电池使用时间优化概述   分类:其他 | 上传于: 2020-02-11 22:35:55
1."请点击以下链接下载WinHEC的演讲材料
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http://channel9.msdn.com/Events/WinHEC/2015
" 2."电池使用时间优化概述
Paul Huang
软件工程师
" 3."简介和议程
会议简介
概括了系统设计的各个方面,这些设计可延长电池使用时间并使您的客户满意。
会议议程
功耗建模和优化
优化电源层
Energy Estimation Engine 以及报告应用对电池使用时间的影响
节电模式用户体验简介
现代待机概述
" 4."电池使用时间概述
" 5."电池使用时间
电池使用时间是用户满意的关键
用户研究表明 6. 电池使用时间为客户购买产品考虑因素的首位
Windows 使您能够提供绝佳的体验
Windows 可通过平台的灵活性进行各种各样的功耗优化
它提供业界一流的开发、分析和调试工具
它支持行业标准总线
为各种各样的硬件配置提供了大量 IHV 合作伙伴和支持
Windows 让您和用户来控制系统电池使用时间
" 7."功耗建模
先构建功耗模型,再确定物料清单。
利用组件数据表中的能源消耗数据来估计总功耗需求。
与您的 IHV 合作,获取此数据
" 8."功耗检测设备
获取每个硬件组件(8、16、32 路)的能耗
数据精度达到每秒 10 9.000 个样本
验证组件在工作负荷期间的能源消耗
与 IHV 协作,优化并达到功耗目标
将设备活动与功耗相关联
利用 Media eXperience Analyzer (MXA) 工具
加载并对齐同一时间线上的功耗和性能日志
参加 WinHEC 的媒体实验,了解详情
功耗数据
设备活动
" 10."节能代码编写指南
CPU
不要更改系统计时器的精度(默认为 15.6ms)
使用事件驱动的设计而不是诸如轮询、旋转和无限循环等周期性设计
使用可合并计时器,周期为 1 秒的倍数
从发布的二进制文件中删除 printf 调试语句
使用“自动维护”计划维护任务
设备
确保驱动程序对运行时电源管理的支持
磁盘
避免诸如日志记录等定期磁盘活动
应用
当显示器关闭时停止呈现 UI 更新
当用户未与设备进行交互时停止所有动画
网络更新
应用应该利用 Windows 通知服务(推送)http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/apps/hh913756.aspx
" 11."媒体应用场景中的能效
音频卸载
利用具有卸载支持的平台上的音频卸载
多平面叠加 (MPO)
几个芯片集提供了对 MPO 的支持,后者可将视频处理转移到硬件
直接翻转和单独翻转
当处于全屏时删除内存副本
http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/hardware/dn653329(v=vs.85).aspx
http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/hardware/dn457716(v=vs.85).aspx
低刷新率播放
媒体引擎应用将刷新率降到面板处于全屏时所支持的最低倍数
批处理
在全屏播放模式下 12. 媒体引擎会根据应用程序和等候处理的数个帧一起提交
" 13."电池使用时间测试工作负荷
空闲屏幕开启
连接待机
本地全屏视频播放
流式全屏视频播放
Web 浏览
休闲游戏
Skype
可用作 MSDN 上的 ADK Windows 评估工具包中的自动测试
" 14."电池使用时间测试设置
" 15."现代待机概述
" 16."功耗模型和术语
传统待机
(S3 支持)
现代待机
(S0 低功耗空闲状态支持)
保持连接
(自 Windows 8.0 起,
也称为连接待机)
断开连接
(Windows 10 上的新增模型,
当不存在支持硬件卸载的
网络和/或基于 HDD 的系统
时的唯一选择)
用户/OEM 切换开关*
* 仅限于桌面 SKU
" 17."传统待机与现代待机的对比
传统待机电脑
空闲时 S3 和 S4(睡眠/休眠)的使用
相当长的活动和空闲电池使用时间
存储设备选择范围 (HDD -> SSD)
移动、AIO、桌面和服务器平台
x86 ISA 解决方案
更多的性能余量
模块化设计,以更低的成本开发和集成
现代待机电脑
空闲状态下的功耗足够低,可保持连接状态并使内容保持最新
在 S0 低功耗空闲状态下,计算机始终为开机状态
在外形规格较小、减轻了厚度和重量的情况下,电池可使用一整天
低功耗 DRAM、总线和设备
仅限非旋转存储设备(保持连接时)
