Sulautettujen tietokonejärjestelmien määrä kasvaa voimakkaasti tulevaisuudessa, mikä aiheuttaa painetta niiden energiatehokkuuden parantamiselle. Tampereella diplomi-insinööri Joonas Multanen on tutkinut tekniikoita, joilla sulautettujen järjestelmien prosessoreista saataisiin energiatehokkaampia.

Vaikka paras energiatehokkuus saavutetaan suunnittelemalla laitteisto suorittamaan vain ennalta määrättyjä toimintoja, laitteiston joustavuus on entistä tärkeämpää tulevaisuudessa. Ratkaisujen edelleen kehittäminen ja päivittäminen on entistä tärkeämpää.

’’Ohjelmoitavuuden avulla järjestelmää voidaan käyttää toiminnallisuuden päivittämiseen ja esimerkiksi käytön aikana havaittaviin toimintoihin, jotka eivät olleet tiedossa sen suunnittelun aikana’’, kertoo ensi viikolla alueen tekniikoista väittelevän Tampereen yliopistolla väittelevä DI Joonas Multanen.

Ohjelmoitavuudella on hänen mukaansa kuitenkin hintansa. Prosessoreiden suorituksen ohjaamisessa käytettävien käskyjen sekä prosessoitavan datan säilytykseen käytetään muisteja, jotka voivat kuluttaa suurimman osan koko prosessorin käyttämästä sähköenergiasta.

Väitöskirjassaan Multanen keskittyi kehittämään menetelmiä käskymuistihierarkioiden energiatehokkuuden lisäämiseksi.

’’Käskymuistihierarkian komponentit voidaan suunnitella siten, että käskyjen siirtämiseen prosessorille käytetään ohjelmistotukea. Näin energiatehokkuutta voidaan kasvattaa’’, Multanen sanoo. Hänen mukaansa esimerkiksi käyttämällä käskypakkausta tai suunnittelemalla ohjelmistotuki ja komponentit hyödyntämään tutkimusvaiheessa olevien nousevien (emerging) muistiteknologioiden erityispiirteitä.

Lisää: DI Joonas Multasen väitöskirja Energy-Efficient Instruction Streams for Embedded Processors (LINKKI) ja väitöstilaisuus 26.11.2021 klo 12.00 Tampereen yliopistolla (LINKKI, myös verkossa zoomilla).

Kuvituskuva: Shutterstock