Tampereen yliopisto

Energiatehokasta joustavuutta prosessoreihin

Jaa

Sulautettujen tietokonejärjestelmien määrä kasvaa voimakkaasti tulevaisuudessa, mikä aiheuttaa painetta niiden energiatehokkuuden parantamiselle. Diplomi-insinööri Joonas Multanen kehitti väitöstyössään tekniikoita sulautetuissa järjestelmissä käytettävien prosessoreiden energiatehokkuuden lisäämiseksi.

Joonas Multanen. Kuva: Heidi Korvela
Joonas Multanen. Kuva: Heidi Korvela

Sulautetut tietotekniset järjestelmät ovat muotoutuneet osaksi jokapäiväistä elämäämme muun muassa älypuhelimien ja -kellojen, kodinkoneiden, lelujen ja autojen muodossa. Näissä järjestelmissä keskeisessä roolissa ovat prosessorit, joita ohjelmoimalla toteutetaan monimutkaisia toiminnallisuuksia. Kun nämä laitteet kommunikoivat palvelinten ja toistensa kanssa verkkoyhteyden välityksellä, puhutaan esineiden internetistä.

– Etenkin esineiden internetin myötä sulautettujen järjestelmien määrän on ennustettu lisääntyvän voimakkaasti lähitulevaisuudessa, jolloin niiden osuus globaalista energiankulutuksesta kasvaa. Lisäksi nämä laitteet toimivat usein akkujen varassa, jolloin energiatehokkuus on oleellisessa roolissa. Samanaikaisesti niiden energiatehokkuuden kehitys on hidastunut, Multanen kertoo.

Vaikka paras energiatehokkuus saavutetaankin suunnittelemalla laitteisto suorittamaan vain ennalta määrättyjä toimintoja, laitteiston joustavuutta voidaan parantaa ohjelmoitavuuden avulla.

– Ohjelmoitavuuden avulla järjestelmää voidaan käyttää toiminnallisuuden päivittämiseen ja esimerkiksi käytön aikana havaittaviin toimintoihin, jotka eivät olleet tiedossa sen suunnittelun aikana, Multanen kertoo.

Uusilla menetelmillä sähköä säästävää ohjelmoitavuutta

Ohjelmoitavuudella on 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. Esimerkiksi käyttämällä käskypakkausta tai suunnittelemalla ohjelmistotuki ja komponentit hyödyntämään tutkimusvaiheessa olevien nousevien (emerging) muistiteknologioiden erityispiirteitä voidaan mahdollistaa tulevaisuuden laitteisiin energiatehokas ohjelmoitavuus, Multanen toteaa.

Diplomi-insinööri Joonas Multasen tietokonetekniikan alaan kuuluva väitöskirja Energy-Efficient Instruction Streams for Embedded Processors tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnassa perjantaina 26.11.2021 klo 12 alkaen Tietotalon salissa TB109, Korkeakoulunkatu 1. Vastaväittäjänä toimii professori Magnus Själander Norwegian University of Science and Technology -yliopistosta. Kustoksena toimii professori Pekka Jääskeläinen informaatioteknologian ja viestinnän tiedekunnasta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Joonas Multanen
040 761 2110
joonas.multanen@tuni.fi

Kuvat

Joonas Multanen. Kuva: Heidi Korvela
Joonas Multanen. Kuva: Heidi Korvela
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Tampereen yliopiston yhteistoimintaneuvottelut ovat päättyneet ja muutoskeskustelut käynnistyvät29.11.2021 13:08:24 EET | Tiedote

Tampereen yliopiston keskitettyjä tukipalveluja koskevat yhteistoimintaneuvottelut päättyivät 16.11. Työnantaja on 29.11. antanut työntekijöiden edustajille selvityksen päätöksistä ja jatkavasta organisaatiosta. Työsuhteen päättämistä, uusien tehtävien tarjoamista tai eläkkeelle siirtymistä koskevien muutoskeskustelujen kutsut lähetetään 29.-30.11. niille työntekijöille, joita muutos koskee.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme