I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   10 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 2 0 ,   p p .   6 5 4 9 ~ 6 557   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 1 0 i 6 . pp 6 5 4 9 - 6 5 5 7          6549       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m/in d ex . p h p /I JE C E   M ulti - o bje ctive  P a reto f ro nt   a nd  p a rticle  sw a rm  opt i m i z a tion   a lg o rith m s   for  p o w er  d iss ipa tion  r e duction in   m icro p ro cess o rs       Dia ry   R.   Su la i m a n   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Co ll e g e   o f   En g in e e rin g ,   S a lah a d d i n   Un iv e rsity - Erb il ,   Ira q       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   25 ,   2 0 20   R ev i s ed   Ma y   31 ,   2020   A cc ep ted   J u n   1 6 ,   2 0 2 0       T h e   p ro g re ss   o f   m icro e lec tro n ics   m a k in g   p o ss ib le  h ig h e in teg ra ti o n   d e n siti e s,  a n d   a   c o n si d e ra b le  d e v e lo p m e n o f   o n - b o a rd   sy ste m a r e   c u rre n tl y   u n d e rg o i n g ,   t h is  g ro w th   c o m e s   u p   a g a in st  a   li m it in g   f a c to o f   p o w e d issip a ti o n .   Hig h e p o w e d issip a ti o n   w il c a u se   a n   im m e d iate   sp re a d   o f   g e n e ra ted   h e a w h ich   c a u se th e rm a p ro b lem s.  Co n se q u e n tl y ,   th e   s y ste m ' s   to tal  c o n s u m e d   e n e rg y   w il in c re a se   a th e   s y ste m   te m p e ra tu r e   in c re a se .     Hig h   te m p e ra tu re in   m icro p ro c e ss o rs  a n d   larg e   th e rm a e n e rg y   o c o m p u ter   s y ste m p ro d u c e   h u g e   p r o b le m o f   s y st e m   c o n f id e n c e ,   p e rf o r m a n c e ,     a n d   c o o li n g   e x p e n se s.  P o w e c o n su m e d   b y   p ro c e ss o rs  a re   m a i n ly   d u e   t o     th e   in c re a se   in   n u m b e o f   c o re a n d   t h e   c lo c k   f re q u e n c y ,   w h ich   is  d issip a ted   in   t h e   f o rm   o f   h e a a n d   c a u se th e rm a c h a ll e n g e f o c h ip   d e sig n e rs.    A s   th e   m icro p ro c e ss o r’s  p e rfo rm a n c e   h a in c re a s e d   re m a r k a b l y   in     Na n o - m e ter  t e c h n o lo g y ,   p o w e r   d issip a ti o n   is  b e c o m in g   n o n - n e g li g ib le.    T o   so lv e   th is  p ro b lem ,   th is  a rti c le  a d d re ss e p o we d issip a ti o n   re d u c ti o n   issu e f o h ig h   p e rf o rm a n c e   p ro c e ss o rs  u sin g   m u lti - o b jec ti v e   P a re to   f ro n t   (P F ),   a n d   p a rti c le  sw a r m   o p ti m iza ti o n   ( P S O)  a lg o rit h m to   a c h i e v e   p o w e r   d issip a ti o n   a a   p rio r   c o m p u tati o n   th a re d u c e th e   re a d e lay   o f   a   targ e t   m icro p ro c e ss o u n it .   S im u latio n   i v e ri f ied   th e   c o n c e p tu a f u n d a m e n tals  a n d   o p ti m i z a ti o n   o f   jo in b o d y   a n d   su p p ly   v o lt a g e (V th - V DD w h ich   sh o w in g   sa ti sfa c to r y   f in d in g s.   K ey w o r d s :   Op ti m izatio n   t ec h n iq u es   P ar eto   f r o n   P ar ticle  s w ar m   o p ti m izatio n   P o r tab le  p r o ce s s o r s   P o w er   d is s ip atio n   Co p y rig h ©   2 0 2 0   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Diar y   R .   