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半導体デバイスの微細化は,集積回路の性能を向上させ ると同時にSoC(System-on-a-Chip)の大幅な省電力を可能に した.アプリケーションに合わせてカスタム設計するASIC (Application Specific Integrated Circuit)を用いなくても,組込 みプロセッサなどのはん用部品とその上で動作するソフト ウェアによって多くの機能を低電力で実現できるようになっ た. 半導体デバイスの微細化とSoCの大規模化は,一方で,ハー ドウェア設計を複雑化し,ハードウェアの設計コスト,検証 コスト,テストコスト及びマスクコストの急激な上昇を招い た.アプリケーションごとにハードウェアを設計し直すアプ ローチはコストの観点から見合わなくなりつつある.特に ディジタル情報家電の多くは製品寿命が短く,競争が激しい. ディジタル情報家電分野で高い収益を上げるためには,付加 価値の高い新製品を短期間で開発することが重要である.こ のような状況を背景に,組込みプロセッサをベースにSoCを 構築し,これらのプロセッサ上で動作するソフトウェアに よってより多くの機能を実現する柔軟なアプローチが期待を 集めている. ディジタル情報家電に組み込まれるSoCチップは典型的に は10mW~10W程度の電力を消費する.仮に,世界中で一人 当り一つのSoCチップを使用したとすると,世界全体では最 大6,500万kWにも及ぶ電力を消費することになる.これは, 石油火力発電所約100基分に相当する.SoCチップの消費電 力は化石燃料の枯渇によるエネルギー危機にも関係する重要 な問題である. SoCチップの消費電力は,エネルギー消費量だけでなく, コンピュータシステムの信頼性にも大きく影響を与える. SoCチップの温度が10~15°C上昇するとそのチップの寿命 はおよそ半分に短縮されることが報告されている. 以上の理由からSoCチップの省エネルギー化と低消費電力 化は今日の高度情報化社会において非常に重要な課題であ る.これまでのSoCチップに対する省エネルギー化手法や低 消費電力化手法の多くは主にハードウェアを対象にしてい た.しかし,製品の差別化要因の主流がハードウェアから ソフトウェアにシフトするのに伴い,これらの手法の対象も ハードウェアからソフトウェアへとシフトしている.本稿で は,代表的なソフトウェア指向の電力見積り技術と電力削減 技術を概説する.まず2.では電力消費のメカニズムについ て説明し,3.ではソフトウェアの電力見積り技術を紹介する. 4.では,代表的なソフトウェアの電力削減技術を紹介し,5. で本稿をまとめる.

Techniques for Estimating and Reducing the Power Consumption of Software