令和3年度 秋期 エンベデッドシステムスペシャリスト試験 午前II 問14
組込みシステムに適用されるCPUの低消費電力化技術に関する説明として，適切なものはどれか。
解答・解説
正解: エ. レジスタに供給するクロックがダイナミックな消費電力を増加させる要因の一つなので，不要なブロックへのクロックの供給を止めることによって低消費電力になる。
CPUの低消費電力化技術には、大きく分けて動作時の消費電力（ダイナミックな消費電力）を削減する技術と、待機時の消費電力（静的な消費電力、リーク電流）を削減する技術があります。
クロック信号は回路を動作させるための基準となる信号ですが、回路の状態を保持するレジスタなどにクロックが供給されているだけで状態の切り替えが発生し、ダイナミックな消費電力が増加する要因となります。したがって、動作していない不要なブロックへのクロック供給を停止するクロックゲーティングという技術は、ダイナミックな消費電力を低減するための有効な手法です。
よって、正解は「エ」となります。
各選択肢の解説
- ア: 誤りです。トランジスタのしきい値電圧を低くすると、回路の動作は速くなりますが、オフ状態でも流れてしまうリーク電流（漏れ電流）は増加し、静的な消費電力が大きくなります。
- イ: 誤りです。トランジスタのダイナミックな消費電力は、電源電圧の2乗に比例します。したがって、電圧を高くすると消費電力は大きく増加します。
- ウ: 誤りです。パワーゲーティングは、使用していない回路ブロックへの電源供給そのものを遮断する技術です。これにより、ダイナミックな消費電力だけでなく、リーク電流に起因する静的な消費電力も抑えることができます。
- エ: 正しいです。不要なブロックへのクロックの供給を止めることで、クロックに起因するダイナミックな消費電力を削減できます。