エンベデッドシステムスペシャリスト 2019年 午前2 問01
問題文
プロセッサの省電力技術の一つであるパワーゲーティングの説明として、適切なものはどれか。
選択肢
ア：仕事量に応じて、プロセッサへ供給する電源電圧やクロック周波数を変える。
イ：動作していない回路ブロックへのクロック供給を停止する。
ウ：動作していない回路ブロックへの電源供給を遮断する。（正解）
エ：マルチコアプロセッサにおいて、使用しないコアの消費電力枠を、動作しているコアに割り当てる。
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パワーゲーティング【午前2解説】
正解の理由
パワーゲーティングは、動作していない回路ブロックへの電源供給を遮断することで、消費電力を抑える技術です。したがって、ウが適切です。
回路への電源を切ると、動作時に生じる電力だけでなく、回路が待機中にも生じる漏れ電流による電力も抑えられます。
解法ステップ
- 問われている用語「パワーゲーティング」に含まれる「パワー」は、電源を指すと捉えます。
- 回路ブロックが使われていないときに、何を制御する技術かを確認します。
- 電源供給を遮断する説明であるウを選びます。
選択肢別の誤答解説
- ア：仕事量に応じて電源電圧やクロック周波数を変える技術です。一般に、動的電圧・周波数制御（DVFS）と呼ばれます。
- イ：動作していない回路ブロックへのクロック供給を止める技術です。クロックゲーティングと呼ばれ、電源供給は遮断しません。
- ウ：動作していない回路ブロックへの電源供給を遮断する説明であり、パワーゲーティングに該当します。
- エ：使用しないコアの消費電力枠を別のコアに割り当てる技術です。電源供給の遮断を説明したものではありません。
よくある誤解
- クロックを止めることと、電源を切ることは同じではありません。 クロックゲーティングはクロックを、パワーゲーティングは電源を制御します。
- 電源電圧やクロック周波数を変えることも、パワーゲーティングではありません。 これはDVFSの説明です。
- 使っていない回路への電源を遮断すると、再開時の準備が必要になる場合があります。 省電力効果だけでなく、復帰にかかる時間も考慮されます。
補足コラム
パワーゲーティングは、待機中にも流れる漏れ電流を抑えるのに有効です。一方、電源を遮断した回路は、再び動作させる際に電源を復帰させる必要があります。そのため、頻繁に使う回路では、電力削減効果と復帰にかかる時間とのバランスが重要です。
FAQ
Q. クロックゲーティングとパワーゲーティングは、どちらも使っていない回路を省電力化する技術ですか？
A. はい。ただし、クロックゲーティングはクロック供給を止め、パワーゲーティングは電源供給を遮断するという違いがあります。
A. はい。ただし、クロックゲーティングはクロック供給を止め、パワーゲーティングは電源供給を遮断するという違いがあります。
Q. パワーゲーティングでは、回路の電力消費が完全になくなりますか？
A. 対象回路への電源供給は遮断されますが、制御回路など別の部分では電力を消費する場合があります。「プロセッサ全体の消費電力がゼロになる」という意味ではありません。
A. 対象回路への電源供給は遮断されますが、制御回路など別の部分では電力を消費する場合があります。「プロセッサ全体の消費電力がゼロになる」という意味ではありません。
関連キーワード: パワーゲーティング、クロックゲーティング、DVFS、漏れ電流、消費電力
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