令和3年度 秋期 午前Ⅱ 問14

✓ これが正解エレジスタに供給するクロックがダイナミックな消費電力を増加させる要因の一つなので，不要なブロックへのクロックの供給を止めることによって低消費電力になる。

解説

不要なブロックへのクロック供給を止めると、動的な消費電力が減ります。

CPUの消費電力は、信号が切り替わるたびに生じるダイナミックな消費電力と、動作していなくても流れるリーク電流による消費電力に分けて考えます。ダイナミックな消費電力は、クロックに合わせてレジスタなどの回路が切り替わる回数が多いほど増えます。動作する必要のないブロックへのクロックの供給を止めるクロックゲーティングは、その切り替わりをなくしてダイナミックな消費電力を減らす技術です。これに対し、電源そのものを遮断するパワーゲーティングは、リーク電流による消費電力も抑えられます。何を止めると、どちらの消費電力が減るのかを対応させて覚えると見分けやすくなります。

ほかの選択肢はなぜ違うのか

• アトランジスタのしきい値電圧を低くすること…：しきい値電圧を低くするとトランジスタは速く動作するようになる一方、オフのときに流れるリーク電流は増えます。動作が遅くなりリーク電流が抑えられるという記述は、しきい値電圧を高くした場合の性質と取り違えています。
• イトランジスタの消費電力は電源電圧の 2 …：ダイナミックな消費電力は電源電圧の2乗に比例するので、電圧を下げるほど大きく減ります。2乗に反比例するとして電圧を高くするという記述は向きが逆で、DVFSのように電圧を下げて省電力化するのが実際の考え方です。
• ウパワーゲーティングを用いることによって，…：パワーゲーティングは、使っていないブロックの電源そのものを遮断する技術です。電源を切ればそのブロックにリーク電流も流れなくなるので、リーク電流による消費電力を抑えられないという記述は誤りです。