Če sta jakost in napetost električni količini, ki povesta vse o potrebah naprav, zakaj se sploh ukvarjamo z njunim zmnožkom, električno močjo. Ker nam ponuja eno in hkrati enostavno količino, ki pove skoraj vse o porabi električne energije. Čeprav ne pove vsega o električnem toku. Električna moč (poraba) 25 W lahko predstavlja 5 A pri 5 V ali 2 A pri 12,5 V, kar pa v večini praktičnih primerov ni pomembno. Obe razmerji bosta namreč praznili baterijo z enako hitrostjo in enako prispevali k mesečnemu računu za elektriko. Nam pa električna moč pove nekaj drugega. Naprava z močjo 50 W bo porabila dvakrat toliko energije kot naprava z močjo 25 W oziroma bo izpraznila enako baterijo dvakrat hitreje. Električna moč pa tako kot električna jakost ni konstantna skozi čas delovanja naprave, razen če ne govorimo o preprostih električnih napravah. Računalniki in pametni telefoni imajo veliko bolj neenakomerno porabo energije. Koliko »amperov« porabijo, s tem pa tudi koliko moči, je odvisno od obremenitve – od tega, kaj delajo. Moderni računalnik, na katerem deluje le operacijski sistem Windows, nismo pa zagnali nobenega programa, troši okoli 60 W (morda celo manj). Če pa zaženemo grafično zahtevno igro, ki zahteva veliko preračunavanja tridimenzionalne grafike, in procesor obremenimo z veliko logičnih in fizičnih izračunov, se lahko zahteva po moči poveča za dva- ali trikrat. Zato je težko ocenjevati čas avtonomije delovanja prenosnika (ali telefona), saj je ta odvisna tudi od tega, kaj bomo na njem počeli, kakšne programe poganjali in kako bodo ti obremenili grafično kartico ali procesor na matični plošči. Drugače povedano: baterija prenosnika, ki zdrži dve uri hude obremenitve, pri neki normalni uporabi, na primer brskanju po spletu, zdrži tudi do šest ur.

Poraba energije je bistvena pri napravah zabavne elektronike, pa ne zato, kjer je nižja poraba dobra za okolje ali ker tako uporabnik plača manj za elektriko. Pred leti se je veliko govorilo o zelenem računalništvu, vsepovsod je bilo polno navodil, kako zmanjšati porabo, na koncu pa se je izkazalo, da se domači uporabniki na to požvižgajo, saj so prihranki na ravni enega uporabnika ali družine zanemarljivo majhni. Drugače je pri velikih podjetjih z več deset strežniki in več sto računalniki, saj se prihranek na vsakem pozna v seštevku vseh. Za domače uporabnike je pomembnejše, da bolj energetsko učinkoviti prenosniki, tablični računalniki in telefoni zdržijo dlje časa delujoči le na baterije.

