[188430] Tecnologias para aumentar a duração das baterias – 2

Semana passada, na parte 1 deste artigo , comecei apresentando as tecnologias para economizar baterias ligadas ao processador e otimização de acesso à memória. Iniciei o tema ligado aos displays de LCD, grande vilão nos notebooks. Esta semana vou detalhar mais ainda as criativas formas de economia para os displays e apresentar outras tecnologias ligadas ao sistema de discos e o enfoque do software neste problema.

Display Power Savings Technology : Esta é a parte que mais me surpreendeu. Existem várias pesquisas e iniciativas para melhorar o consumo do LCD dos notebooks. Algumas óbvias, algumas surpreendentes. Intel e Toshiba (fabricante de painéis LCD para notebooks) estão juntas nesta empreitada. Algo que já existia mais foi aperfeiçoado é a tecnologia de controle da luminosidade do LCD em função da luz ambiente, com ganhos potenciais de até 25% . Além do controle da intensidade, uma forma de intensificar a imagem sem aumentar o consumo de energia, permite melhorar a legibilidade da tela.

Display P-States Optimization :Detecta o tipo de conteúdo sendo exibido no display. No caso de movimentações rápidas como jogos, filmes, etc. mantém a taxa de “refresh” do LCD (quantas vezes ocorre o redesenho da tela) em 60 Hz (60 vezes por segundo). No caso de conteúdos mais parados, diminui a taxa de refresh para até 40 hz. Essa simples mudança pode trazer um ganho de 17% a 25% no consumo de energia do LCD.

Dynamic Display Power Optimization :Conhecida como D2PO. Também depende do tipo de conteúdo sendo exibido no display mas obtém ganhos por outra forma. No caso conteúdos mais parados trabalha a geração da tela no modo entrelaçado . Em monitores CRT convencionais uso de entrelaçamento no sinal de vídeo gera um desconforto visual imenso, mas como a tecnologia LCD é diferente isso não acontece e essa pequena mudança é capaz de trazer cerca de 25% de economia no consumo de energia do LCD.

A Toshiba ainda tem mais outras linhas de pesquisas bem adiantadas e promissoras que são Led Backlight , Transreflective Mode entre outras. O esforço dos japoneses é notável e aponta para ganhos ainda mais dramáticos para o futuro. Em displays para ultra-mobile PCs, cujo tamanho é de 5.6 polegadas (SVGA Wide), o nível atual de consumo é de 1.49w com previsão de queda para 0.60w já em 2007 e 0.45w em 2009..

Com este conjunto recursos, que virão na plataforma Santa Rosa, em começo de 2007 é possível uma economia total de até 1.5 watt. Se isso parece pouco para você saiba que este watt e meio faz toda a diferença. Quando testei um notebook Core Duo recentemente, usei o programa RIGHTMARK para acompanhar seu consumo de energia. Em modo de economia (baterias) ele gasta cerca de 9 a 10 watts no total. Este 1.5 watt é capaz de melhorar em torno de 15% a 20% no total, ou quase uma hora a mais. É bem considerável. Veja um resumo disso na figura abaixo. Além disso outras iniciativas da Toshiba e Hitachi (mostradas abaixo) ainda não consideradas irão elevar ainda mais esta economia.

A, fabricante de discos rígidos para notebooks é outro gigante que está garimpando cada watt, ou melhor, miliwatt (mw) em seus produtos visando diminuir o consumo de seus produtos. Ela desenvolveu uma tecnoligia chamada Adaptive Power Management que procura abreviar o tempo de consume máximo de energia dos discos rígidos. O príncipio existente é que os discos atuais têm 3 níveis diferentes de consumo : FULL POWER, IDLE e STANDBY. Com a nova tecnologia são 5 estados diferentes : PERFORMANCE IDLE, FAST IDLE, LOW POWER IDLE, e STANDBY. Pode ser feita uma analogia SPEEDSTEP da Intel, ou seja, de acordo com a necessidade o nível de energia dos discos varia buscando o ótimo consumo. Quanto menos energizado o disco mais ele pode demorar para atuar em plena carga. Por isso que existem 5 níveis para haver melhor resposta no momento específico. Além disso no processo atual os intervalos de tempo de transição entre um estado de energia e outro é fixo. Na forma nova (por isso Adaptive Power Management) as transições ocorrem de forma dinâmica e auto ajustadas visando obter o máximo desempenho com o menor gasto de energia. A Hitachi proclama que pode obter cerca de 22% de ganho com esta tecnologia, que se somada aos ganhos da futura plataforma Santa Rosa significa mais autonomia para as baterias.

Ficou claro para mim que fazer render mais cada mw das baterias é um mega projeto e que depende de várias parte (como foi visto acima). Um dos lados interessados e também muito importante é o componente software. No caso a , com seu novo sistema operacional VISTA também visa economias sensíveis. Durante o início da fase Beta do Vista houve informações desencontradas dizendo que sua nova interface gráfica AERO seria uma verdadeira “draga” de energia. Isso não se confirmou, pois a Microsoft incluiu no novo sistema operacional uma série de melhorias de software e na plataforma para os desenvolvedores de forma a atacar este problema. Uma das tecnologias é semelhante a da Intel Robson, que consiste no uso de memórias não voláteis como Flash e Pen Drives para cache de conteúdos, evitando o uso dos HDs mecanicamente. O Vista também já suporta os HDs híbridos com cache não volátil para obter o mesmo benefício. Outra iniciativa interessante é a otimização do tempo para entrar e retornar de STANDBY e HIBERNATE que são métodos antigos para “congelar” o notebook com baixíssimo ou pouco gasto de energia. Porém muita gente não usa estes recursos pois não quer esperara a “ida” e a “volta” destes estados de energia. No Vista isso foi muito melhorado (isso eu vou testar e conferir pessoalmente!!).

No lado do desenvolvimento das aplicações o Vista introduz um modo “AWAY” que se corretamente usado pelo desenvolvedor permite que o sistema use menos energia quando o usuário não estiver interagindo com a aplicação e a mesma estiver inativa. Todas as ações maiôs críticas e que demandam mais energia como indexação de conteúdo, cacheamento de dados e sincronização de dados são feitos preferencialmente em modo A/C, ou seja, com o notebook na tomada elétrica.

Na visão da Microsoft o software é um componente muito importante nessa luta por mais horas de uso da bateria pois no final é ele que demanda os recursos de hardware que por sua vez consomem de fato a energia. Por isso todas as iniciativas no lado do sistema operacional e das aplicações são muito importantes para o resultado final.

Eu sinto que isso tudo ainda é só o começo. Muito ainda está por vir pois o modelo de uso pretendido para notebooks é de autonomias da ordem de 12 horas, acima da meta inicial da Intel de 8 horas de anos atrás. Eu espero inovações também nas baterias propriamente ditas pois desde que Alessandro Volta inventou as pilhas elétricas o princípio de extrair energia elétrica de reações químicas não mudou muito. Materiais com certeza progrediram como os íons de lítio que nos permitiram subir um novo degrau na solução deste problema. Quem sabe células de energia pequenas e de baixo custo… Mas por conta da complexidade deste imenso problema que julgo louvável o esforço conjunto de tantas partes visando o progresso da tecnologia.

Mais informações podem ser encontradas periodicamente no site www.eblwg.org que é da organização composta por dezenas de fabricantes que persegue maior autonomia das baterias (EBLWG-Extending Battery Life Group).