People do not lose data when they wake up from sleep. Of course, they may distort or forget, but the basic data remains in a learned state.

However, if a computer is not connected to the power, all data disappears. Therefore, special storage devices such as NAND flash or ROM are used to store important data.

However, controlling power within the SOC means removing the power of SRAM or flip flops during calculations.
From now on, we will discuss power control using a technology called power gating.
Power gating is a technology that controls power by turning off the power of a desired part within the SOC system to reduce power consumption.

Power gating can reduce power consumption, but because the power is turned off, the data that I worked hard to calculate is lost. Then, since the computer does not have the previously calculated data, new calculations based on the previous data cannot start.

If only the data of the calculation area is lost, only the information of the relevant task is lost and the calculation ends to the extent of stopping, but if the data of the control system, which is the core element that allows the computer to operate ‘as a computer’, is lost, the computer itself cannot operate.
That is why there are actually few opportunities for power gating. It can be turned off only when the function is not used at all.

For example, most display systems update the image at 60 frames per second, so they operate at 60fps (Frame Per Second), which means that the time each frame stays on the screen is 1/60 second = 16.6ms. That means the screen refresh cycle is 16.6ms.
However, today’s computing is so great that we can finish all the work that needs to be done every 16.6ms in 4~5ms. Then, we can rest for 11~12ms, and of course, if we power gate during the rest period, we can reduce power consumption.

However, if we do power gating in one frame like this, we cannot start the next frame properly.
This is because the power supply is cut off through power gating, and all the data calculated in the previous frame is gone, so we cannot start a new calculation based on the previous data. We have to start everything again.

Therefore, it is difficult to apply the technology called power gating to dynamically turn off the power of unnecessary hardware blocks due to data loss. Without additional technology, power gating can only be done when the display function is not used.

사람은 자고 일어나도 데이터를 잃어버리지 않습니다.
물론 왜곡하거나, 까먹기도 하지만, 기본적인 데이터는 다 학습한 상태로 남아 있습니다.

하지만, 컴퓨터는 전원이 연결되어있지 않으면 모든 데이터가 사라집니다.
그래서, 중요하게 저장할 데이터는 NAND플래시나, ROM등 특수 저장장치를 이용하기도 합니다.

하지만, SOC내의 power제어를 한다는 의미는 연산 중에 SRAM이나 flip flop등의 파워를 제거하겠다 라는 의미입니다.
이제는 파워 제어를 power gating이라는 기술로 얘기하겠습니다.
power gating은 전력 소비를 줄이기 위해 SOC 시스템 내에서 원하는 부분의 전원을 off하여 파워를 제어하는 기술입니다.

power gating을 하면 전력 소비는 줄일 수 있지만 power를 껐기 때문에, 내가 열심히 연산 시킨 데이터가 날아가 버립니다.
그러면, 컴퓨터는 이전에 연산한 데이터를 가지고 있지 못하기 때문에, 이전 데이터를 기반으로 하는 새로운 연산은 시작할 수 없습니다.

연산하는 곳의 데이터만 잃어버리면 해당 작업의 정보만 손실 되고, 계산이 중단되는 정도로 끝나지만, 컴퓨터가 ‘컴퓨터로서’ 작동하도록 하는 핵심 요소인 컨트롤 시스템의 데이터를 잃어버리게 되면 컴퓨터 자체가 동작할 수 없게 됩니다.

그렇기 때문에 사실 power gating 기회는 잘 존재하지 않습니다.
완전히 기능을 사용하지 않는 경우에만 off를 할 수 있는 것이죠.

디스플레이 시스템을 예로 들어보면,
대부분의 디스플레이 시스템은 초당 60프레임으로 이미지를 갱신하기 때문에 60fps (Frame Per Second)로 동작하는데,
이는 각 프레임이 화면에 머무르는 시간이 1/60초 = 16.6ms입니다. 화면 갱신 주기가 16.6ms라는 얘기죠.
하지만, 지금의 컴퓨팅은 너무 훌륭하기 때문에, 16.6ms마다 할 일을 4~5ms면 미리 다 끝낼 수 있습니다.
그러면, 11~12ms기간 동안을 쉴 수 있고, 쉬는 구간에는 당연히 power gating을 하면, 전력 소모를 줄일 수 있습니다.

하지만, 이렇게 1개의 frame안에서 power gating을 하게 되면, 다음 프레임을 제대로 시작할 수 없습니다.
왜냐하면, power gating을 통해 전원 공급이 끊겼고, 기존 프레임에서 연산한 데이터가 다 사라져서, 이전 데이터를 기반으로 하는 새로운 연산을 시작할 수 없기 때문입니다. 모든 것을 새로 시작해야 합니다.

그래서, power gating이라는 기술로 필요하지 않는 하드웨어 블럭의 전원을 dynamic하게 끄면서 적용하는 것은,, 데이터 손실 때문에 어렵게 됩니다. 추가적인 기술이 없다면, display기능을 사용하지 않을 때만, power gating을 할 수 있는 것입니다