專家點津：多核處理器將如何改變電源管理？
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隨著消費者不斷要求智能手機、平板電腦、PC 等設(shè)備增加新功能和提高性能，多核處理器從此取代了傳統(tǒng)的單核設(shè)備。
各大廠商最新推出的多媒體應(yīng)用處理器采用了ARM Cortex-A9 或 Cortex-A15 等先進的內(nèi)核架構(gòu)，提供單核、雙核和四核等性能各異的版本。
ARM的不對稱 big.LITTLE 系統(tǒng)進一步發(fā)展了多核理念，通過結(jié)合使用一個高性能的內(nèi)核（如Cortex-A15）和一個能效極高、采用相同架構(gòu)的內(nèi)核（如Cortex-A7），優(yōu)化所有處理負荷的能效。
最新的多核應(yīng)用處理器還集成了 DRAM控制器、ARM Neon媒體/圖形協(xié)處理器等外圍設(shè)備，以進一步提升性能。
電源管理的演進
當(dāng)雙核處理器于 2011 年進入市場時，單核設(shè)備通常使用的電源架構(gòu)只經(jīng)過了簡單的擴展，以便通過通用供電軌為兩個處理器內(nèi)核供電。隨著多核路線圖的不斷演進和四核處理器的問世，并考慮到正處于研發(fā)階段的八核處理器以及更加復(fù)雜的未來處理器，我們需要能夠異常靈活地控制各個內(nèi)核的供電電源，從而實現(xiàn)優(yōu)化能效的目標。這需要異常復(fù)雜的電源管理架構(gòu)，將每個內(nèi)核單獨劃分到由一個穩(wěn)壓器供電的各自的電源域中（見圖1）。這種方法能夠使用較小的穩(wěn)壓器，降低最壞情況下的電流需求。
圖 1：將內(nèi)核劃分到不同的電源域中可實現(xiàn)靈活高效的電源管理。
推動多核系統(tǒng)電源架構(gòu)發(fā)生改變的另一重要因素是40納米、32納米以及最近的28納米工藝的普及。 它們無法支持連接各個穩(wěn)壓器輸入端的5V電池電壓（VBAT），因為更小的CMOS需要更低的工作電壓，從而有效減少了所能施加的最大電壓。鑒于此，現(xiàn)在有必要將應(yīng)用處理器的電源管理功能遷移到一個單獨的器件上。
這與第一代移動設(shè)備中所采用的方法形成了鮮明對比，后者通常將電源管理功能整合到應(yīng)用處理器中，形成一個芯片。
在芯片之外的一個單獨器件上實現(xiàn)一個更加復(fù)雜的多穩(wěn)壓器架構(gòu)，這一趨勢正在催生新一代先進的電源管理集成電路（PMIC）。
這些PMIC的特性和能力正在不斷演進，目的是提升當(dāng)今消費類移動和多媒體產(chǎn)品中多種使用模式的能效。通常可以實現(xiàn)多個開關(guān)式穩(wěn)壓器，其中包括為處理器內(nèi)核和I/O（對于28納米處理器，它們可分別低至 1和2 V）、內(nèi)存IC和其它外圍設(shè)備提供低電壓的降壓穩(wěn)壓器。還可以實現(xiàn)一個升壓轉(zhuǎn)換器，為屏幕背光等LED燈串供電。此外，內(nèi)置的低壓差（LDO）穩(wěn)壓器還可用于為感應(yīng)器、LED 指示燈或電機等子系統(tǒng)供電。
各種電池充電功能也能得以實現(xiàn)，從用于為備用紐扣電池或超級電容器充電的幾毫安小型電源，到能夠連接墻壁充電器、USB 5-V 電源或車載充電器等各種電源的數(shù)控多模式鋰電池充電器。
此外，還可以實現(xiàn)用于監(jiān)視外部電壓和溫度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器等更多功能。不僅如此，片上電源監(jiān)控智能還能讓PMIC處理開機/關(guān)機順序、重置和中斷處理等重要功能。這可以幫助設(shè)計人員提升系統(tǒng)的整體可靠性和能效。