ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第655回

Alder Lakeと十分戦える省電力機能が実装されたRyzen 6000 Mobileシリーズ　AMD CPUロードマップ

　次にSoCレベルでの工夫についてだ。

CPUコアは、稼働時はともかく待機時にはそれほど消費電力が高くないことを考えると、実は省電力化への重要度が高いのはむしろディスプレーやUSBなどである

ちなみに、GPUは一塊である。これ、以前もJoe Macri氏に聞いたことがあるが、GPUの場合はCPUと異なり、全体が連動して動くので、ここでPower GatingやClock Gatingをやっても意味がないとのこと

Deep SoC Power Partitioning and Power states
(より粒度の細かいClock/Power Gatingを可能に)

　なるべく細かいブロック分けして、Clock Gating(クロックの供給停止:ダイナミックパワーがほぼゼロに近くなる。ただリーク電流に代表されるスタティックパワーは減らない)やPower Gating(電源そのものも供給停止)を実現できるようになった。

　これに関しては、Z-State Regionという、システム復帰に必要なブロックにさえ電力を供給しておけば、他のブロックは全部電源供給を止めても対応できるようになっている。

New SoC-Wide Save-Restore Acceleration
(待機あるいは復帰を高速化)

　CPUだけでなく、チップ全体のその他の部分でも待機状態や復帰状態に素早く入るためのハードウェア機構を追加している。

Improved Clock and Power Gating
(Gatingの粒度をさらに細かく)

　例えば周辺回路ではPHYとMACを別々にClock/Power Gatingをできるようにした。PHYをPower Gatingしてしまうと、復帰の際に時間がかかる(PCIeやUSB 3以降の場合、まずLink Trainingと呼ばれる信号伝達状況の確認手順から入ることになるので、余分な時間が必要になる)一方で省電力の効果は大きいので、ニーズによってはPHYまで電源を落とした方が効果的である。このあたりのコントロールが可能になった。

New Memory Controllers
(メモリーコントローラーの省電力機能を拡充)

　もともとDDR5/LPDDR5ではかなりいろいろな省電力機構が用意されているが、これに加えてDIMMをLane/Rank/Bank単位で電力制御できるようにしたほか、オーバークロック駆動のDIMMを利用する場合に向けてBypass Modeと呼ばれる動作モードも提供される。

New EDC Controller
(SoC内部への電力供給の粒度を下げた)

　EDC(Electrical Design Constraints)というのは、SoC内部のブロックに対する電力供給であるが、これを一律にするのではなく、ブロックごとに細かく最適な電圧にすることで、無駄を減らした。

New Z9 and Z10 Deeper Low Power State
(新たにZ9/Z10という動作モードを追加)

　例えばDVDの鑑賞などでは、SSDからデータブロックを読み出してそれを内蔵デコーダーで展開、画面出力するだけでいいので、CPUを含むほとんどのブロックは稼働している必要がない。こうした使い方に向けて、チップのほとんどを休止状態とするモードを追加した。

New Data Fabric Optimization
(インフィニティー・ファブリックに省電力モードを追加)

　先にCPUのところに出てきたCCX Light C-Stateと対になる機能で、インフィニティー・ファブリックに省電力モードが追加された。これにより、完全にスリープするほどではないけど一時的に転送がなくなった時などに省電力効果が高められる。

Optimized Memory Bandwidth Allocation
(メモリーアクセスの最適化)

　CPUに対しては効率的なメモリーアクセスを、GPUに対しては最大の帯域を提供するようにメモリーコントローラーの動作を変更している。これにより、CPUのみを使う場合のメモリー回りの省電力化が図れる。