مهما كان أداء هاتفك المحمول رائعاً، ومهما كان يحوي من مزايا، ومهما حاز من جوائز، ومهما كان سعره مغرياً، فهذا لا يعني شيئاً إن لم يكن استهلاكه للطاقة مثالياً أو منطقياً على أقل تقدير!!




إذ لن تستطيع الإفادة من أي من مزاياه تلك فيما لو ظهرت على شاشته العبارة الشهيرة Low Batteries وعزف لحن التوقف الأخير قبل أن يوقف عمله نهائيا.
نحاول في السطور القادمة تقديم دراسة علمية عن تطور مفهوم إدارة الطاقة في الأجهزة الالكترونية:





  • في بداية وجود الكمبيوترات المكتبية، عندما كان نظام التشغيل DOS هو النظام السائد كنظام تشغيل، لم يكن هناك وجود لما يسمى بإدارة الطاقة Power Management، وكانت الحواسب والأجهزة المكتبية تعرّف حالتين فقط لاستهلاك الطاقة، إما أن تعمل بكامل طاقتها، أو أن تكون مطفأة!.
  • كانت الفكرة هي أنه هناك مئات الملايين من الأجهزة المكتبية حول العالم، وأن أي توفير في استهلاك الأجهزة المكتبية يعني توفيراً هائلاً في استهلاك الطاقة العالمي في المحصلة.
  • في عام 1989 زودت معالجات إنتل بتقنية تؤهلها لإطفاء أجزاء من النظام أو كافة أجزاء النظام لزيادة عمر البطارية.
  • عام 1993 نشر مفهوم الـ Energy Star (انظر الصورة) تقوم هذه التقنية بوضع الأجهزة في حالة سبات Sleep (استهلاك طاقة متدني) عند عدم عملها.
  • ظهر بعد ذلك معيار الـAPM 1.0 (Advanced Power Management) نتيجة تعاون بين شركات Intel, IBM & Microsoft والذي ظهر كنظام إدارة للطاقة من البيوس BIOS Drivers Power Management موجه أساساً للكمبيوترات المحمولة NoteBooks والذي لم يكن يتيح للمستخدم ضبطه ومعايرته إلا بعد الدخول إلى البيوس، وكانت القرارات بطبيعة الحال تصدر عن البيوس، ورغم أنه وفر الكثير من هدر الطاقة، إلا أنه سبب العديد من التضاربات بالنسبة للعديد من البرامج والتطبيقات، وقد عرّف هذا المعيار خمس مستويات من استهلاك الطاقة للكمبيوتر


1. العمل الكلي بكامل الطاقة.
2. APM-Enabled: يستطيع المعالج أن يبطئ أو يتوقف للتحكم بصرف طاقته حسب الحاجة.
3. APM-Stand By: المعالج بحالة سبات، صرف الطاقة منخفض، يمكن العودة إلى وضع التشغيل الكامل بسرعة.
4. APM-Suspend: المعالج بحالة سبات، صرف الطاقة بالحد الأدنى، وقت أكبر مطلوب للعودة إلى وضع التشغيل.
5. وضع إيقاف التشغيل.
تطور هذا المعيار فيما بعد وصدرت عنه الإصدارات APM 1.1 and APM 1.2 ليتيح التحكم بخياراته عبر نظام التشغيل Windows 95 وليدعم حتى الكمبيوترات المكتبية Desktops.


  • عام 1997 ظهر مفهوم ACPI 1.0 (Advanced Configuration and Power Interface Specifications) وقد نص على ما يلي:

1. كل مكونات النظام يجب أن تخضع لإدارة الطاقة.
2. قرارات إدارة الطاقة يجب أن تصدر عن نظام التشغيل وليس البيوس.
3. لا تقبل أوامر إدارة الطاقة من البيوس.
4. يوجد طرق قياسية لإدارة وضبط الطاقة.
وبهذا كان ACPI بقوم بتخفيض أو إطفاء أي جزء لا يستخدم من مكونات النظام لتوفير الطاقة.

التحدي الأساسي الذي واجه إنتاج المعالجات هو أن تطور المعالجات يؤدي لزيادة عدد المعالجات في المعالج، وهذا يؤدي إلى استهلاك أكبر في الطاقة، وتوليد حرارة أعلى ووجود تيار تسربي عالي!

معالجات اليوم تحوي ترانزستورات بحجم 65nm (65 جزء من مليار جزء من المتر!)، وقد صممت هذه الترانزستورات لتحوي ضمنياً عدة إجراءات لتوفير الطاقة:
1. استخدام جيل جديد من السليكون new generation of Carbon Doped Oxide للوصول إلى تقنية الـ65nm وقد أدى ذلك إلى توفير كبير في حجم نقط اللحام داخل المعالج وهذا وفر الكثير من الحجم والحرارة والطاقة اللازم للتشغيل وزيادة السرعة.
2. استخدام الترانزستورات النائمة Sleep Transistors تقوم بفصل الطاقة نهائياً في حال عدم الحاجة لها لتوفير التيارات التسربية.
3. بطارية صغيرة للـSRAM.
4. استخدام مواد تغليف للمعالج أكثر كفاءة وأكثر تبديد للحرارة.
· قامت شركة انتل كذلك بتطوير تقنية جديدة لتثبيت الجهد للمعالج وجعلها أكثر ذكاءاً عرفت باسم Intel® Mobile Voltage Positioning(MVP) أدت لتحسين استهلاك الطاقة.
·تحسين عمل دارات التبريد والاستفادة من دفق هواء مروحة التبريد لتبريد كافة القطع اللازمة، ووضع مقاييس حرارة داخل الكمبيوتر لتنظيم عمل المروحة.
· عام 2000 قامت شركة إنتل بطرح تقنية Intel Speed Step® التي تتيح للمعالج العمل بسرعات مختلفة حسب الحاجة لتوفير الطاقة.
· ظهرت بعد ذلك المعالجات المدعومة بتقنية Intel Pentium ® M أو ما يعرف باسم Mobile والتي عملت وفق الخوارزميات التالية لتوفير الطاقة:
i. تعزيز تقنية Intel Speed Step® ليعمل المعالج على سرعات وفولتيات مختلفة حسب الحاجة لتوفير الطاقة.
ii. إطفاء الأجزاء الغير ضرورية من الـL2 Cache عالية السرعة عندما لا يتطلب التطبيق عملها بشكل كامل.
iii. شاشات عرض LCD أقل استهلاكاً للطاقة، وتوفر بإنارتها الخلفية.


عام 2003 ظهرت تقنية Intel Centrino والتي قامت فيها شركة انتل بدمج التقنيات التالية ضمن معالجاتها: Intel Pentium® M ، Intel ® 855 ، Intel Pro/wireless
نشر مفهوم الEnergy Star من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية U.S.E.P.A. والذي طرح الدعاية التالية: إن استخدام الكمبيوتر المكتبي مع الشاشة والطابعة والفاكس وماكينة تصوير الأوراق يكلف شهرياً حوالي 185$ عدا كلفة الأوراق، بينما أن نفس التجهيزات التي تدعم ميزة Energy Star يكلف شهرياً 97$.







أين تذهب الطاقة في كمبيوترك المحمول؟