物聯(lián)網(wǎng)設備面臨高能耗困境
2018-01-24 14:31:28
物聯(lián)網(wǎng)(IoT)通過廣泛的應用，如智能家庭、智能樓宇、智能工廠以及智慧城市，將所有的設備和人們之間彼此互聯(lián)互通，因而具備了驅(qū)動價值數(shù)萬億美金應用的巨大潛力。摩爾定律在開創(chuàng)更快速、更小巧、更低廉的設備方面仍然發(fā)揮著作用。其它先進技術(shù)，例如可以將各種微小的傳感器和基于云端應用互聯(lián)的低功耗、低成本的通信系統(tǒng)，開創(chuàng)了從信息共享方式中收獲頗豐的新型商業(yè)模式。然而，這也面臨著許多困難。
更多的互聯(lián)設備在每一秒中都創(chuàng)建了更多的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被存儲，被處理，被上傳，被共享。包括了溫度、方向、壓力、速度、步伐、重量、心跳、亮度等等大量的傳感器，將會產(chǎn)生大量的信息。這些信息等待著被傳送，物聯(lián)網(wǎng)設備的能耗預算極其有限，而不間斷的無線數(shù)據(jù)傳輸是一種高能耗的操作，它要消耗遠大于依靠電池供電應用系統(tǒng)所允許的能量。
下一代物聯(lián)網(wǎng)設備將會是低成本、高集成度的系統(tǒng)。這會需要具備更多功能的專用SoC。這其中絕大多數(shù)將會在單一電池供電甚或是從環(huán)境中供電的條件下，運行5到10年。這在諸如大面積部署于城市間的智能傳感器應用場景下的遠程應用中特別重要。常規(guī)的電池充電幾乎沒有，從成本上來說也太昂貴了。
為了滿足能耗預算，必須采取一些節(jié)能策略。很多設備被設計成在大部分時間里是處于待機狀態(tài)或其它節(jié)能狀態(tài)。它們只在執(zhí)行某些必要功能時被激活。設計者不僅會尋求盡可能少量地發(fā)送數(shù)據(jù)，而且會盡量降低發(fā)送數(shù)據(jù)的頻次和持續(xù)時間來節(jié)省能耗。這些能耗預算的嚴格限制，需要系統(tǒng)中的存儲器能夠比今天的存儲器所能實現(xiàn)的功耗更低、集成度更高。而今天的存儲器技術(shù)功耗太高、速度太慢、不夠可靠也不易于制造。
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