| 研究課題/領域番号 |
19K21531
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| 補助金の研究課題番号 |
18H06462 (2018)
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 (2019)
補助金 (2018) |
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| 審査区分 |
1001:情報科学、情報工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
塩見 準 京都大学, 情報学研究科, 助教 (40809795)
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| 研究期間 (年度) |
2018-08-24 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 計算機システム / 省エネルギー / 低消費電力化 / スケジューラ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は，与えられた時間制約のもと，最小のエネルギーでプロセッサにアプリケーションを処理させるリアルタイム電圧制御システムを世界に先駆けて開発する．具体的には，(1) 稼働状況の変化に応じて最適な制御電圧を瞬時に決定する電圧最適化アルゴリズムを開発し，(2) 実行アプリケーションに応じて電圧をリアルタイムに最適化するスケジューラの開発を行う．本研究では制御電圧として電源電圧だけでなく基板電圧を取り扱う．プロセッサを常に最小のエネルギーで稼働させることで，従来手法と比べて大幅な消費エネルギーの削減を実現し，次世代情報基盤技術に大きな波及効果をもたらすことを目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究は、与えられた時間制約のもと、最小のエネルギーでプロセッサにアプリケーションを処理させるリアルタイム電圧制御システムを世界に先駆けて開発する。具体的には、(1) トランジスタが弱反転状態で動作する低電圧領域から定格電圧領域までの幅広い電圧領域に対し、最適な電源電圧(VDD)とバックゲート電圧(VBG)を瞬時に決定する電圧最適化アルゴリズムを開発し、(2) 電圧制御システムのOS実装を見据えたリアルタイムスケジューリング技術を明らかにした。国際学会に2件、国内学会に2件発表し、SASIMI2021 Best Paper Awardを含む2件の受賞があった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
VDDとVBGの同時最適化により、従来アプローチ(VDDのみ制御)と比較して消費エネルギーを最大で半減できることを過去に実験的に明らかにしている。本研究課題においてVDDとVBGの同時最適化技術の実現可能性を高めるために、VDDとVBGの最適解を瞬時に導出するアルゴリズムと電圧制御システムを開発した。次世代の情報化社会においては、無数の集積回路デバイスがあらゆるヒトやモノに取り付けられ、自律的な情報通信・処理が行われる。本研究技術は集積回路デバイス全般に適用可能で、これらエンドポイントデバイスのバッテリ駆動時間改善や、膨大なIoTデータを処理するデータセンタの省電力化に貢献する基盤技術である。
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