幅広い動作性能領域で最小エネルギー動作を実現する電源電圧としきい値電圧の動的決定手法

• Item type: Symposium(1)
• 公開日: 2020-08-31
• タイトル: 幅広い動作性能領域で最小エネルギー動作を実現する電源電圧としきい値電圧の動的決定手法
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Runtime Energy Optimization over a Wide Operating Performance Region Based on Dynamic Supply and Threshold Voltage Scaling
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 省電力設計およびばらつき
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_5794
• 資源タイプ: conference paper
• 著者所属: 京都大学大学院情報学研究科
• 著者所属: 京都大学大学院情報学研究科
• 著者所属: 京都大学大学院情報学研究科
• 著者名: 園田, 翔也; 塩見, 準; 小野寺, 秀俊
• 著者名(英): Shoya, Sonoda; Jun, Shiomi; Hidetoshi, Onodera
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 本稿では，要求遅延制約に応じて電源電圧としきい値電圧を動的に調節し，集積回路の消費エネルギーを最小化する手法を提案する．本稿では，要求遅延制約を満たしつつ消費エネルギーを最小化する電源電圧としきい値電圧の組を最小エネルギー点とよぶ．先行研究では，最小エネルギー点の追跡に反復的かつ微少量の電圧調節が必要になる，または追跡可能な動作性能領域が限られる課題があった．本稿では，要求遅延制約と電圧のルックアップテーブル，および MEP をモデル化した式に基づき，幅広い動作性能領域で 2-6 回の電圧調節により最小エネルギー点を追跡可能な手法を提案する．さらに，商用の 65 nm SOTB プロセスを用いて設計した 32bit RISC プロセッサの実測で，提案手法により消費エネルギーのオーバーヘッド 5% 以内で最小エネルギー点を追跡可能であることを示す．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: This paper proposes a runtime voltage-scaling method that optimizes the supply voltage (Vdd) and the threshold voltage (Vth) under a given delay constraint. This paper refers to the optimal voltage pair as a Minimum Energy Point (MEP). Although MEP tracking techniques have been widely studied, there are some issues; for example, (1) the target operating performance region is limited, or (2) fine-grained and iterative Vdd tuning is required. This paper proposes a voltage scaling technique enabling to set Vdd and Vth to near the MEP without iteratively tuning the voltages. The proposed technique is based on a lookup table and a closed-form function that determines the MEP over a wide operating performance region ranging from the above-threshold region down to the sub-threshold region. Measurement results based on a 32-bit RISC processor fabricated in a 65-nm process technology shows that the proposed method estimates the MEP within a 5% energy error in comparison with the actual MEP operation.
• 書誌情報: DAシンポジウム2020論文集; 巻 2020, p. 52-58, 発行日 2020-08-31
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会