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동적 전압 주파수 스케일링 오버헤드 최소화를 위한 전압 선택 방법론
Voltage Selection Methodology for DVFS Overhead Minimization 원문보기

한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회, 2015 Oct. 26, 2015년, pp.854 - 857  

장진규 (성균관대학교) ,  한태희 (성균관대학교)

초록
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반도체 기술의 발전으로 시스템-온-칩(SoC : System-on-Chip) 내에 집적되는 소자의 수가 기하급수적으로 증가함에 따라 에너지 감소 기술은 매우 중요한 과제가 되었다. 다양한 저전력 기술 중에서도 동적 전압 주파수 스케일링(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)은 가장 대표적인 저전력 기술 중 하나이다. 올바른 DVFS의 구현을 위해서는 복잡한 DC-DC 변환기와 PLL이 필요로 하게 되며, 이런 특성을 정확하게 이해하고 그로 인해 발생하는 오버헤드(overhead)를 반드시 고려해야 한다. 본 논문에서는 MPSoC에서 변환 오버헤드를 최소화하는 전압 선택 알고리즘을 제안한다. 실험을 통해 제안하는 방법은 성능을 유지한 채 에너지 소모 및 변환 오버헤드 감소를 보여준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

As the number of devices integrated on system-on-chip(SoC) increases exponentially, energy reduction technology is essential. Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) is a very effective technique for reducing power consumption. Since it requires complex voltage regulators and PLL circuits, DVFS...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 DVFS의 구현을 위해 고려되어야 할 오버헤드를 최소화하기 위한 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 코어마다 동작하는 전압 범위를 제한함으로써 변이 할 수 있는 전압을 줄이고 제약조건을 만족하는 전압 선택을 하여 기존의 DVFS 시스템과 비교해서 오버헤드를 줄일 수 있다.
  • 본 논문에서는 MPSoC에서 동적 전압 주파수 스케일링을 적용할 때 생기는 변환 오버헤드를 줄이기 위해 제한된 전안 범위에서의 전압 선택 방법을 제시하였다. 제시한 전압범위를 제한하는 방법으로 다중코어에서 DVFS를 적용하는데 필요한 시스템 오버헤드를 줄일 수 있으며, 변환 오버헤드를 최소화 시키면서 높은 전력감소 효율을 유지하는 것을 보였다.
  • 본 논문에서는 이런 오버헤드들을 줄이기 위하여 그림 2와 같이 코어 단위의 온-칩 레귤레이터에서 전체 시스템의 전압 범위는 유지하고 코어당 변환 전압 범위를 제한하는 방법을 제안한다. 2개의 코어는 VHH(1.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
에너지 감소 기술이 매우 중요한 과제가 된 이유는 무엇인가? 반도체 기술의 발전으로 시스템-온-칩(SoC : System-on-Chip) 내에 집적되는 소자의 수가 기하급수적으로 증가함에 따라 에너지 감소 기술은 매우 중요한 과제가 되었다. 다양한 저전력 기술 중에서도 동적 전압 주파수 스케일링(Dynamic Voltage and Frequency Scaling)은 Just-in-Time 컴퓨팅 원리하에 에너지 효율을 높이고자 하는 대표적인 저전력 기술이다.
온-칩 레귤레이터가 연구된 목적은 무엇인가? 변이 오버헤드의 영향을 줄이기 위해서 온-칩 레귤레이터(on-chip regulator)에 대한 연구가 진행 되었다.[4] 온-칩 레귤레이터는 기존의 오프칩 레귤레이터와 비교해서 빠른 스위칭에 의한 나노 초 단위의 전압 변이가 가능하다는 장점이 있다.
동적 전압 주파수 스케일링은 제약조건 안에서 전압과 주파수를 조절하여 에너지 효율을 높이기 위해 무엇이 반드시 필요한가? DVFS는 제약조건 안에서 전압과 주파수를 조절하여 에너지 효율을 높이기 위해 블록별 공급 전원을 가변시킬 수 있는 DC-DC 변환기와 클럭을 가변시킬 수 있는 programmable PLL (phase locked loop)이 반드시 필요하다[1]. 올바른 DVFS의 구현을 위해서는 이런 DC-DC 변환기와 PLL의 회로 특성을 정확하게 이해하고 이로 인해 발생 하는 오버헤드 (overhead)를 반드시 고려해야 한다.
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