HardCopy IV ASIC：消費電力の優位性

HardCopy® IV ASIC は、スタンダード・セル ASIC に匹敵する消費電力の低減を実現できるように設計されています。リーク電流を低減するために、SRAM、ロジック、グローバル・クロック、PLLなどの未使用のブロックはすべて電源レールへ接続されません。HardCopy IV ASIC は、スタンダード・セル ASIC と同様に、カスタム・メタル配線を使用するため、配線キャパシタンスが抑えられダイナミック消費電力が低減されます。

HardCopy IV ASIC では、一般にプロトタイプ作成用 Stratix® IV FPGA よりも消費電力が 50% 以上低減されます。Stratix IV は革新的なアーキテクチャ、プログラマブル・パワー・テクノロジ、および選択可能なコア電圧により、同じクラスのハイエンド FPGA で最小の消費電力を可能にします。

図 1 に、全消費電力の構成要素を示し、HardCopy IV ASIC と対応する Stratix IV FPGA プロトタイプ間の相対値を掲載します。

図 1. 消費電力の比較

図 1 から分かるように、I/O と RAM/DSP の消費電力は、一般的に Stratix FPGA と HardCopy ASIC では同じです。ダイナミック（クロック/ロジック）消費電力は劇的に減少し、リーク電力も大幅に低減されます。これは未使用エレメントはすべて電源レールに接続されないためです。

低消費電力の利点

カスタム・ロジック・デバイスの消費電力を低減することにより、以下を含む多くのアプリケーションでさまざまな利点が得られます。

• スペース制約やその他発熱に厳しい環境
• 冷却システムがコストに見合わない価格重視のアプリケーション
• 冷却システムのコスト削減

HardCopy IV ファミリは、アルテラがリードする最小消費電力のカスタム・ロジック・デバイスの一例にすぎません。アーキテクチャとシリコンの改良という総合的なアプローチ、最新の半導体プロセス・テクノロジ、および完全な消費電力管理ツールを組み合わせることによって、アルテラは卓越したパワー・テクノロジを提供し続けています。

Quartus II ソフトウェアによる消費電力の最適化

デザイン実装の詳細設定により、性能の向上、エリアの低減、および消費電力の削減を達成できます。アルテラは消費電力最適化機能をデザイン・フローに取り入れるなど業界をリードしてきました。Quartus® II ソフトウェアは、HardCopy IV ASIC で強化されたアーキテクチャと連携して、消費電力ソリューションにおけるリーダーシップを維持し続けます。

Quartus II ソフトウェアは、ユーザが意識することなく、以下に示すような HardCopy IV アーキテクチャを利用して消費電力を低減する多くの自動最適化機能を備えています

• 主要な機能ブロックの変形
• 消費電力を削減するユーザ RAM のマッピング
• ダイナミック消費電力を削減するためのロジックの再構築
• コア・ロジック面積の削減および配線の最適化で 配線におけるダイナミック消費電力を削減
• 配置の変更によるクロック消費電力の削減

正確な消費電力の見積もりおよび解析

アルテラは、Quartus II ソフトウェアの PowerPlay 消費電力解析および最適化テクノロジを用いて、デザイン・コンセプトから実装に至るまで消費電力の見積もりおよび解析をサポートします。

デザイン・コンセプトの段階で使用される PowerPlay Early Power Estimator は、デバイスおよびパッケージの選択、動作条件、およびデバイス使用率に基づき、消費電力の早期解析を可能にするスプレッドシート・ベースの解析ツールです。

デザインの実装段階で使用される PowerPlay Power Analyzer は、非常に高性能の消費電力解析ツールであり、実デザインの配置配線およびロジック構成を使用するだけでなく、シミュレーション・データも使用して、ダイナミック消費電力をさらに正確に見積もることができます。PowerPlay Power Analyzer は、正確なデザイン情報を入力することにより、通常±10%の見積り精度を提供できます。

関連リンク

• Quartus II 開発ソフトウェア・ハンドブックのPower Optimization (PDF) の章
• Stratix III & Stratix IV Early Power Estimator
• Quartus II PowerPlay 電力解析 ＆ 最適化テクノロジ
• 消費電力管理リソース・センター