Near-Threshold Computing

Valmistustekniikoiden kehittyessä IC-piireille saadaan mahtumaan yhä enemmän transistoreja. Monimutkaisemmat piirit mahdollistavat suurempien laskutoimitusmäärien suorittamisen aikayksikössä. Piirien aktiivisuuden lisääntyessä myös niiden energiankulutus lisääntyy, ja tämä puolestaan lisää piirin lämmöntuotantoa. Liiallinen lämpö rajoittaa piirien toimintaa. Tämän takia tarvitaan tekniikoita, joilla piirien energiankulutusta saadaan pienennettyä. Uudeksi tutkimuskohteeksi ovat tulleet pienet laitteet, jotka seuraavat esimerkiksi ihmiskehon toimintaa, rakennuksia tai siltoja. Tällaisten laitteiden on oltava energiankulutukseltaan pieniä, jotta ne voivat toimia pitkiä aikoja ilman akkujen lataamista. Near-Threshold Computing on tekniikka, jolla pyritään pienentämään integroitujen piirien energiankulutusta. Periaatteena on käyttää piireillä pienempää käyttöjännitettä kuin piirivalmistaja on niille alunperin suunnitellut. Tämä hidastaa ja haittaa piirin toimintaa. Jos kuitenkin laitteen toiminnassa pystyään hyväksymään huonompi laskentateho ja pienentynyt toimintavarmuus, voidaan saavuttaa säästöä energiankulutuksessa. Tässä diplomityössä tarkastellaan Near-Threshold Computing -tekniikkaa eri näkökulmista: aluksi perustuen kirjallisuudesta löytyviin aikaisempiin tutkimuksiin, ja myöhemmin tutkimalla Near-Threshold Computing -tekniikan soveltamista kahden tapaustutkimuksen kautta. Tapaustutkimuksissa tarkastellaan FO4-invertteriä sekä 6T SRAM -solua piirisimulaatioiden avulla. Näiden komponenttien käyttäytymisen Near-Threshold Computing –jännitteillä voidaan tulkita antavan kattavan kuvan suuresta osasta tavanomaisen IC-piirin pinta-alaa ja energiankulusta. Tapaustutkimuksissa käytetään 130 nm teknologiaa, ja niissä mallinnetaan todellisia piirivalmistusprosessin tuotteita ajamalla useita Monte Carlo -simulaatioita. Tämä valmistuskustannuksiltaan huokea teknologia yhdistettynä Near-Threshold Computing -tekniikkaan mahdollistaa matalan energiankulutuksen piirien valmistaminen järkevään hintaan. Tämän diplomityön tulokset näyttävät, että Near-Threshold Computing pienentää piirien energiankulutusta merkittävästi. Toisaalta, piirien nopeus heikkenee, ja yleisesti käytetty 6T SRAM -muistisolu muuttuu epäluotettavaksi. Pidemmät polut logiikkapiireissä sekä transistorien kasvattaminen muistisoluissa osoitetaan tehokkaiksi vastatoimiksi Near- Threshold Computing -tekniikan huonoja puolia vastaan. Tulokset antavat perusteita matalan energiankulutuksen IC-piirien suunnittelussa sille, kannattaako käyttää normaalia käyttöjännitettä, vai laskea sitä, jolloin piirin hidastuminen ja epävarmempi käyttäytyminen pitää ottaa huomioon.

”Far from being such untameable savages” - Australian ja Uuden-Seelannin alkuperäiskansat Britannian parlamentin komitearaporteissa 1830- ja 40-luvuilla

Käsittelen tutkielmassani Australian aboriginaaleista ja Uuden-Seelannin maoreista 1830- ja 1840-luvuilla Britannian hallinnossa esitettyjä kuvauksia. Lähteenä aiheen tarkasteluun käytän viiden Britannian parlamentin tuona aikana asettaman komitean raportteja, joissa käsitellään Australian ja Uuden-Seelannin tilaa suhteessa eurooppalaisiin siirtolaisiin ja näiden alueiden kolonisoimista. Yhdessä nämä viisi raporttia muodostavat kiinnostavan kokonaisuuden, sillä ne ovat 1800-luvun ensimmäisen puoliskon ainoat komitearaportit, joissa käsitellään aboriginaaleja ja maoreja. Ne olivat myös yksi tapa, jolla 1800-luvulla siirtokunnista saatiin tietoa Britannian hallintoon, joten niissä esitetyt kuvaukset olivat merkittävä osa tiedonkulkua siirtokunnista imperiumin metropoliin. Tutkielmassani selvitän millaista kuvaa komiteat loivat aboriginaaleista ja maoreista metropolissa toimineelle hallinnolle siirtomaista peräisin olleiden lähteiden perusteella. Tarkastelen komiteoiden raporteissaan esittämiä kuvauksia aboriginaaleista ja maoreista suhteessa komiteoita ympäröineeseen ajatteluun ja muiden käsittelemieni komiteoiden esittämiin näkemyksiin. Rinnastamalla raporteissa esitettyjä kuvauksia ja näkemyksiä laajempaan aikalaiseen ajatteluun pystyn tuomaan esille komiteoiden esittämistä näkemyksistä niin samankaltaisuuksia verrattuna laajempaan ajatteluun kuin ajalleen poikkeuksellisia näkemyksiä. Komiteoiden esittämien näkemysten suhteuttaminen myös raporttien taustalla olleisiin todistajalausuntoihin tuo esille komiteoiden omia suuntautumisia. Komiteoiden raporteissa aboriginaalit ja maorit näyttäytyvät keskenään hyvin erilaisina kansoina monilla eri perusteilla. Maoreista luodaan raporteissa kuvaa aboriginaaleja kehittyneempinä ja sivistyneempinä, mikä perustuu niin maorien kehittyneempiin elinkeinoihin, yhteiskunnalliseen organisoitumiseen, kykeneväisyyteen toimia aktiivisena osapuolena kanssakäymisessä eurooppalaisten kanssa ja toisaalta aboriginaalien jo alunalkaen alhaiseen tilaan. Eri raportit kuitenkin kuvaavat maoreja ja aboriginaaleja kuitenkin hyvin eri tavoilla, ja erityisesti komiteoiden omat motiivit ja tavoitteet näyttävät vaikuttaneen tapoihin, joilla näitä kansoja kuvataan. Voimakkaana vastakkainasetteluna näyttäytyy humanitaarinen, lähetystyötä korostava positiivisempi tapa kuvata kansoja ja kolonisaatiota sekä siirtolaisten etuja ajaneet negatiivisemmat kuvaukset. Komiteoiden käsittely kuitenkin perustuu lähes täysin eurooppalaiseen näkökulmaan ja eurooppalaisiin normeihin, eikä näiden kansojen kulttuuria tuoda juurikaan esille.