CN111897410B - 系统组件功耗优化方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种系统组件功耗优化方法、装置、电子设备和存储介质,其中,该方法包括:检测所述系统中,优先级高于目标组件的较高优先级组件是否处于高负载情况;当所述较高优先级组件处于高负载情况时,检测所述目标组件是否处于低负载情况;当所述目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率。本发明可以解决系统负载高时导致较低优先级组件发生IO wait,从而带来额外功耗开销的问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种系统组件功耗优化方法、装置、电子设备和存储介质。
背景技术
当系统中包含多个组件时,不同组件往往预先配置有不同的优先级,系统内存,如DDR(双倍速率同步动态随机存储器)带宽资源优先满足优先级高的组件使用。例如,手机系统包含通信模块、多媒体模块和AI(Artificial Intelligence,人工智能)硬件加速器等组件。其中,AI硬件加速器又称AI芯片,是专门用于处理人工智能应用中大量计算任务的模块,在手机系统中AI硬件加速器的优先级低于通信模块、多媒体模块的优先级。对于AI硬件加速器这类优先级较低的组件,通常需要尽快完成当前任务后快速进入睡眠状态,以确保较优的性能和功耗。然而,当多任务并发、系统负载高时,系统内存带宽的使用可能接近甚至超过带宽极限,导致较低优先级组件无法得到充足的内存资源,无法支撑其全速运行,通常表现为:内存响应较低优先级组件的速度变慢,较低优先级组件处理完前面的数据后,只能等待内存返回下一个数据,从而导致IO wait(IO wait指由于IO口上数据读写时间长导致进程等待)发生,造成较低优级级组件内部空转,较频繁的IO wait会带来不必要的功耗开销。
传统的组件功耗优化方法包括DFS(Dynamic Frequency Scaling,动态频率调节)或DVFS(Dynamic Voltage and Frequency Scaling,动态电压频率调节)策略,例如Linux的CPUFreq(动态变频)技术,要么通过组件当前的负载情况来调节组件的工作频率电压,比如,当组件的负载高时,则升频(升压),当组件的负载低时,则降频(降压);要么根据性能优先或功耗优先策略来设定频率电压;要么通过用户软件调节频率电压。
上述传统策略均无法解决系统负载高导致低优先级组件IO wait,从而带来不必要功耗开销问题,并且用户软件调节频率电压的实时性很差,无法快速跟踪系统负载的实时变化情况。
发明内容
针对上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种系统组件功耗优化方法、装置、电子设备和存储介质,以解决系统负载高时导致较低优先级组件发生IO wait,从而带来额外功耗开销的问题。
为了实现上述目的,本发明提供一种系统组件功耗优化方法,包括:
检测所述系统中,优先级高于目标组件的较高优先级组件是否处于高负载情况;
当所述较高优先级组件处于高负载情况时,检测所述目标组件是否处于低负载情况;
当所述目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率。
在本发明一个实施例中,所述检测所述系统中,优先级高于目标组件的较高优先级组件是否处于高负载情况的步骤包括:
检测所述较高优先级组件对应的内存带宽占用量总和是否满足预定高负载条件,若满足,则判定所述较高优先级组件处于高负载情况,若不满足,则判定所述较高优先级组件不处于高负载情况。
在本发明一个实施例中,所述检测所述目标组件是否处于低负载情况的步骤包括:
检测所述目标组件对应的内存响应延迟或内存带宽占用量是否满足预定低负载条件,若满足,则判定所述目标组件处于低负载情况,若不满足,则判定所述目标组件不处于低负载情况。
在本发明一个实施例中,所述根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率的步骤包括:
根据所述目标组件的负载情况,获取所述目标组件对应的内存响应度等级;
根据所述目标组件对应的内存响应度等级,降低所述目标组件的工作频率。
在本发明一个实施例中,在降低所述目标组件的工作频率之后,所述方法还包括:
若检测到所述较高优先级组件不再处于高负载情况,则根据所述目标组件的负载情况,升高所述目标组件的工作频率。
在本发明一个实施例中,所述方法还包括:判断所述系统的可用内存带宽是否达到预设最大值,若未达到所述最大值,则增大所述系统的可用内存带宽。
为了实现上述目的,本发明还提供一种系统组件功耗优化装置,包括:
第一检测模块,用于检测所述系统中,优先级高于目标组件的较高优先级组件是否处于高负载情况;
第二检测模块,用于在所述较高优先级组件处于高负载情况时,检测所述目标组件是否处于低负载情况;