S u lai m a n ,     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g C o lle g o f   E n g i n ee r i n g ,   Salah ad d in   U n i v er s it y - E r b il ,   E r b il,  Ku r d is tan   R e g io n ,   I r aq .   E m ail:  d iar i y @ g m ail. co m d ia r y . s u lai m a n @ s u . ed u . k r d       1.   I NT RO D UCT I O N     T h p er f o r m a n ce   g r o w t h   o f   d ig ital  s y s te m s ,   a n d   m ass iv d ev elo p m e n in   Na n o - m eter   te ch n o lo g ie s   ar co m i n g   b ec au s o f   t h e x ten s i v e   i n tr o d u ctio n   o f   elec tr o n ics  a n d   p o r tab le  d ev ices  in to   d aily   l if e.   T o d ay ,   w ar co n s id er in g   co m p le x   ch ip s   co m p r is in g   h i g h   le v el  o f   p o w er   d is s ip atio n   p l u s   g e n er ated   h ea t ,     an d   th er e f o r n ee d   to   b in   li n w i th   th r ed u c tio n   i n   t h d i m en s io n s   o f   m icr o elec tr o n ic s   an d   d ig ital   d ev ices.   C u r r en tl y ,   co m m er cial  m icr o p r o ce s s o r   cir cu its   ar av ailab le  w it h   C MO tr an s is to r s   w i th   later al  s ize  in   Nan o - m eter   p r o ce s s   tec h n o lo g y ,   s u ch   m i n iat u r izatio n   h a s   le d   to   en o r m o u s   p o w er   an d   te m p er atu r e   ch alle n g e s   w it h   t h p r esen ce   o f   b illi o n s   o f   tr an s is to r s   o n   t h ch ip   [ 1 ,   2 ] .   Hig h er   p o w er   d is s ip atio n   lea d s   to   in cr ea s ch ip   te m p er atu r le v els   th a co m p r o m i s i n g   th li f o f   m icr o p r o ce s s o r s   d u to   t h ad d itio n   o f   n e w   f ea tu r e s   an d   p er f o r m a n ce .   T h is   tr en d   is   i n   o p p o s itio n   to   an   in teg r atio n   in   m icr o elec tr o n ics  w h ich   tr ie s   to   b as   co m p ac t   an d   as  au to n o m o u s   as  p o s s ib le  f o r   p o r tab le  ap p licatio n s .   T h is   in tr o d u ctio n   o f   h ig h   p er f o r m a n ce   an d   n e f ea t u r es  w ill t h er ef o r o n l y   b d o n w it h   s i g n i f ican t c o o li n g   tech n o lo g y   o r   f u n d a m e n tal  d esig n   ch a n g es [ 3 ] .     Mo r eo v er ,   d elay   o f   t h m icr o p r o ce s s o r s   ch ip   n ee d s   to   m ee t h tar g et  p er f o r m a n ce   an d   lo w e s t   p o w er   d is s ip atio n .   Usi n g   m u lti - o b j ec tiv p ar ticle  s w ar m   o p tim izatio n   ( P SO )   is   v er y   ef f icie n ap p r o ac h     f o r   ac h ie v i n g   P ar eto   f r o n ( P F)  d ec is io n s   f o r   m icr o p r o ce s s o r s   h i g h - p o w er   d is s ip at io n   p r o b lem s   [ 4 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 2 0     6 549   -   6 5 5 7   6550   Fro m   m icr o p r o ce s s o r s   p o w er   co n s u m p t io n   r i g o r o u s   s u r v e y   o f   r elate d   w o r k s   an d   p u b lis h ed   s tu d ie s ,   it  is   o b s er v ed   th at,   th er h a v b e en   n u m er o u s   ar ticle s ,   a n d   p u b lis h ed   s tu d ie s   o n   t h d esi g n   a n d   o p ti m iza tio n   tech n iq u es.  T o   th is   en d ,   n u m b er   o f   n e w   w o r k s   p u b li s h ed   r ec en tl y   h a s   b ee n   p o in ted   o u t.   Sh ei k h ,   et  al. ,   p r o p o s ed   m u l ti - o b j ec tiv m u tat iv a lg o r it h m   b ased   o n   tas k   s c h ed u li n g   a p p r o ac h   f o r   r eso lv in g   P ar eto   o p tim al  s o l u tio n s   ( P OS)   w it h   s i m u lta n eo u s   o p ti m izatio n   o f   te m p er atu r e ,   p er f o r m a n ce ,   an d   en er g y .   