計算機組織與結構›Ch7 其他（Others）第 2 題／共 19 題
2. Energy Efficiency、Dynamic Power、Leakage Power、DVFS
#CC-07-002難Energy EfficiencyDynamic PowerLeakage PowerDVFS
你正在評估兩個 RISC-V 雙核心處理器在執行特定 workload 時的能源效率（energy efficiency）。當只有一個 core 是啟用狀態時，第二個 core 會被 power-gated（即沒有耗電）。當 workload 執行完成後，兩個 cores 都會被 power-gated。
- Workload：10⁹ 個指令，其中 75% 是可平行化的（parallelizable，意即可以在沒有額外負擔的情況下分配到兩個 cores），剩下 25% 是嚴格序列（strictly serial）的。
- Processor A：兩個 cores，頻率 3.0 GHz，電壓 1.1V，平均 CPI（每核心）= 1.2，電容 = 1.2 nF，Leakage Power = 500mW（兩核心總和）。
- Processor B：兩個 cores，頻率 2.0 GHz，電壓 0.9V，平均 CPI（每核心）= 1，電容 = 1.0 nF，Leakage Power = 400mW（兩核心總和）。
- Dynamic power = C × V² × F。
請選出正確的敘述。
參考答案與解析
答案 (B)(C)。指令數75%可平行分配到2個core、25%必須序列執行在1個core上，換算成『時間』佔比時（平行部分因2核同時處理等效除以2）：序列時間佔比＝25/(25+75/2)＝25/62.5＝40%，兩處理器皆同（不是25%），(A)錯。leakage能量＝leakage功率×總執行時間；由於leakage功率會隨活躍核心數變化（單核運行時第二核power-gated、無耗電），代入計算後A、B的leakage能量剛好都等於0.1J，相等，(B)對。用Dynamic power=CV²F分別算出A、B在序列/平行階段的動態功耗與能量，加上0.1J leakage，得Energy(A)≈1.842J、Energy(B)≈0.91J，比值≈2.02，落在(2,2.3]區間，(C)對。以Energy×Delay計算，Delay(A)=0.25s、Delay(B)=0.3125s，ED(A)≈0.461、ED(B)≈0.284，B的ED值較小（更省能），並非A更省能，(D)錯。(E)錯：實際算出Time(A)=0.25s、Time(B)=0.3125s，A反而比B快，不是B比較快（A的較高時脈帶來的優勢超過了B較低CPI的優勢）。
📄 台大115
▤完整推導請見《WH 資工筆記 · 計算機組織與結構》Ch7 其他（Others）