バックゲートバイアス制御技術を用いた低電力リコンフィギャラブルアクセラレータの設計(リコンフィギャラプルアーキテクチャ(2),リコンフィギャラブルシステム,一般)

概要

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近年、大きなProcessing Element(PE) arrayを持っているアクセラレータのリーク電流は深刻な問題となっている。これに応じて、バックゲートバイアスをコントロールする低電力リコンフィギャラブルアクセラレータが当研究室で実装し、評価を行った。CMA-bbでは、μコントローラとPE arrayのバックゲートバイアスは独立してコントロール可能である。***モード時に、μコントローラとPE arrayにリバースバイアスをかけることにより、リーク電流を抑えることができる。高機能を要求される時に、フォワードバイアスをかけることで、クロック周波数を増加させる。演算に使われるアプリケーションにおいて、PE arrayにリバースバイアスをかけることにより、動的電力が抑えられる。一方、PE arrayにフォワードバイアスをかけることにより、電力を大きく増加せずに機能が向上できる。実際のチップは65nm低い漏出適用のプロセスを応用されている。実機評価の結果は、リバースバイアスをかけることにより、リーク電流は300μAまで抑えられる。また、フォワードバイアスをかけることにより、動的電力は21%増加することと共に、動作周波数は39MHzから50MHzまで増加できる。演算に使われるアプリケーションにおいて、PE arrayにリバースバイアスをかけることにより、動的電力は8%から9.4%まで抑えられた。
一般社団法人電子情報通信学会の論文
2013-09-11

バックゲートバイアス制御技術を用いた低電力リコンフィギャラブルアクセラレータの設計(リコンフィギャラプルアーキテクチャ(2),リコンフィギャラブルシステム,一般)

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