I n   ad d itio n ,   t h e y   p r esen t   m et h o d o lo g y   to   c h o o s s i n g le  s o lu tio n   f r o m   P g i v en   th e   u s er 's   p r ef er en ce .   T h p r o p o s ed   a lg o r ith m   f o r   s c h ed u li n g   tas k s   ac h ie v es  t h r ee - w a y   o p tim izatio n   w it h   f as t   tu r n ar o u n d   ti m e,   a n d   i s   ad v an tag eo u s   b ec au s e   it   r ed u ce s   en er g y   as  w ell  a s   te m p er at u r es  r at h er   t h an   i n   is o latio n   [ 5 ] .   Van ap alli  in tr o d u ce s   P SO  alg o r ith m   f o r   VL SI  s y s te m s   to   r ed u ce   leak ag e   p o w er   d is s ip atio n   b ased   o n   leak ag v ec to r .   I n   th is   p ap er ,   th g en etic  al g o r ith m   ( GA )   is   p r esen ted   b r ief l y   a n d   also   i m p le m e n ted   to   s ea r c h   f o r   m i n i m u m   lea k ag v ec to r   ( ML V)   an d   co m p ar e d   w it h   P SO  i n   ter m s   o f   t i m e   d ela y   a n d   n u m b er   o f   iter atio n s ,   t h p r o p o s ed   a p p r o ac h   is   s i m u lated   an d   v er id f ied   o n   n u m b er   o f   cir cu i ts   as a   ca s s t u d y   [ 6 ] .     A tt ia,   et  al. ,   a n al y ze d   t h b a s ic  t h eo r ies  o f   m u lti - co r e,   tr en d in g   r esear c h   ar ea s   f o r   o f   m u lti - co r e   m icr o p r o ce s s o r s   an d   th e n   f o cu s ed   o n   e n er g y   m a n ag e m e n p r o b le m   is s u e s   i n   m u lti - co r ar ch itectu r e s .   Mo r eo v er ,   th ey   d is c u s s ed   th d if f er e n tech n iq u e s   f o r   p o w er   m a n a g e m en t,  an d   p r o p o s ed   a   s p ec if ic  tech n iq u e   f o r   p o w er   m a n a g e m e n t   in   m u lti - co r p r o ce s s o r s   b ased   o n   th at   s u r v e y   [ 7 ] .   S u lai m a n ,   e al. ,   p r o p o s ed   an   o p tim a co n cu r r e n j o in s et  o f   th s u p p l y   an d   t h r es h o ld   v o ltag s ca lin g   ( V th - V DD )   f o r   m in i m izin g   p o w er   d is s ip atio n   o f   m o d er n   h i g h - s p ee d   d ig ital  s y s te m s .   I n   o r d e r   to   v alid ate  m i n i m u m   p o w e r   d is s ip atio n ,   t h e y   test ed   v ar io u s V th - V DD   s et s   b a s ed   o n   P a n d   P SO  al g o r i th m s .   T h eir   r es u lt s   v er if ied   o n   h i g h - p er f o r m an ce   p r o ce s s o r   f o r   m i n i m u m   p o w er   r ed u c tio n   lev e ls ,   m i n i m u m   te m p er atu r le v el s ,   a n d   m u ltip le   w o r k lo ad   co n d itio n s   [ 8 ] .   A .   K u m ar ,   an d   R .   K.   Nag ar ia  p r o p o s ed   an d   d ev elo p ed   d o m in o   g ate  as  n e w   lea k a g to ler an t   h ig h s p ee d   w h ic h   h a s   h i g h er   n o is i m m u n it y ,   lo w er   p o w er   d is s ip atio n ,   a n d   les s   p r o ce s s   v ar iatio n s   f o r   w id e   f an - i n   O R   lo g ic  g ate.   Fu r t h er m o r e,   s tac k i n g   o f   NM O tr a n s is to r s   is   ac co m p lis h ed   to   r ed u ce   leak a g p o w er   co n s u m p tio n   an d   to tal  cu r r en tr an s f er   i n   ca s ca d f as h io n   th at  ca n   b o p er ated   in   d ee p   s u b m icr o n   p r o ce s s   tech n o lo g y   [ 9 ] .     