调频模块,用于在所述目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率。
在本发明一个实施例中,所述第一检测模块具体用于:
检测所述较高优先级组件对应的内存带宽占用量总和是否满足预定高负载条件,若满足,则判定所述较高优先级组件处于高负载情况,若不满足,则判定所述较高优先级组件不处于高负载情况。
在本发明一个实施例中,所述第二检测模块具体用于:
检测所述目标组件对应的内存响应延迟或内存带宽占用量是否满足预定低负载条件,若满足,则判定所述目标组件处于低负载情况,若不满足,则判定所述目标组件不处于低负载情况。
在本发明一个实施例中,所述调频模块具体用于:
在所述目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,获取所述目标组件对应的内存响应度等级;
根据所述目标组件对应的内存响应度等级,降低所述目标组件的工作频率。
在本发明一个实施例中,所述调频模块还用于:在降低所述目标组件的工作频率之后,若所述第一检测模块检测到所述较高优先级组件不再处于高负载情况,则根据所述目标组件的负载情况,升高所述目标组件的工作频率。
在本发明一个实施例中,所述装置还包括:可用带宽增大模块,用于判断所述系统的可用内存带宽是否达到预设最大值,若未达到所述最大值,则增大所述系统的可用内存带宽。
为了实现上述目的,本发明还提供一种电子设备,包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现前述方法的步骤。
为了实现上述目的,本发明还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现前述方法的步骤。
通过采用上述技术方案,本发明相对现有技术具有以下有益效果:
本发明在优先级较高的组件处于高负载情况、优先级较低的目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率,以避免目标组件在得不到足够带宽的情况下发生IO wait,从而节省目标组件的功耗。
附图说明
图1为本发明实施例1的系统组件功耗优化方法的流程图;
图2为本发明实施例2的系统组件功耗优化装置的结构框图;
图3为本发明实施例3的电子设备的硬件架构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
实施例1
本实施例提供一种系统组件功耗优化方法,如图1所示,包括以下步骤:
S1,检测所述系统中,优先级高于目标组件的较高优先级组件是否处于高负载情况。
如前所述,当系统中包含多个组件时,不同组件往往预先配置有不同的优先级,系统内存资源将优先满足优先级高的组件使用。
本步骤首先根据预先配置的优先级信息,查找优先级高于目标组件的较高优先级组件。例如,假设目标组件为手机系统中的AI硬件加速器,手机系统中预先配置通信组件、多媒体组件的优先级高于AI硬件加速器,则首先查找优先级高于AI硬件加速器的组件(即通信组件和多媒体组件)作为较高优先级组件。
而后,检测查找到的较高优先级组件是否处于高负载情况。具体地,检测所述较高优先级组件对应的内存带宽占用量总和是否满足预定高负载条件,若满足,则判定所述较高优先级组件处于高负载情况,若不满足,则判定所述较高优先级组件不处于高负载情况。
在本实施例中,前述高负载条件可以预设为:所述较高优先级组件对应的内存带宽占用量总和S1连续M个周期达到预定高负载阈值,或者S1在M个周期内达到预定高负载阈值的比例大于P1%,或者S1在M个周期的算术平均值、滑动平均值或加权平均值大于预定高负载阈值。其中,P1、M为预设初始数值。例如,假设目标组件为手机系统中的AI硬件加速器,查找到的较高优先级组件为通信组件和多媒体组件,则检测通信组件和多媒体组件对应的内存带宽占用量总和是否连续M个周期达到预定饱和阈值,若达到,则判定较高优先级组件处于高负载情况,若未达到,则判定较高优先级组件不处于高负载情况。
S2,当所述较高优先级组件处于高负载情况时,检测所述目标组件是否处于低负载情况。具体地,检测所述目标组件对应的内存响应延迟或内存带宽占用量是否满足预定低负载条件,若满足,则判定所述目标组件处于低负载情况,若不满足,则判定所述目标组件不处于低负载情况值。
在本实施例中,前述低负载条件可以预设为:所述目标组件对应的内存响应延迟时间T连续N个周期达到预定延迟时间,或者T在N个周期内达到预定延迟时间的比例大于P2%,或者T在N个周期的算术平均值、滑动平均值或加权平均值大于预定延迟时间。其中,P2、N为预设初始数值。
在本实施例中,前述低负载条件还可以预设为:所述目标组件对应的内存占用量S2连续K个周期低于预定低负载阈值,或者S2在K个周期内达到预定低负载阈值的比例大于P3%,或者S2在K个周期的算术平均值、滑动平均值或加权平均值大于预定低负载阈值。其中,P3、K为预设初始数值。
