二電源電圧を用いた命令発行メモリの低消費電力化手法

概要

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命令発行メモリ(命令ウィンドウ)の低消費電力化を目的として、適応型命令発行メモリが提案された。プログラムが有する命令レベル並列度に応じて使用可能なエントリ数(命令発行メモリ・サイズ)を動的に最適化し、負荷容量を削減することで低消費電力化できる。本稿では、更なる低消費電力化を実現するため、二電源電圧を用いた適応型命令発行メモリを提案する。従来の適応型命令発行メモリでは、単一電源電圧が用いられる。これに対し、提案手法では、命令発行メモリ・サイズを縮小した際に低電源電圧を使用する。つまり、命令発行メモリ・サイズの変更に応じて電源電圧も変化させる。CMOS回路の消費電力は電源電圧の2乗に比例するため、低電源電圧化により大幅な消費電力の削減を期待できる。また、命令発行メモリ・サイズを縮小した場合にのみ低電源電圧を用いるため、低電源電圧化に伴う遅延時間オーバヘッドを隠蔽できる。評価を行った結果、本手法を適用することで、大幅な性能低下を伴うことなく最大36%の命令発行メモリ消費電力を削減できた。
2001-11-28