基于 SoC 的 x86 和 ARM ISA 解决方案
低功耗误差
瞬间开机转换(屏幕开启小于 500 毫秒)
" 18."不同零售价带来的商机
单一平台设计
" 19."存储的默认策略和指南
支持的存储设备选择
SSD(Windows 8 和 Windows 8.1)
SSHD(Windows 10)
分离的缓存 (Windows 10)
NVMe SSD (Windows 10)
Windows 10 默认策略
如果 SSD 保持连接为默认策略
如果旋转存储设备 断开连接为默认策略
指南
在连接待机状态下,旋转介质可能会经历大量磁头加载/卸载,因此建议使用包含 NAND 的混合解决方案。
理想情况下,可用的 NAND 至少为 12GB。
确保在整个内部应用场景测试过程中,特定设备的加载/卸载循环始终处于可接受的范围内。
" 20."结构、设计和优化
" 21."S0
转换流程
通过电源按钮、机盖开关或空闲超时进入
通过电源按钮或附加的输入设备退出
在系统处于活动状态(“on”)时建模(即使显示器已关闭)
屏幕开启
用户出现并且正在使用设备
显示器关闭
(现代待机)
用户未出现
关闭
用户未出现,未保存任何上下文
" 22."Windows 应用商店应用模型
后台的任何应用都被暂停
当屏幕关闭后进入现代待机时,所有应用都会暂停
暂停的应用可能会在后台任务中注册后台活动
推送通知 (WNS) 使应用可以处理从云中传入的事件(在保持连接的现代待机系统上)
现代待机
运行中
恢复中
暂停中
已暂停
通知
计划任务
" 23."居留
当系统处于现代待机状态时限制活动
在低功耗状态下 24. 允许平台透过提高居留能力来节能
创建具有长期强制空闲时间的可预测活动模式
用户会话(桌面)中的所有应用程序都已暂停
所有第三方服务都受到限制
当现代待机进入时桌面应用程序不会收到通知
桌面活动审查器
服务无法使用网络访问
网络安静模式
延迟的软件计时器限时
延迟可以是无限期的
计时器限时保证的效果与 S3/S4 相同
仅限于桌面 SKU
深度睡眠
" 25."网络处于保持连接的现代待机状态
Windows 将使用任意可用网络来保持连接
移动宽带 (MBB)、Wi-Fi 或以太网
为使现代待机逻辑能够应用,网络接口必须支持卸载
Windows 更青睐最节约成本的网络
在已配备并注册 MBB 且 Wi-Fi 不可用时,Windows 倾向于使用 MBB
即使已通过 MBB 连接到网络,Wi-Fi 也将保持在低功耗状态下,同时扫描网络
使用网络列表卸载 (NLO) 功能
" 26."电源层和电源管理
现代待机状态下所需的最少电量
SoC 处于最低功耗状态,内存处于自刷新状态
Wi-Fi 和通信设备处于无线电关闭状态
SoC 以外的设备处于低功耗状态
测量和优化耗电量的重要指标
每从电源层减少一毫瓦都能显著延长电池使用时间
必须确保设备运行时的电源管理
每当未使用设备时,都必须将其置于低功耗状态
电源层取决于组件选择
与你的芯片厂商和IHV合作伙伴携手 27. 确保设备电源管理准确无误和电源层功耗低
" 28."Wi-Fi、蓝牙、GPS
(组合)
广泛的硬件、固件和软件依存关系
建构出色的设备需要关注整合和电源管理
现代待机需要整合
SoC
(图形、音频、总线等)
胶合逻辑
(PMIC、电池子系统等)
显示器
传感器
触摸
控制器
存储
每一毫瓦都很重要!
不同总线用于每台设备的控件和数据
每台设备都具有不同的固件和软件依存关系
" 29."如何构建现代待机电脑?
遵循参考设计。为什么?
以最快速度投入市场
减少与SoC合作伙伴和设备IHV间的系统整合工作
你可以从对于改进电源 30. 性能和可靠性所做的所有努力得到获益
明确的电池使用时间目标和功率预算
选择电池容量并根据功率预算生成工业设计
随着组件的更改,对模型和设计进行迭代
在启动期间进行测量,从而监测目标进展
对于桌面 SKU,请使用进入休眠状态选项来减轻电源板压力
" 31."优化过程
功率预算
测试平台
SleepStudy 是建议的第一级诊断工具。
从简单到更为复杂的循环往复
从简单的应用场景(例如飞行模式)开始,然后提升到处理更复杂的应用场景(例如 MBB 打开)
应用场景
" 32."验证和目标
工具
Windows Performance Analyzer (WPA)
Powercfg/SleepStudy
HLK 连接待机压力测试
ADK 中的连接待机评估
无系统级强制要求
无性能要求,如恢复延迟
无能效要求,如 16 个小时消耗 5% 电量
推荐的目标
不到 300 毫秒即可恢复
处于现代待机状态时具有 9 天或更长的电池使用时间
" 33."Energy Estimation Engine
" 34."Energy Estimation Engine 价值主张旨在获得更长的电池使用时间!
