/瓦特比而非性能/价格比。当然，身为媒体人的我们也同样有责任和义务去倡导绿色环保的理念，2008年6月下的环保特刊、《微型计算机》绿色环保行活动、为奖励在节能降耗以及推广环保方面有突出贡献的产品而专门设立的“绿色产品编辑推荐奖”……在绿色环保的道路上，《微型计算机》在行动。我们有理由相信，在厂商的努力、媒体的宣传以及用户的配合下，再加上更多节能标准的确定与实施，绿色节能必将成为今后IT产品长期发展的基调。