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Definition

Dynamische Spannungs- und Frequenzskalierung

Mitarbeiter: Matthew Haughn

Dynamische Spannungs- und Frequenzskalierung (Dynamic Voltage and Frequency Scaling, DVFS) bezeichnet die Anpassung von Leistung und Geschwindigkeitseinstellungen der verschiedenen Prozessor-, Controller-Chip- und Peripherieressourcen, um die Ressourcenzuteilung zu optimieren und die Energieeinsparungen zu maximieren, solange diese Ressourcen nicht benötigt werden.

DVFS ermöglicht es Geräten, die anstehenden Arbeiten mit einem Minimum an benötigter Leistung abzuarbeiten. Diese Technologie wird in nahezu allen modernen Computern eingesetzt, um Energieeinsparungen, Batterielaufzeiten und Langlebigkeit von Geräten zu maximieren, ohne auf sofort verfügbare Rechenleistung verzichten zu müssen.

Ein unbenutztes Smartphone zum Beispiel sollte bei Nichtnutzung in einen Zustand niedrigen Energieverbrauchs übergehen und damit auch Störungen von Anwendungen und Spyware blockieren. Multimedia-Inhalte benötigen mehr Leistung, so dass das Gerät einen höheren Stromverbrauch aufweist und während anspruchsvoller Aufgaben wie Video- und Gaming-Verarbeitung mehr Hitze erzeugt.

Ohne DVFS müssen passiv gekühlte Geräte auf eine aktive Kühlung zurückgreifen. Doch aufgrund des Geräuschs, Gewichts und Energieverbrauchs ist eine aktive Kühlung für kleine Geräte unpraktisch. DVFS hilft dabei, ein einsatzfähiges System mit erhöhter Mobilität bereitzuhalten.

DVFS ist nicht auf mobile Technologien eingeschränkt. Desktops, Server und virtuelle Umgebungen profitieren ebenso von den Energieeinsparungen des DVFS. In VMware vSphere ermöglicht DVFS Host-Prozessoren die dynamische Änderung der Leistungszustände bei niedrigen Ressourcenanfragen, um den Energieverbrauchs des Hosts zu verringern. Frequenz und Spannung des Prozessors werden dafür nach Maßgabe der Anfragen von virtuellen Maschinen (VMs) jeweils abgesenkt oder angehoben.

Wenngleich sich die Bedeutsamkeit in Umgebungen mit einer großen Anzahl an Computern, wie Büros, Server-Farmen und Rechenzentren, deutlicher zeigt, achten auch Verbraucher mehr und mehr auf den Energieverbrauch. DVFS kann zur Leistungssteigerung auch Anpassungen nach oben vornehmen. Sowohl AMD als auch Intel verfügen über vergleichbare Technologien, oftmals als Turbo Modebezeichnet, die zum Zweck kurzzeitiger Lastspitzen das Gerät über seine – zumindest mit standardmäßiger Kühlung – dauerhaft erbringbare Leistung hinaus belasten.

Diese Definition wurde zuletzt im April 2019 aktualisiert

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