操作系统
帮助选择高效的节能操作
最终用户
了解其电池使用情况以及可以为此采取哪些措施
开发人员
了解其代码选择对电池使用时间的影响
硬件合作伙伴
了解其针对不同使用情况(包括自我验证)的硬件能源折衷
Microsoft、OEM、IHV 和其他合作伙伴
采撷能源遥测数据用于理解真实的电池使用状况
" 35."节电模式用户体验概述
使最终用户能够更好地控制电池使用时间
通过限制后台活动并为用户提供哪些应用、服务和硬件组件最耗电的数据,来延长电池使用时间。
Overview
Battery use details
Battery saver settings
Battery saver
Extends battery life by limiting background activity.
Battery life remaining:
25 %
Estimated time remaining:
3 hours
Battery saver is currently:
Battery Saver automatically turned on when your battery fell below 30%.
On
" 36."节电模式用户体验设置
用户可配置
启用和自定义节电模式
Turn battery saver on automatically if my battery falls below:
30%
Always allowed
Add an app
Contoso Communicator
These apps can run in the background 37. even when Battery Saver is on
Allow Push notifications from all apps in Battery Saver
Cortana
Remove
" 38."节电模式用户体验使用情况
使用情况分析
硬件组件
前台和后台
应用程序
Super Fun Game
Mail
OneDrive
15 %
4 %
1 %
Contoso Communicator
3 %
Runs in background 39. allowed in Battery Saver
System : 20%
Screen : 25%
Wi-Fi : 40%
Cell Data : 15%
Data is from the last:
24 hours
Showing usage across all apps.
Foreground : 80%
Background : 20%
Details
" 40."节电模式用户体验使用情况
每个应用的详细使用情况
前台和后台
硬件组件
System : 30%
Screen : 15%
Wi-Fi : 15%
Cell Data : 40%
Data is from the last:
24 hours
Foreground : 20%
Background : 80%
Reduce battery consumption
Contoso Communicator is allowed to run in the background.
Change background settings
Contoso Communicator is allowed to run even when Battery Saver is on.
Change Battery Saver settings
Contoso Communicator
3% of overall usage.
" 41."重点
Windows 使您能够提供令人惊叹的电池使用时间
利用我们的工具和指南
考虑使用现代待机来提供附加值
Energy Estimation Engine 让用户掌握控制权
参加以下相关会议:
通过待机演讲和实验调试电源问题
为 Windows 10 Energy Estimation Engine 演讲和实验准备设备
" 42."参考
自动维护
http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/desktop/hh848037(v=vs.85).aspx
任务计划程序
http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/desktop/aa383614(v=vs.85).aspx
任务定义架构
http://msdn.microsoft.com/library/aa383609(v=VS.85).aspx
Windows 性能工具包技术参考
http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/windows/hardware/hh162945.aspx
能效最佳实践
http://msdn.microsoft.com/zh-cn/library/dd371723(v=vs.85).aspx
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" 45."备用幻灯片
" 46."达到平衡
电池使用时间(小时)= 电池容量(瓦时) 系统功耗(瓦时/小时)
组件选择
工业设计
厚度/重量
成本
差异化
电池容量
电池使用时间目标
" 47."行为决策
对于可能与之前的 Windows 版本一起提供的需要支持 S3 和 CS/MS 的企业版产品,BIOS 可以同时提供 S0 Low Power Idle FADT 标志和 S3 对象。
这将创造性地应用到 Windows 7 和 Windows 10 中。
" 48."保持连接与断开连接的对比
现代待机
保持连接
(自 Windows 8 起可用)
高级组件
恢复速度更快
永不断线
播放功耗更低
性能最佳
断开连接(仅限于 Windows 10 中)
组件成本更低
恢复速度更快
网络设备并非始终保持连接状态
播放功耗更低
价格/性能折衷
传统待机
组件成本更低
恢复速度更慢
网络设备并非始终保持连接状态
处于睡眠状态时无法播放
价格/性能折衷
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