AMD의 효율적인 RTL 클럭 게이팅 분석 플로우 구현
성공 사례
이 글에서는 AMD가 PowerPro를 사용해 클럭 게이팅 효율을 개선한 과정을 개략적으로 소개하고, 게이트 후 합성까지 기다리지 않고 RTL 단계에서 전력 분석을 실시하면 얻을 수 있는 결과와 장점을 보여드립니다.
PowerPro® 전력 분석 솔루션
소비재와 네트워킹 센터에서는 전력 소모량을 줄이는 것이 설계상의 중대한 고려 사항입니다. 이런 장치에 투입되는 프로세서 코어에도 대부분 같은 원칙이 적용됩니다. AMD는 전력 효율이 우수한 프로세서 코어를 설계하여 최종 고객이 저전력 제품을 생산하는 데 도움을 주는 업체로서 이름을 알리고 있습니다.
AMD에서는 최신 저전력 X86 AMD 코어인 코드명 Jaguar 출시를 앞두고 주어진 전력 엔벨로프(power envelope)에 대한 더 빠른 성능, 주어진 전압에서 더 높아진 주파수 및 클럭 게이팅과 유닛 재설계를 통한 전력 효율성 개선 등의 여러 가지 측면에서 이전 세대보다 개선된 제품을 제작하고자 했습니다. AMD 저전력 코어 설계 팀에서는 PowerPro® 전력 분석 솔루션을 사용해 RTL 클럭 게이팅 품질을 분석하고 개선할 기회를 찾아 엔지니어링 팀에서 사용할 수 있는 보고서를 작성했습니다. 그러면 엔지니어링 팀에서 설계 작동 전력을 줄일 방법을 모색하는 것입니다.
PowerPro는 합성 전 RTL을 분석하기 때문에 전력 분석을 할 때 합성을 마친 게이트에 의존하는 도구에 비해 적은 수의 머신 리소스를 가지고도 더 많은 횟수의 시뮬레이션 주기를 자주 실행하여 분석할 수 있습니다. AMD에서는 테스트 39회로 구성된 스위트를 선택했으며, 여기에 최대 전력 조건(한번에 최대한 많은 코어를 활성 상태로 만듦), 중지 케이스(명령이나 간섭 활동이 발생하지 않음) 하나, 그리고 여러 가지 실제 애플리케이션 코드의 정보를 포함했습니다. 클럭 게이팅과 빠른 RTL 분석 턴어라운드에 주안점을 둔 덕분에 AMD Jaguar 코어의 일반적인 애플리케이션에 대하여 측정 가능한 수준의 전력 절감을 달성할 수 있었습니다.
효율적인 RTL 클럭 게이팅 분석 플로우 구현
AMD에서는 Siemens EDA와 협력하여 효율적인 RTL 클럭 게이팅 분석 플로우를 만들고자 하였습니다. 이 플로우와 도구의 주요 특징은 다음과 같습니다.
- RTL 분석은 주말 동안 실행하여 주요 전력 벤치마크 테스트를 분석할 수 있습니다.
- 출력 형식을 설계자가 사용할 수 있도록 구문 분석, 요약하기 쉬웠습니다.
- 추천 개선 사항에 제안으로서 가치가 있었고 가능한 최적화 방안을 제시하였습니다.
- 활성 클럭 수와 사용된 총 전력의 상관관계 정립이 우수했습니다.
- 궁극적으로, IPC와 주파수 개선을 감안하더라도 PowerPro는 이미 조정을 마친 저전력 X86 CPU와
비교해 일반적인 동적 애플리케이션 전력을 약 20% 줄이는 데 성공했습니다.