Sin g h   et  al. ,   p r ese n ted   1 0 T   s tatic  r a n d o m - ac ce s s   m e m o r y   ( SR A M)   ce l to   i m p r o v l ea k ag p o w e r   d is s ip atio n   w it h   i m p r o v ed   ce l s tab ilit y .   T h p r o p o s ed   SR A ce ll  is   ad o p te d   to   d esig n   lo o k   u p   tab le   f o r   6 - in p u ts   o f   FP G A   a n d   2 k b   SR A m ac r o b lo ck .   T h e y   ac h iev ed   s u p er io r   r es u lts   in   ter m s   o f   w r ite  a n d   r ea d   s tatic  n o is m ar g in s a n d   le s s   lea k ag e   p o w er   d is s ip atio n   [ 1 0 ] .   Y.   W an g ,   et  al.   p r o p o s ed   h y p o th e s e s   f o r   th u n d er l y i n g   ca u s es   an d   v alid ate  p o w er   v ar iatio n s   i n   p r o ce s s o r s   b ased   u p o n   s p e cif icall y   g o v er n ed   en v ir o n m e n tal   f ac to r s .   T h eir   t est  f i n d in g s   in d icate   th a t,  t h r o u g h   in cr ea s e   o f   n u m b er   o f   t r a n s i s to r s ,   v ar ian ce   o f   te m p er atu r f ea t u r es  b ec o m e s   h i g h er   w i th in   p r o ce s s o r s ,   w h er ea h as  i m p o r tan t   in v o l v e m en to   t h c h an g i n   p o w er   d is s ip atio n   f o r   p r esen p r o ce s s o r s   [ 1 1 ] .   E .   A n g el,   et  a l.  s tu d ied   is s u o f   s c h ed u led   s et  o f   j o b s   w it h   ti m e,   ti m eli n e s   an d   h a n d li n g   p r o ce s s   d e m an d s   to   r ed u ce   th to tal  p o w er   d is s ip atio n   o n   p ar allel  s ca lab le  p r o ce s s o r .   T h ey   d er iv ed   t h i s s u a s   a   co n v e x   p r o g r a m   a n d   p r esen ted   a   co m b in a to r ial  p o l y n o m ial   ti m ap p r o ac h   w h ic h   is   b ased   o n   f i n d in g   m ax i m u m   f lo w s   [ 1 2 ] .   T h is   p ap er   p r esen ts   P an d   P SO  o p tim izat io n   al g o r ith m s   to   e n s u r th e f f icien o p er atio n   o f   d y n a m ic  v o ltag s ca li n g   ( D V S)  an d   B o d y   B ias  Vo lta g s ca lin g   ( B B VS)   f o r   p o w er   d is s ip atio n   m in i m iza tio n   in   m ic r o p r o ce s s o r s .   T h co m b in ed   DVS  an d   B B VS  s ca li n g   tec h n iq u i s   d y n a m ica ll y   alter in g   p r o ce s s o r 's   th r o u g h p u f o r   en er g y - e f f ici en c y .   Am o n g ,   n u m b er   o f   p ar am eter s   ar co n s id er ed   f o r   p o s s ib le  p o w er   d is s ip atio n   i m p r o v e m e n b y   s ca li n g   s u p p l y   v o lta g e,   f r e q u en c y ,   as   w ell   as   th r e s h o l d   v o ltag e   ( V th )   o f   h i g h - p er f o r m an ce   p o r tab le  p r o ce s s o r   a s   ca s s t u d y .   S i m u latio n   r esu lts   ar e   u s ed   to   v alid ate  t h eo r etica b asics   an d   P F - P SO  o p ti m iz atio n   o f   th r e s h o ld - s u p p l y   v o ltag s ca li n g   ( V th - V DD )   ap p r o ac h   th at  s h o w s   s atis f ac to r y   r e s u l ts .    Nev er t h e less ,   t h s tu d y   co u ld   b ap p li ed   f o r   s y s te m   le v el  p o w er   est i m atio n   f o r   v ar io u s   t y p es o f   h i g h - p er f o r m a n ce   p o r tab le  s y s te m s .       2.   