キャッシュのリーク電力削減のために

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渡部功
平成24年5月28日

1章　キャッシュの消費電力

CPU上に組み込まれているキャッシュは近年、その容量と面積規模を増加し続けている。
図1は近年のトランジスタの集積度の向上に伴う消費電力の推移である。

図1．リーク電力の推移

図1から、集積度の向上に伴うリーク電力の増加は明らかである。
ここで、消費電力とは以下の二種類の電力の総和とする。

• 動的電力
• 静的電力(リーク電力)

また、図2はプロセッサにおける消費電力の内訳であり、キャッシュの消費電力が全体の約44%であることを示している。
これらのデータから、キャッシュのリーク電力削減が重要であることが言える。

2章　リーク電力削減手法　

現状考えられるリーク電力の削減方法は以下の３つである。

1. 該当箇所の電源を完全に落としてしまう。
2. スリープモードに移行し、消費電力を抑える。
3. リーク電力の小さい回路技術の開発。

1はキャッシュの内容を破壊してしまい、復旧に時間を要するため実用的とは言えない。
また3は、技術開発には膨大なコストと時間を要する上、実現可能かすら不明であり、議論に値しない。
よって2のスリープモードを採用する。
表1にスリープモードの特徴を示す。

表1．３つの電源状態の特徴

3章 指示された項目をどのように実現したか

図または写真 : img要素を用いた。図はsrc属性で指定。HTML Linkでalt属性が必要と警告されたので、指定した。HTMLで利用出来る図のフォーマットは決まっているため、JPEG形式で出力した画像を用いた。

表 : table要素を用いた。border属性で枠線の太さを指定。 cellspacing属性で内枠の太さを指定した。 cellpadding属性で枠線とセルの中身との隙間を指定。 HTML Lintでsummary属性が必要とエラーを吐かれたので指定した。

番号なしリスト : ul要素を用いた。 ul要素内でli要素を用いて、リスト内容を羅列した。 具体的には、1章の消費電力の要素である動的電力と静的電力をul要素で表示。

番号ありリスト : ol要素を用いた。 ul要素同様、li要素を用いてリスト内容を羅列。 具体的には2章の現状考え得るリーク電力削減方法をol要素で表示。

テキストの修飾を10箇所以上 : については、章タイトルや重要単語をcssを用いて修飾した。 加えてspan要素でclass属性を指定し、そのクラス別に修飾をcssで指定。

フォーム要素 : form要素を用いた。

テキスト入力欄 : input要素のtype属性をtextと指定。名前をname属性で指定し、文字列emptyをvalue属性で指定し、デフォルト表示とした。

3項目選択 : select要素を用いてsize属性を3とした。 選択肢はoption要素を用いて羅列。三項目選択なので、TOP、1章、2章のみを選択肢に入れた。 HTML Lintではselected属性が必要とのことなのでTOPを指定した。

ボタン : button要素を用いた。 クリックするとその章にジャンプする。

リンクメニュー : 各章にジャンプできるようにした。 ul要素で章を羅列し、その文字列に対して対応リンクさせた。 各章でid属性個別に指定した。 このid属性をリンク先とすることでリンクを実現。 cssによりボタン風にした。

4章 HTML Lintの結果に関する説明

HTML Lintの結果ではエラーは1つもなくHTMLの文法的には正しいと言える。