S3,当所述目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率。本步骤实现的具体过程如下:
首先,根据所述目标组件的负载情况,获取所述目标组件对应的内存响应度等级。在本实施例中,内存响应度等级用于表示系统内存响应目标组件的快慢程度。本实施例预先配置有不同负载情况与不同内存响应度等级之间的对应关系。例如,所述目标组件对应的内存响应延迟满足第一响应延迟条件、和/或所述目标组件的内存带宽占用量满足第一宽带占用条件时,所述目标组件对应第一级内存响应度;所述目标组件对应的内存响应延迟满足第二响应延迟条件、和/或所述目标组件的内存带宽占用量满足第二宽带占用条件时,所述目标组件对应第二级内存响应度,以此类推。从而,可以根据配置的对应关系,获取与目标组件的负载情况对应的内存响应度等级。
而后,根据所述目标组件对应的内存响应度等级,降低所述目标组件的工作频率。本实施例预先配置有不同内存响应度等级与不同工作频率之间的对应关系。例如,第一级内存响应度对应第一工作频率,第二级内存响应度对应第二工作频率,以此类推。从而,可以根据所述目标组件对应的内存响应度等级,将目标组件的工作频率降低到对应的工作频率。
S4,若检测到所述较高优先级组件不再处于高负载情况,则根据所述目标组件的负载情况,升高所述目标组件的工作频率。与步骤S3对应地,本步骤首先根据所述目标组件的负载情况,获取所述目标组件对应的内存响应度等级;而后,根据所述目标组件对应的内存响应度等级,升高所述目标组件的工作频率。
优选地,本实施例的方法还包括:判断所述系统的可用内存带宽是否达到预设最大值,若未达到所述最大值,则增大所述系统的可用内存带宽。在本实施例中,可以通过升高内存的频率来增大系统的可用内存带宽。
本发明在优先级较高的组件处于高负载情况、优先级较低的目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率,以避免目标组件在得不到足够带宽的情况下发生IO wait问题,从而节省目标组件的功耗。
实施例2
本实施例提供一种系统组件功耗优化装置,如图2所示,该装置1包括第一检测模块11、第二检测模块12、调频模块13。
第一检测模块11用于检测所述系统中,优先级高于目标组件的较高优先级组件是否处于高负载情况。
如前所述,当系统中包含多个组件时,不同组件往往预先配置有不同的优先级,系统内存资源优先满足优先级高的组件使用。
在本实施例中,第一检测模块11首先根据预先配置的优先级信息,查找优先级高于目标组件的较高优先级组件。例如,假设目标组件为手机系统中的AI硬件加速器,手机系统中预先配置通信组件、多媒体组件的优先级高于AI硬件加速器,则首先查找优先级高于AI硬件加速器的组件(即通信组件和多媒体组件)作为较高优先级组件。
而后,第一检测模块11检测查找到的较高优先级组件是否处于高负载情况。具体地,检测所述较高优先级组件对应的内存带宽占用量总和是否满足预定高负载条件,若满足,则判定所述较高优先级组件处于高负载情况,若不满足,则判定所述较高优先级组件不处于高负载情况。
在本实施例中,前述高负载条件可以预设为:所述较高优先级组件对应的内存带宽占用量总和S1连续M个周期达到预定高负载阈值,或者S1在M个周期内达到预定高负载阈值的比例大于P1%,或者S1在M个周期的算术平均值、滑动平均值或加权平均值大于预定高负载阈值。其中,P1、M为预设初始数值。例如,假设目标组件为手机系统中的AI硬件加速器,查找到的较高优先级组件为通信组件和多媒体组件,则检测通信组件和多媒体组件对应的内存带宽占用量总和是否连续M个周期达到预定饱和阈值,若达到,则判定较高优先级组件处于高负载情况,若未达到,则判定较高优先级组件不处于高负载情况。
第二检测模块12用于在所述较高优先级组件处于高负载情况时,检测所述目标组件是否处于低负载情况。具体地,第二检测模块12用于检测所述目标组件对应的内存响应延迟或内存带宽占用量是否满足预定低负载条件,若满足,则判定所述目标组件处于低负载情况,若不满足,则判定所述目标组件不处于低负载情况值。
在本实施例中,前述低负载条件可以预设为:所述目标组件对应的内存响应延迟时间T连续N个周期达到预定延迟时间,或者T在N个周期内达到预定延迟时间的比例大于P2%,或者T在N个周期的算术平均值、滑动平均值或加权平均值大于预定延迟时间。其中,P2、N为预设初始数值。
在本实施例中,前述低负载条件还可以预设为:所述目标组件对应的内存占用量S2连续K个周期低于预定低负载阈值,或者S2在K个周期内达到预定低负载阈值的比例大于P3%,或者S2在K个周期的算术平均值、滑动平均值或加权平均值大于预定低负载阈值。其中,P3、K为预设初始数值。
调频模块13用于在所述目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率,具体过程如下:
