トランジェントグリッチエネルギーを低減するパワーゲーティングの回路方式の検討(実装技術と低消費電力化,デザインガイア2011-VLSI設計の新しい大地-)

概要

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論理セル単位でパワーゲーティング(power Gating,以下PG)を行う細粒度PGでは、スリープ状態の移行時と復帰時に消費するエネルギーオーバーヘッドが問題となる。特に復帰時に発生するトランジェントグリッチによるエネルギーが、全体のエネルギーオーバーヘッドに占める割合が大きいことが知見として得られている。そこで本論文ではトランジェントグリッチエネルギーを低減するPG回路方式を提案し、細粒度PGによるリーク電力削減効果の向上を図る。回路シミュレーションを実行する上でe-Shuttle社の65nmプロセスのセルライブラリを使用し、PGによるエネルギー削減効果が現れるスリープサイクル数(Break Even Cycle,以下BEC)を検出することで、評価を行った。温度25℃で解析した結果、全てのセルにGND側のPSに適用した場合と提案方式を適用した場合を比較して、BECがALUでは約31%、乗算器では約39%減少していることが分かった。この結果から、本提案方式を適用すると、スリープ期間が短い場合でもPGによるエネルギー削減効果が得られることが明らかとなった。
2011-11-21