Virranhallintaa

Virranhallinta on termi, jolla tarkoitetaan laitteen tai järjestelmän energiankäytön suunnittelua, toteutusta ja optimointia. Sen tavoitteena on pidentää akkukestoa tai toimintasäiliä, vähentää energianhukkaa, hallita lämpötilaa ja säilyttää riittävä suorituskyky sekä vasteaika. Virranhallintaa sovelletaan sekä pienissä mobiililaitteissa että suurissa palvelinjärjestelmissä sekä teollisissa järjestelmissä.

Laitteistossa virranhallinta kattaa sähkönjakelun ja virtalähteet, kuten tehopiirit, regulaattorit ja virtageneraattorit. Yleisiä rakennuspalikoita ovat virranhallintapiirit (PMIC), dynaaminen jännitteen ja taajuuden säätö (DVFS, dynamic voltage and frequency scaling), ja teholokit sekä virtakatkaisun mahdollisuudet eri tiloissa.

Ohjelmistossa keskitytään energian käytön hallintaan käyttötapauksissa: prosessien ajoitus, lepotilat sekä heräyslogiikka, ja järjestelmän tilan hallinta kokonaisuutena. Yleisiä mekanismeja ovat dynaaminen taajuus- ja jännitesäädöt sekä kellonlukituksen pelkästään aktiivisessa tilassa, valvontalogiikka ja valmiustilat kuten lepo ja syvä lepo. Käyttöjärjestelmät tarjoavat ominaisuuksia, kuten valmiustilat ACPI- standardin kautta, sekä Linux-ympäristössä cpufreq- ja cpuidle-rajapinnat.

Sovelluskohteita ovat älypuhelimet, kannettavat tietokoneet, työasemat, palvelimet ja teollisuuslaitteet. Haasteina ovat suorituskyvyn ja energiankulutuksen tasapainottaminen, lämpöhallinta sekä turvallisuus. Tulevaisuudessa virranhallinta tiivistyy entistä joustavampiin, ohjelmisto- ja laitteistokiinteisiin ratkaisuihin sekä kehittyneisiin akunhallinta- ja tekoälypohjaisiin optimointeihin.