At lave computere, mobile enheder mere energieffektive

En computers cache er en del af hukommelsen, hvor ofte brugte elementer gemmes for at fremskynde behandlingen. Hvis du ofte besøger de samme websteder på din telefon, for eksempel, din telefon gemmer muligvis oplysninger om disse websteder, så din browser eller app ikke behøver at downloade den igen hver gang.

University of Arizona, professor i elektrisk og computeringeniør Tosiron Adegbija, sammenligner en computers hovedhukommelse og dens cache med et køleskab og et minikøleskab. Hvis han vågner sulten efter en midnatssnack hver eneste nat, han kan begynde at opbevare snacks i et minikøleskab ved sin seng, frem for at tage sig tid til at gå hen til køkkenkøleskabet hver gang.

"Minikøleskabet er som cachen, mens køleskabet i køkkenet er hovedhukommelsen, " sagde han. "Når jeg ved, at jeg ofte har brug for ting, Jeg opbevarer dem i mit minikøleskab, så jeg væsentligt kan reducere, hvor lang tid det tager at hente dem. Den er lille, selvom, så jeg kan ikke passe alt derinde."

Adegbija forsker i teknikker til effektivt at udnytte et materiale kaldet spin-transfer torque random access memory, eller STTRAM, som et alternativ til statisk RAM i computercaches. STTRAM kan lagre den samme mængde data som statisk RAM ved kun at bruge en fjerdedel til en niendedel af pladsen, hvilket gør det særligt nyttigt for ressourcebegrænsede enheder som mobiltelefoner og tablets.

Lavere energiforbrug er nøglen

Mens de reducerer den tid, det tager at få adgang til og køre programmer på computerenheder, caches øger strømforbruget, hvilket gør dem dyre. Imidlertid, hvis omhyggeligt designet, de kan også gøre computere mere energieffektive.

"Hvis du reducerer, hvor meget tid du bruger på at få adgang til data, du kan også bruge mindre energi på trods af at du bruger mere strøm, " sagde Adegbija. "Min forskning udforsker nye måder at drage fordel af cachens positive egenskaber på og samtidig afbøde dens negative kvaliteter."

Data for de fleste programmer behøver kun at forblive i cachen i op til nogle få hundrede millisekunder, men STTRAM beholder i sig selv data i meget længere tid - op til 10 år. Adegbijas team har fundet ud af, at design af STTRAM-caches til kun at opbevare data så længe, ​​som det er nødvendigt for hvert program, kan reducere energiforbruget med op til 84 %.

Deres forskning fokuserer på at designe STTRAM-caches, der dynamisk og automatisk kan tilpasse sig behovene for forskellige kørende programmer, derved gøre ressourcebegrænsede enheder mere energieffektive.