Clock gating

La fonction d'économie d'énergie de la microélectronique à semi-conducteurs est le clock gating. Elle permet d'éteindre des circuits. De nombreux appareils électroniques utilisent le clock gating pour éteindre des bus, des contrôleurs, des ponts et des parties de processeurs, afin de réduire la consommation d'énergie dynamique. Le contrôle d'horloge peut être réalisé soit par une commutation logicielle des états d'alimentation en fonction des instructions du code, soit par un matériel intelligent qui détecte s'il y a du travail à faire et, dans le cas contraire, éteint le circuit. Sur certains dispositifs électroniques, le blocage d'horloge peut également être réalisé par une combinaison de méthodes. Le contrôle d'horloge regroupe les circuits en blocs logiques qui sont désactivés lorsqu'il n'y a pas de travail à effectuer. Les circuits asynchrones ont une consommation d'énergie qui dépend des données. Comme les circuits ne fonctionnent pas à la même fréquence, il y a une considération inhérente à la conception, en ce sens que certains composants attendront occasionnellement des données pour effectuer un travail. La fonction de déclenchement de l'horloge permet aux circuits synchrones à rendement plus ou moins élevé d'imiter cette consommation d'énergie dépendant des données. Avec les bus synchrones, des circuits logiques supplémentaires sont nécessaires par rapport aux bus asynchrones. Cependant, les systèmes synchrones sont plus simples et plus compacts, ce qui permet de réduire les coûts de production. L'efficacité de la commande d'horloge n'est proche de 100 % que lorsque la granularité de la commande d'activation et de désactivation est extrêmement fine. La granularité de la commande d'arrêt et de marche permet aux circuits synchrones d'atteindre des niveaux d'efficacité énergétique en fonction des données comparables à ceux des circuits asynchrones. La commande d'horloge peut réduire la consommation d'énergie pour les charges de travail dynamiques, mais elle n'est pas efficace pour réduire la puissance consommée par les charges de travail statiques. Une utilisation proche de 100 % est courante dans les scénarios informatiques impliquant des charges de travail de rendu, de serveur et de calcul mathématique.