低功耗设计

低效处理器设计是电子产品，例如笔记本电脑处理器，它们被设计成使用比平时更少的电力，通常需要一些费用。对于笔记本处理器，这笔费用就是处理能力；笔记本处理器的功耗通常低于台式机处理器，但处理能力较低。

最早减少电子设备所需电量的尝试与手表的开发有关。电子表需要电作为动力源，一些机械机芯和混合机电机芯也需要电。通常，电力由可更换电池提供。电能在手表中的首次使用是作为主发条的替代品，以消除上弦的需要。

第 一款石英腕表于 1976 年制造，使用模拟指针显示时间。

手表电池（严格来说是电芯，因为电池由多个电芯组成）是专门为其用途设计的。它们非常小，可以在很长一段时间（几年或更长时间）内持续提供微量电力。在某些情况下，更换电池需要前往手表维修店或手表经销商。一些太阳能手表使用可充电电池。

第 一款数字电子手表是 1970 年生产的 Pulsar LED 原型。

大多数带 LED 显示屏的手表都需要用户按下按钮才能看到显示的时间几秒钟，因为 LED 耗电太大，无法保持持续运行。带 LED 显示屏的手表流行了几年，但很快 LED 显示屏就被液晶显示屏 (LCD) 所取代，液晶显示屏 (LCD) 消耗的电池电量更少，使用起来也更方便，显示屏始终可见，无需按下按钮，然后才能看到时间。只有在黑暗中，你才需要按下一个按钮来用一个小灯泡点亮显示屏，然后点亮 LED。

今天大多数电子手表使用 32 kHz 石英振荡器。专为手表设计的处理器是当今制造的功耗最低的处理器——通常是 4 位、32 kHz 处理器。

最初开发个人计算机时，功耗不是问题。 然而，随着便携式计算机的发展，需要依靠电池组来运行计算机，因此有必要在计算能力和功耗之间寻求折衷方案。 最初大多数处理器都在 5 伏电压下运行核心和 I/O 电路，如xxx代 Compaq Portable 使用的 Intel 8088。 后来降低到 3.5、3.3 和 2.5 伏以降低功耗。 例如，Pentium P5 核心电压从 1993 年的 5V 下降到 1997 年的 2.5V。

电压越低，总功耗越低，使系统在任何现有电池技术上运行的成本都更低，并且能够运行更长时间。 这对于便携式或移动系统至关重要。 对电池操作的重视推动了降低处理器电压的许多进步，因为这对电池寿命有显着影响。

第二个主要好处是电压较低，因此功耗较低，产生的热量也较少。运行温度较低的处理器可以更紧密地装入系统，并且使用寿命更长。

第三个主要好处是可以使处理器以更低的功耗运行得更快。降低电压一直是使处理器时钟频率越来越高的关键因素之一。

几十年来，集成电路计算元件的密度和速度呈指数增长，遵循摩尔定律描述的趋势。虽然人们普遍认为这种指数级改进趋势将会结束，但尚不清楚到达到这一点时集成电路的密度和速度究竟会达到多高。

已经展示了使用传统半导体材料用晶体管制造的工作器件，并且已经构建了使用碳纳米管作为 MOSFET 栅极的器件，沟道长度约为 1 纳米。 集成电路的密度和计算能力主要受功耗问题的限制。

新个人电脑的总功耗一直在以每年约 22% 的速度增长。尽管单个 CMOS 逻辑门为了改变其状态所消耗的能量在交流中呈指数下降。