Poti do nižje porabe naprav je več. Nekatere uporabnik vidi, jih občuti, na primer, da se zaslon naprave izključi sam, ko naprava zazna, da jo uporabnik določen čas ni uporabljal. Prenosnike spravimo v stanje spanja, ko porabijo zelo malo energije, hkrati pa je strojni del pripravljen za hitro obuditev (zagon). V nastavitvah operacijskih sistemov je še cela vrsta možnosti v delu za napredno upravljanje s porabo, kot je tista, ki ustavi vrtenje diskov po določenem času neaktivnosti. Največji napredki pa so uporabniku skriti. Eden od njih je nadaljevanje zmanjševanja elementov v procesorju. Intelovi procesorji Ivy Bridge so glede zmogljivosti blizu procesorjem Sandy Bridge, ker pa so narejeni v 22-nm tehnologiji, namesto 32-nm, kar pomeni, da so najmanjši elementi v čipu za 30 odstotkov manjši, zahtevajo za delovanje nižjo napetost. V praksi to pomeni, da enako obremenjen procesor Ivy Bridge porabi za enako delo več kot deset odstotkov manj energije. Manjša napetost pomeni manj segrevanja, zato manj energije porabijo sistemi hlajenja. V teoriji, saj je Intel pri nekaterih procesorjih raje uporabil cenejše snovi za odvajanje toplote. Procesorji postajajo tudi pametnejši in nadzirajo lastno porabo. Sistem SpeedStep, predstavljen že pri procesorju Pentium III, samodejno prilagaja frekvenco delovanja procesorja, s tem pa tudi njegovo porabo glede na potrebe. Zmanjša frekvenco delovanja, ko ni potrebe po največjih zmogljivostih procesorja. Pri novejših procesorjih je sistem prerasel v tehnologijo Turbo Boosts, ki dinamično prilagaja »uro« (frekvenco) posameznih jeder gor ali dol, kakor je najbolj optimalno. Moderni procesorji varčujejo z energijo tudi tako, da selektivno popolnoma izklapljajo notranje funkcije, ki niso potrebne, ter jih zbujajo, ko so. Drugače povedano, brskate po spletu in uporabljate namizne aplikacije, ne da bi po nepotrebnem izgubljali energijo na jedrih in grafičnih zmogljivostih, ki bi bili v stanju mirovanja (neuporabe). Zadnja Intelova arhitektura Haswell koncept širi naprej, saj predvideva vključitev še nekaterih elementov računalnika in krmilnikov pogonov v procesor, s tem pa možnost njihovega selektivnega izklapljanja. Tako naj bi bil prihranek pri porabi energije novih računalnikov lahko do 50-odstoten. Procesor Haswell je trenutno največ, kar je industrija sposobna narediti glede varčevanja z energijo.

Za konec poglejmo še eno količino, ki se pojavlja pri opisovanju porabe energije procesorjev. Eno je poraba električne moči, zanjo smo videli, da ni stalna, temveč odvisna od obremenjenosti procesorja, druga pa TDP ali »thermal design power«. Zavajajoče je, da se tudi ta količina »meri« v vatih. Gre za količino energije, ki jo mora procesor razpršiti (odvesti), da se prepreči njegovo pregrevanje. Na primer, element z 12 W TDP lahko hladimo z zelo majhnim ventilatorjem, tistega s 95 W TDP pa z veliko večjim. Definicija TDP-ja je v resnici definirana precej ohlapno, za splošno razumevanje pa jo lahko razumemo kot teoretično največjo električno moč, ki jo procesor »porablja«, ko z vso močjo delujejo vsi njegovi deli. Primerjati podatke o TDP-ju različnih generacij procesorjev zato nima pravega smisla. Sploh če ne upoštevamo njihove zmogljivosti. Zmogljivost procesorja Core i5 je približno 20-krat večja od zmogljivosti Pentiuma III, pri tem pa njegov TDP ni narasel za enak faktor. Zaradi omenjenih tehnologij upravljanja s porabo je pri praktični uporabi ta najvišja TDP »voltaža« redko dosežena. Pri procesorjih Ivy Bridge je pričakovati, da bodo večino časa delovanja v stanju izklopljenih notranjih funkcij in močnega znižanja hitrosti delovanja, pri tem bo poraba le delček porabe procesorja Pentium III, zmogljivost pa višja.

Podatke o TDP-ju moramo upoštevati le takrat, ko se lotimo sami sestavljati računalnik. V tem primeru se moramo prepričati, da napajalnik zadosti potrebam oziroma da je jakost toka v amperih na 12-vatnem priključku napajalnika dovolj visoka. V nasprotnem primeru lahko računalnik postane nestabilen, ko deluje na svojih skrajnih mejah. Velja tudi prepričanje, da čim nižji je TDP, tem nižja je poraba. Izkaže pa se, da TDP v resnici ni zanesljivo vodilni v realnem svetu porabe električne energije kot tudi ne zanesljivi kazalec o trajanju baterij.

Moj mikro, november december 2013 | Jan Kosmač