市場對高性能和新特色產(chǎn)品的持續(xù)需求給便攜設(shè)備的設(shè)計(jì)為員出了種種難題。在許多情況下，設(shè)計(jì)已達(dá)到所允許功耗的極限。計(jì)算機(jī)和電話用戶往往不原使用電池壽命太短的產(chǎn)品。所以，最佳的解決方案是降低電路的功耗--從微處理器開始，它是系統(tǒng)的核心并且消耗的功率最大。

    通常，處理器是最主要的功耗部件，盡管便攜設(shè)備的其他部件也消耗不少功率。例如在筆記本計(jì)算機(jī)中，磁盤驅(qū)動、顯示和圖形電路與微處理器爭用可用電池功率。在通信設(shè)備（如數(shù)字蜂窩電話）中，其RF電路的功耗與基帶處理器的功耗不相上下。所以，做為設(shè)計(jì)工程師必須擬定功率預(yù)算，并確定不同特性的相對優(yōu)先次序。

    在Intel公司出版的“Mobile Power Guidelines 2000”中，建議筆記本計(jì)算機(jī)功率預(yù)算分配5W給微型筆記本計(jì)算機(jī)的處理器，9.5W給全特性筆記本計(jì)算機(jī)的處理器（見表1）。兩種類型筆記本計(jì)算機(jī)都假定包含硬盤驅(qū)動器（功耗1.4W左右），但只有較大型的才包含DVD驅(qū)動器（功耗1.4W）。同樣，微型筆記本計(jì)算機(jī)給顯示器分配的功紡較少（2.8W對4.3W）。正如在Interl例子中可看到的那樣，任何所需功率的削減必須在各個方面進(jìn)行，而不僅僅是在處理器方面。即使微處理器的效率不斷提高，處理器功率的顯著低通常也要對性能加以權(quán)衡。所以，對處理器性能的要求必須與對其他特性（如DVD驅(qū)動器）的要求加以平衡。

困難的相互比較

    不同類型微處理器（CISC，RISC或DSP）的額定功率是不同的，這是因?yàn)樗鼈冡槍Σ煌膽?yīng)用。對于一給定的類型，不同的制造商也規(guī)定在不同條件下的額定功率。功率增加通常正比于工作負(fù)載。所以，微處理器往往被定額為每兆赫時鐘頻率需要多少瓦。但是，其他類型的處理器在某一給定的時鐘頻率下執(zhí)行更多的指令或完成更多次的運(yùn)算。因此，有些廠商喜歡標(biāo)定每瓦功耗完成多少M(fèi)ips（每秒百萬條指令）或MOPS（每秒百萬次運(yùn)算）。

    遺憾的是，廠家兜售的數(shù)值大多并沒有給為們所需的信息。人們希望知道在特定應(yīng)用中在正常工作條件下的功耗。很多微處理器廠商給出在空載條件下的功率，而不是峰值性能。因此，最好的辦法是標(biāo)定一種很近似于實(shí)際應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)測試。Intel 公司對筆記本計(jì)算機(jī)所建議的功率預(yù)算是基于"3-D WinBench"測試的，這種測試包含圖形密集的指令混合比例。因此，針對微型筆記本計(jì)算機(jī)應(yīng)用的帶L2高速緩存的Mobile Pentium II處理器的峰值功率為6W、休眠功率為0.36W、平均3-D WinBench 功率為5W.

    降低功耗的一個方法是在處理器芯片中增加更多外設(shè)元件，以避免需要功耗的線路驅(qū)動器。由于避免了寄生電感和電容，這種方法也有助于改進(jìn)整機(jī)性能。當(dāng)然，增加電路元件仍將會增加芯片的總功耗。

性能提高

    為通用PC和工作站而設(shè)計(jì)的Interlx86和Pentium 微處理器總是需要較大的功率，這是因?yàn)槠浯蟮闹噶钕到y(tǒng)和復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)所致。然而，隨著便攜計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，Interl公司不得不針對移動設(shè)備市場推出其處理器的較低功率型。現(xiàn)在Interl提供Celeron和Pentium II處理器的移動型。移動型Celeron的時鐘頻率高達(dá)366MHz，而移動型433MHz型今年每三季度推出。Interl今年底將推出"Copper-mine"Pentium III的移動型，工作在600MHz以上。

    所的Interl 移動型微處理器現(xiàn)在都采用PGA（引腳網(wǎng)格陣列）插座。原來Celeron處理器為了降低成本不包含L2高速緩存，而而在包含128kB片上L2高速緩存，而Pentium II和Pentium III的L2為256 kB。當(dāng)然，現(xiàn)在所有處理器都包含32 kB L1高速緩存。Celeron型在Intel 的移動型處理器中功耗最低。由于移動型Celeron的"Quick Start"能節(jié)特性，便利處理器的空載功率只有0.4W，而采用MMX技術(shù)的Pentium處理器功率為1.1W。

    通常，較新的處理器比其原先的型號具有更高的功效。使用片上L2高速緩存既提高了性能又在實(shí)際上降低了功耗（與使用同樣大小的外部L2高速緩存相同）。同樣，并行處理技術(shù)是既提高性能又不大幅增加功耗的有效方法。除超標(biāo)量和超流水線硬件結(jié)構(gòu)外，Intel 的新芯片包括用于特殊多媒體指令的SIMD（單指令，多數(shù)據(jù)）處理技術(shù)。大多數(shù)高性能微處理器現(xiàn)在采用0.25μm工藝，而下一代將用0.18μm。所以功率/性能比