低功耗模式是現代電子設備中一項重要的節能技術,旨在在設備不活躍或待機時最大限度地減少能量消耗。在這種模式下,設備的功耗通常會降至極低水平,具體數值因設備類型和設計而異,但一般可以達到毫瓦級甚至微瓦級。

對于智能手機來說,低功耗模式下的功耗通常在10-50毫瓦之間。以iPhone為例,在飛行模式且屏幕關閉的情況下,其待機功耗可低至20毫瓦左右。而對于筆記本電腦,低功耗模式下的功耗則略高一些,通常在100-500毫瓦之間。例如,一些高效能的超極本在睡眠模式下可將功耗控制在200毫瓦以下。

物聯網設備由于其設計目標就是低功耗,因此在低功耗模式下的能耗更低。像智能傳感器這類設備,在休眠狀態下的功耗可以低至微瓦級,有些甚至能達到納瓦級。這種極低的功耗使得這些設備可以依靠小型電池或能量收集技術運行數月乃至數年而無需更換電源。

要實現如此低的功耗,設備需要采用多種技術和策略:

動態電壓和頻率調節(DVFS):根據工作負載動態調整處理器的電壓和頻率,在低負載時降低功耗。

電源門控:在不使用時關閉芯片的某些部分,以消除靜態功耗。

時鐘門控:暫停向未使用的電路模塊供應時鐘信號,減少動態功耗。

低漏電技術:使用先進的半導體工藝和電路設計技術,最小化晶體管的漏電流。

異構計算:使用專用的低功耗協處理器處理特定任務,而不是依賴主處理器。

智能電源管理:根據使用情況和剩余電量自動調整設備的工作模式。

盡管低功耗模式可以顯著延長設備的電池續航時間,但也存在一些權衡。例如,設備從低功耗模式恢復到全功能狀態可能需要一定時間,這可能會影響用戶體驗。此外,過于激進的節能策略可能會導致某些后臺服務無法正常運行,影響設備的功能。

因此,設備制造商需要在低功耗和性能之間找到平衡點。一種常見的做法是提供多級低功耗模式,讓用戶根據自己的需求選擇合適的節能級別。例如,一些智能手機提供"省電模式"和"超級省電模式",前者在保留大部分功能的同時適度降低性能,后者則會大幅限制功能以換取更長的續航時間。