電力管理(ソフトウェア制御)

電源電圧を下げていくと、1回の演算に使う全体のエネルギーがある電圧で最小になり、それより下げると逆に増える。その理由として正しいものはどれか。

  1. A電圧を下げすぎると回路が非常に遅くなり、1回の演算の間に流れ続けるリーク電流のエネルギーが増えて、動的なエネルギーの減り方を上回るから
  2. B電圧を下げると、動的なエネルギーが増えるから
  3. C電圧を下げると、トランジスタの数が増えるから
答えと解説を見る

正解:A. 電圧を下げすぎると回路が非常に遅くなり、1回の演算の間に流れ続けるリーク電流のエネルギーが増えて、動的なエネルギーの減り方を上回るから

動的なエネルギーは電圧の2乗に比例して減っていきます。一方、リーク電流によるエネルギーは「リーク電力×1回の演算にかかる時間」で、電圧を下げると回路が遅くなって時間が急に延びるため、ある電圧からは大きく増えていきます。この2つの合計が最小になる電圧がエネルギー最小点で、多くの場合しきい値電圧の付近やその少し下にあります。

  • A. 正しい。この最小の点をエネルギー最小点と呼びます。
  • B. 動的なエネルギーは電圧を下げると減ります。
  • C. トランジスタの数は変わりません。
この分野を解く 分野ページへ

電力管理(ソフトウェア制御)のほかの問題

  1. 消費電力50 WのCPUに、熱抵抗0.5 K/Wの冷却器を付けた。周りの空気よりチップがおよそ何℃高くなるか(ほかの熱の通り道は無視する)。
  2. 大きなチップの中に温度センサを何か所も置くことが多い理由として正しいものはどれか。
  3. AI向けの高性能なGPUを多数並べたデータセンターで、空気で冷やす方式に加えて液体で冷やす方式(液冷)が広がっている主な理由はどれか。
  4. データセンターの電力の効率を表す指標PUEの説明として正しいものはどれか。
  5. スマートフォンのSoCが、動画の再生を汎用のCPUではなく専用の動画デコーダの回路で行う主な理由はどれか。