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智慧手機在長時間簡訊、流媒體影片和網頁瀏覽方面的需求，要求它們擁有極快的處理器，同時還要能夠散發這些處理器產生的熱量。一個工程師團隊正在提出一種在未來設計智慧手機的反直覺模型——讓處理器交替啟動和冷卻，更像是短跑運動員而不是長跑運動員。
散熱已成為智慧手機處理器計算能力的主要限制，因為智慧手機內部沒有空間安裝風扇或其他型別的冷卻系統。智慧手機處理器上只有一小部分電晶體可以同時安全執行。被關閉的電晶體被稱為“暗矽”。研究人員表示，更多的電晶體只會導致更多的暗矽，因為處理器散熱能力的改進滯後。
賓夕法尼亞大學和密歇根大學的研究人員提出了一種“計算衝刺”方法來管理功耗。 例如，處理器可以以其可持續速率的 16 倍執行約半秒鐘，然後降低速度，以便處理器可以冷卻下來——直到下一次需要激增時。研究人員昨天在新奧爾良舉行的第 18 屆高效能計算機體系結構國際研討會上展示了他們的計算衝刺可行性研究的成果 (pdf)。
智慧手機上的許多互動式應用程式依賴於短暫的計算需求爆發，中間穿插著等待使用者輸入的長時間空閒期。“計算衝刺”將啟用原本斷電的處理器核心（暗矽），以亞秒級的爆發進行密集的平行計算，以響應這種零星的使用者活動。為了處理衝刺產生的熱脈衝，研究人員建議將處理器封裝在相變材料中——類似於蠟燭蠟——這種材料會在衝刺期間透過熔化吸收熱量，然後在裝置靜止時透過硬化緩慢地散發熱量。
密歇根大學計算機科學與工程助理教授、研究作者Thomas Wenisch表示，行動電話產生的大部分熱量來自處理器，而不是電池。“處理器消耗的所有功率都會轉化為熱量，”他說。“由於電池效率低下（電池內部電阻），只有一小部分從電池中提取的電量會在電池內部以熱量的形式損失掉。”
賓夕法尼亞大學工程與應用科學學院計算機與資訊科學系副教授、另一位研究作者Milo Martin表示，研究人員的下一步是構建原型，重點關注熱和材料問題。“我們還在研究其他應用，主要是在移動領域，但也包括其他領域，例如伺服器，”他補充道。
研究人員還計劃調查衝刺會對應用程式設計產生什麼影響。“這將決定程式設計師應該如何利用衝刺，然後處理手機可能需要休息這一事實，以及它對終端使用者滿意度的影響，”Martin 說。