FPGA開発日記

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コンピュータの構成と設計第4版 Exercise 1.9

/* 以下の回答は,個人的に解いたものであって,正解である保証はありません.解答の正しさについてはまったく保証しませんし,まったく責任を負いません */

次の表を見て答えよ.

Technology Dynamic power(W) Static power(W) Voltage
a. 250nm 49 1 3.3
b. 90nm 75 45 1.1

1.9.1 スタティック電力による消費電力の割合を求めよ.

  • a. \frac{1}{49+1} = 0.02 = 2%
  • b. \frac{45}{75+45} = 0.375 = 37.5%

1.9.2 スタティック電力がP_{st}=V\times I_{leak}にしたがっているとして,漏れ電流を求めよ.

  • a. \frac{P_{st}}{V} = \frac{1}{3.3} = 0.303 = 303[mA ]
  • b. \frac{P_{st}}{V} = \frac{45}{1.1} = 40.91 = 40[A ]

1.9.3 スタティック電力とダイナミック電力の比率を求めよ.

  • a. \frac{1}{49} = 0.0204
  • b. \frac{45}{75} = 0.6

集積度が上がると,やはりスタティック電力の比率は増加する.

つぎの,2つのバージョンのプロセッサに異なる電圧を与えたと気にのダイナミック電力の表を見て問題に答えよ.

1.2V 1.0V 0.8V
a. 80W 70W 40W
b. 65W 55W 30W

1.9.4 0.8Vのときのスタティック電力を求めよ.ただし,スタティック電力とダイナミック電力の比は0.6とする.

  • a. 40W\times 0.6 = 24W
  • b. 30W\times 0.6 = 18W

1.9.5 0.8Vのときの,漏れ電流を求めよ.

  • a. I_{leak} = \frac{P_{st}}{V} = \frac{24W}{0.8V} = 30A
  • b. I_{leak} = \frac{P_{st}}{V} = \frac{18W}{0.8V} = 22.5A

1.9.6 1.0と1.2Vのときのリーク電流はどちらが大きいかを求めよ.ただし,スタティック電力とダイナミック電力の比率は1.7とする.

1.0Vと1.2Vのスタティック電力は次のとおり.

1.2V 1.0V
a. 136 119
b. 110.5 93.5

よって,書く漏れ電流は以下のように計算できる.

1.2V 1.0V
a. 113[A] 119[A]
b. 92.1[A] 93.5[A]