首先,根据所述目标组件的负载情况,获取所述目标组件对应的内存响应度等级。在本实施例中,内存响应度等级用于表示系统内存响应目标组件的快慢程度。本实施例预先配置有不同负载情况与不同内存响应度等级之间的对应关系。例如,所述目标组件对应的内存响应延迟满足第一响应延迟条件、和/或所述目标组件的内存带宽占用量满足第一宽带占用条件时,所述目标组件对应第一级内存响应度;所述目标组件对应的内存响应延迟满足第二响应延迟条件、和/或所述目标组件的内存带宽占用量满足第二宽带占用条件时,所述目标组件对应第二级内存响应度,以此类推。从而,可以根据配置的对应关系,获取与目标组件的负载情况对应的内存响应度等级。
而后,根据所述目标组件对应的内存响应度等级,降低所述目标组件的工作频率。本实施例预先配置有不同内存响应度等级与不同工作频率之间的对应关系。例如,第一级内存响应度对应第一工作频率,第二级内存响应度对应第二工作频率,以此类推。从而,可以根据所述目标组件对应的内存响应度等级,将目标组件的工作频率降低到对应的工作频率。
在本实施例中,调频模块13还用于:若检测到所述较高优先级组件不再处于高负载情况,则根据所述目标组件的负载情况,升高所述目标组件的工作频率。其中,调频模块13可以采用DFS或DVFS实现。
优选地,本实施例的装置还包括:可用带宽增大模块14,用于判断所述系统的可用内存带宽是否达到预设最大值,若未达到所述最大值,则增大所述系统的可用内存带宽。在本实施例中,可以通过升高内存的频率来增大系统的可用内存带宽。
本发明在优先级较高的组件处于高负载情况、优先级较低的目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率,以避免目标组件在得不到足够带宽的情况下发生IO wait问题,从而节省目标组件的功耗。
实施例3
本实施例提供一种电子设备,电子设备可以通过计算设备的形式表现(例如可以为服务器设备),包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其中处理器执行计算机程序时可以实现实施例1提供的系统组件功耗优化方法。
图3示出了本实施例的硬件结构示意图,如图3所示,电子设备9具体包括:
至少一个处理器91、至少一个存储器92以及用于连接不同系统组件(包括处理器91和存储器92)的总线93,其中:
总线93包括数据总线、地址总线和控制总线。
存储器92包括易失性存储器,例如随机存取存储器(RAM)921和/或高速缓存存储器922,还可以进一步包括只读存储器(ROM)923。
存储器92还包括具有一组(至少一个)程序模块924的程序/实用工具925,这样的程序模块924包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
处理器91通过运行存储在存储器92中的计算机程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如本发明实施例1所提供的系统组件功耗优化方法。
电子设备9进一步可以与一个或多个外部设备94(例如键盘、指向设备等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口95进行。并且,电子设备9还可以通过网络适配器96与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。网络适配器96通过总线93与电子设备9的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备9使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理器、外部磁盘驱动阵列、RAID(磁盘阵列)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了电子设备的若干单元/模块或子单元/模块,但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上,根据本申请的实施方式,上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之,上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。
实施例4
本实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现实施例1所提供的系统组件功耗优化方法的步骤。
其中,可读存储介质可以采用的更具体可以包括但不限于:便携式盘、硬盘、随机存取存储器、只读存储器、可擦拭可编程只读存储器、光存储器件、磁存储器件或上述的任意合适的组合。
在可能的实施方式中,本发明还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当所述程序产品在终端设备上运行时,所述程序代码用于使所述终端设备执行实现实施例1所述的系统组件功耗优化方法的步骤。
