Comparison between power gating and DVFS from the view point of energy efficiency

摘要

To increase the energy efficiency of modern LSIs, supply voltage control techniques (power gating and dynamic voltage frequency scaling) have been widely used and the energy efficiency of fine grain temporal controls in both cases have been discussed. In this paper, we applied dead time constraint, compared the energy efficiencies and formulated the boundary condition that power gating is more energy efficient than DVFS. The formulation is applied to discuss the future trend of energy efficiency using ITRS roadmap and it was found that DVFS would be still effective with high-performance technology, however, it will not be effective with low-operating-power technology.%近年のLSIのエネルギー効率を増大するために、電源電圧制御(パワーゲーティングやDVFS)が広く使 われており、細粒度電源電圧制御についても議論されることが多い。本論文では、両者の制御方式を同じデッドタ イム制約のもとで比較することで、パワーゲーティングがより効率的となる設計制約条件を導き出した。この条件 を15年間のITRSロードマップで予測されるパラメータを使って評価した結果、DVFS方式は徐々にその優位性を 失うことがわかった。ハイパフォーマンス(HP)テクノロジーで設計されたLSIでは15年後においてもエネルギ ー効率の点で優位性を保てるが、LOPテクノロジーで設計されたLSIではその優位性を失うことが予想される。