プロセッサの低消費電力設計　――プロセッサの低消費電力化は，聖域なき総力戦

● クロック停止と電源のしゃ断が対策の基本

　プロセッサの場合，対象となるのはCMOS LSIなので，動的な消費電力を削減する場合，まず「クロックを止める」ということが基本中の基本です．設計時点で消費電力系のツールを駆使してクロック・ゲーティングを適用することが，普遍的な対処法となっています．この延長上には，クロック・ドメインの細分化なども含まれます．

　これに対してリーク電流対策の基本としては，電源ドメインの細分化や電源しゃ断（パワー・ゲーティング），といった対処法が挙げられます．設計上の作業だけで比較的容易に対処できるクロック停止と比べると，電源しゃ断には対処すべき課題が多くなります．例えば，ハードウェアについては，異なる電源ドメイン（領域）間のアイソレーションやレベル・シフタなどが必要になります．

　また，電源しゃ断からの復帰時に各フリップフロップのデータをどこからよみがえらせるのか，という問題もあります．いったん外部にデータを吸い出すという手法もありますが，現状では，フリップフロップを2重化し，低い電圧のバックアップ専用の電源ドメインに属する低リークのフリップフロップに保存する手法が主流となりそうです．もちろん，内部に電源しゃ断を行う回路を持たせるとなると，プロセス技術やデバイス技術による対処も必要になります．電源しゃ断の管理といった観点では，電力管理ソフトウェアの整備も重要な課題の一つです．