其中,可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明的程序代码,所述程序代码可以完全地在用户设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户设备上部分在远程设备上执行或完全在远程设备上执行。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式,但是本领域的技术人员应当理解,这仅是举例说明,本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下,可以对这些实施方式做出多种变更或修改,但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种系统组件功耗优化方法,其特征在于,所述系统中的不同组件预先配置有不同的优先级,所述方法包括:
检测所述系统中,优先级高于目标组件的较高优先级组件是否处于高负载情况;
当所述较高优先级组件处于高负载情况时,检测所述目标组件是否处于低负载情况;
当所述目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率;
所述根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率的步骤包括:
根据所述目标组件的负载情况,获取所述目标组件对应的内存响应度等级;
根据所述目标组件对应的内存响应度等级,降低所述目标组件的工作频率。
2.根据权利要求1所述的系统组件功耗优化方法,其特征在于,所述检测所述系统中,优先级高于目标组件的较高优先级组件是否处于高负载情况的步骤包括:
检测所述较高优先级组件对应的内存带宽占用量总和是否满足预定高负载条件,若满足,则判定所述较高优先级组件处于高负载情况,若不满足,则判定所述较高优先级组件不处于高负载情况。
3.根据权利要求1所述的系统组件功耗优化方法,其特征在于,所述检测所述目标组件是否处于低负载情况的步骤包括:
检测所述目标组件对应的内存响应延迟或内存带宽占用量是否满足预定低负载条件,若满足,则判定所述目标组件处于低负载情况,若不满足,则判定所述目标组件不处于低负载情况。
4.根据权利要求1所述的系统组件功耗优化方法,其特征在于,在降低所述目标组件的工作频率之后,所述方法还包括:
若检测到所述较高优先级组件不再处于高负载情况,则根据所述目标组件的负载情况,升高所述目标组件的工作频率。
5.根据权利要求1所述的系统组件功耗优化方法,其特征在于, 所述方法还包括:判断所述系统的可用内存带宽是否达到预设最大值,若未达到所述最大值,则增大所述系统的可用内存带宽。
6.一种系统组件功耗优化装置,其特征在于,所述系统中的不同组件预先配置有不同的优先级,所述装置包括:
第一检测模块,用于检测所述系统中,优先级高于目标组件的较高优先级组件是否处于高负载情况;
第二检测模块,用于在所述较高优先级组件处于高负载情况时,检测所述目标组件是否处于低负载情况;
调频模块,用于在所述目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,降低所述目标组件的工作频率;
所述调频模块具体用于:
在所述目标组件处于低负载情况时,根据所述目标组件的负载情况,获取所述目标组件对应的内存响应度等级;
根据所述目标组件对应的内存响应度等级,降低所述目标组件的工作频率。
7.根据权利要求6所述的系统组件功耗优化装置,其特征在于,所述第一检测模块具体用于:
检测所述较高优先级组件对应的内存带宽占用量总和是否满足预定高负载条件,若满足,则判定所述较高优先级组件处于高负载情况,若不满足,则判定所述较高优先级组件不处于高负载情况。
8.根据权利要求6所述的系统组件功耗优化装置,其特征在于,所述第二检测模块具体用于:
检测所述目标组件对应的内存响应延迟或内存带宽占用量是否满足预定低负载条件,若满足,则判定所述目标组件处于低负载情况,若不满足,则判定所述目标组件不处于低负载情况。
9.根据权利要求6所述的系统组件功耗优化装置,其特征在于,所述调频模块还用于:在降低所述目标组件的工作频率之后,若所述第一检测模块检测到所述较高优先级组件不再处于高负载情况,则根据所述目标组件的负载情况,升高所述目标组件的工作频率。
10.根据权利要求6所述的系统组件功耗优化装置,其特征在于,所述装置还包括:可用带宽增大模块,用于判断所述系统的可用内存带宽是否达到预设最大值,若未达到所述最大值,则增大所述系统的可用内存带宽。
11.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任一项所述的系统组件功耗优化方法。
12.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的系统组件功耗优化方法的步骤。
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