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Reducing Energy Consumption of Wakeup Logic through Double-Stage Tag Comparison Double-Stage 태그 비교를 통한 Wakeup 로직의 에너지 소비 감소

Yasutaka MATSUDA, Ryota SHIOYA, Hideki ANDO

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요약 :

현재 프로세서의 높은 에너지 소비로 인해 제한된 클록 주파수, 짧은 배터리 수명, 장치 신뢰성 감소 등 여러 가지 문제가 발생합니다. 따라서 프로세서의 에너지 소비를 줄이는 것이 중요합니다. 프로세서의 리소스 중에서 IQ(문제 대기열)는 에너지를 많이 소비하며, 그 중 대부분은 웨이크업 로직에 의해 소비됩니다. 웨이크업 로직 내에서 소스 피연산자 준비 상태를 확인하는 태그 비교는 상당한 양의 에너지를 소비합니다. 본 논문에서는 이중 단계 태그 비교라고 불리는 태그 비교를 위한 에너지 절감 방식을 제안합니다. 이 방식은 먼저 태그의 하위 비트를 비교한 다음 일치하는 경우에만 상위 비트를 비교합니다. 태그 비교의 에너지 소비는 비교된 총 비트 수에 대략 비례하기 때문에 이 수를 줄이면 에너지가 절약됩니다. 그러나 이러한 순차적 비교는 IQ의 지연을 증가시켜 클록 사이클 시간을 증가시킵니다. 발행 작업에 추가 주기를 할당하면 이를 방지할 수 있지만 결과적으로 IPC가 저하됩니다. IPC 저하를 방지하기 위해 성능에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 있는 여러 가장 오래된 명령이 있는 IQ의 소수 항목을 태그 비교를 위한 단일 단계로 재구성합니다. SPEC2017 벤치마크 프로그램에 대한 평가 결과에 따르면 21단계 태그 비교는 웨이크업 로직에 의해 소비되는 에너지를 평균 15% 감소시키고(오버헤드를 포함할 경우 3.0%) 성능 저하를 XNUMX%만 달성하는 것으로 나타났습니다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E105-D No.2 pp.320-332
발행일
2022/02/01
공개일
2021/11/02
온라인 ISSN
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2021EDP7174
원고의 종류
PAPER
범주
컴퓨터 시스템

작성자

Yasutaka MATSUDA
  Nagoya University
Ryota SHIOYA
  the University of Tokyo
Hideki ANDO
  Nagoya University

키워드