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表1には、Stratix III デバイスの消費電力に関する技術的な詳細、消費電力の見積り精度および管理についてまとめています。
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表 1. Stratix III デバイス 消費電力リソース |
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技術資料 |
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| トレーニングおよびデモ | |
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無償オンライン・セミナー: 画期的な Stratix III FPGA の消費電力最適化の革新技術をどのように活用できるかを以下で紹介します。
- プログラマブル・パワー・テクノロジ
- 選択可能なコア電圧
- プロセスおよび回路テクノロジ革新
- Quartus® II PowerPlay 消費電力最適化ツール
- Stratix® III PowerPlay 消費電力最適化 スプレッドシート
プログラマブル・パワー・テクノロジ
プログラマブル・パワー・テクノロジは Stratix III FPGA でのみ提供される機能で、デザイン要件に応じて、プログラマブル・ロジック・アレイ・ブロック (LAB) 、 DSP ブロック、およびメモリ・ブロックごとに高速モードか低消費電力モードに設定できます。
他のすべての FPGA では、タイミング重視のパスをサポートするために、ブロックは 1 つの速度（最高速度）でのみ動作するように設計されます ( 図 1 の黄色のブロック ) 。 Stratix III FPGA のプログラマブル・パワー・テクノロジを使用すると、タイミング重視として設計されているもの を除く アレイ内のロジック・ブロックはすべて、低消費電力モードに設定されます ( 図 1 の青のブロック参照 ) 。 タイミング重視のロジックだけを高速モードに設定することで、 Stratix III デバイスの消費電力は大幅に低減されます。
図 1. 標準 FPGA ファブリックとプログラマブル・パワー・テクノロジを利用した Stratix III FPGA ファブリックとの比較
スラック・ヒストグラムを使用して多数のカスタマ・デザインを解析した結果、ほとんどのデザインで、タイミングを満たすために高性能ロジックを必要とする クリティカル なパスは非常に少なく、デザインのパスの大半は余分なスラックを持っていることがわかりました。 Quartus II ソフトウェアは、Stratix III のプログラマブル・パワー・テクノロジを使用して、クリティカルでないデザイン・パスの余分なスラックを自動的に検出して消費電力を最小化し、クリティカルなパスでは最高性能を維持します。 デザインのスラック・ヒストグラム解析について詳しくは、 Stratix III FPGA プログラマブル・パワー ホワイトペーパー (PDF) を参照してください。
選択可能なコア電圧
Stratix III 固有のもう １つの消費電力機能は選択可能なコア電圧で、消費電力節約タイプの 0.9 V コア電圧を選択することができます。 最高性能が要求されるデザインでは 1.1 V のコア電圧を使用し、低消費電力が要求されるデザインには 0.9 V のコア電圧を選択します。いずれのコア電圧が使用された場合でも、プログラマブル・パワー・テクノロジによって更に消費電力が低減されます。 選択可能なコア電圧について詳しくは、Stratix III FPGA プログラマブル・パワー ホワイトペーパー (PDF)を参照してください。
プロセスおよび回路テクノロジ
Stratix III デバイスでは、 FPGA の最高性能を提供しながら消費電力を低減するために、最新のプロセスおよび回路手法が主要な回路およびアーキテクチャの進化と共に利用されています。例えば、マルチ・スレッショルド・トランジスタ、可変ゲート長トランジスタ、 Low-K 層間絶縁膜、トリプル・ゲート・オキサイド (TGO) 、超薄ゲート・オキサイド、歪みシリコンなどのテクノロジが採用されています。 これらのプロセスおよび回路テクノロジについて詳しくは、 Stratix III FPGA プログラマブル・パワー・ ホワイトペーパー (PDF)を参照してください。
Quartus II PowerPlay 消費電力最適化ツール
Quartus II PowerPlay 消費電力最適化ツールは、デザイン全体の消費電力を最小限に抑えます。 この高度な消費電力最適化機能は 2005 年に Quartus II ソフトウェアで最初に提供されましたが、すぐに顧客のデザインでダイナミック消費電力が平均 25 パーセント減少しました。
アルテラでは引き続き PowerPlay の向上に努力しており、合成、配置、配線における インテリジェントな自動化機能 を追加しました。今日、Stratix III シリコンでプログラマブル・パワー・テクノロジと一緒に使用することにより、PowerPlay 消費電力最適化ツールはこれまでで最高の消費電力最小化機能を提供します。詳しくは、Stratix III FPGA の消費電力最適化 ページを参照してください。