DYNA M I VO L T A G E   SC AL I N G   ( DV S)  AND  B O DY  B I AS V O L T A G E   S CAL I N G   ( B B VS)   Hig h - p er f o r m a n ce   p o r tab le  p r o ce s s o r s   g r o w t h   co m i n g   u p   a g ai n s t   m in i m iza tio n   o f   p o w e r   co n s u m p tio n   ch alle n g es  as  k e y   o b s tacle s   i n   th d es ig n   i n   s p ite  o f   h ea d is s i p atio n   c h alle n g e s   th a b ec o m in g   co n s tr ain in   ter m s   o f   to tal  en er g y   co n s u m p tio n   o f   p r o ce s s o r s ,   th i s   is   m aj o r   is s u i n   d ig ital  a n d   p o r tab l e   ap p licatio n s   an d   s h o u ld   b co n s id er ed   at  ea ch   cir cu it  lev el  d esig n .   T h elec tr ical  p o w er   co n s u m ed   in   C MO S   cir cu its   is   m ai n l y   d iv id ed   i n to   t w o   co m p o n e n ts d y n a m ic  p o w er   d u to   t h s w i tch i n g   ac tiv it y   o f     th tr an s is to r s ,   an d   s tat ic  p o w er   d u to   th lea k ag c u r r en t s .   T h m o d er n   C M OS  tec h n o l o g y   s ca l in g   ca u s es   an   e x p o n en tia g r o w t h   o f   b o th   s ta tic  a n d   d y n a m ic   p o w er   d is s ip atio n s .   T h u s ,   th e s t w o   c o m p o n en t s   m u s b e   co n s id er ed   w h e n   o p ti m iz in g   p o w er   d is s ip atio n .   T h s u p p ly   a n d   th r es h o ld   v o ltag e x te n to   d ec r ea s f o r   m ai n tai n in g   h i g h e s p er f o r m an ce   an d   lo w e s p o w er   r eq u ir e m e n t s .   T o tal  p o w er   ( P tot ) ,   d y n a m ic  p o w er   (P dynam ic ) ,   an d   s tatic  p o w er   ( P static )   d is s ip atio n   i n   C MO S c ir cu it is   g i v en   b y   [ 1 3 ,   1 4 ] ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mu lti - o b jective   P F   a n d   P S a lg o r ith ms fo r   p o w er  . ..   ( Dia r R .   S u la ima n )   6551   22 1 ( 1 ) 2 gs th ds TT VV V m V V ox t ot L DD c l k T WC P C V f V e e L                                                         ( 1 )     2 1 2 d y n a m ic L D D c lk P C V f                                                                                 ( 2 )     2 ( 1 ) gs th ds TT VV V m V V ox st at i c l e ak age DD T WC P I V V e e L                                                  ( 3 )     w h er e,   α   is   th e   n o d tr a n s it io n   ac ti v it y   f ac to r ,   C L   i s   t h to tal  lo ad   ca p ac itan ce ,   V DD   is   t h s u p p l y   v o lta g e,     an d   f clk   is   t h clo ck   f r eq u e n c y .   µ   is   t h ca r r ier   m o b ilit y ,   W   is   t h tr an s is to r   ch a n n el  w id t h ,   C ox   i s   o x id e   ca p ac itan ce   p er   u n it  ar ea ,   V T   is   t h th er m al,   V gs   i s   t h g ate - to - s o u r ce   v o ltag e,   V th   i s   t h r e s h o ld   v o lta g e,   m   i s   s u b t h r esh o ld   s w i n g   co ef f icie n t,  an d   V ds   is   th e   d r ain - to - s o u r c v o lta g [ 1 5 ] T h th r esh o ld   v o ltag e   o f   C MO tr an s i s to r   ca n   b g iv e n   b y ,     D I B L D D N W ( ) V th tho s bs s V V V                                                          ( 4 )     w h er e,   V tho   is   t h Z er o   B iased   th r es h o ld   v o ltag ( V bs 0 V) ,   th p ar a m eter s   s γ DIBL   ar c o n s ta n f o r   g iv e n   tech n o lo g y   ca lled   co ef f icie n o f   b o d y   ef f ec t,  V bs   is   t h b o d y   s o u r ce   v o lta g e,   NW   i s   co n s ta n th at  m o d els   n ar r o w   w id t h   e f f ec ts ,   a n d   V DD   is   t h s u p p l y   v o lta g e. b s s V ,   th e n ,   s b s Vs   ca n   b li n ea r ized   as  K . V bs th en   V th   b ec o m e s   [ 1 6 ] ,     1 1 1 . . ( . & ) , . th th D D b s D D to b s B B th to b s V V K V K V K V V V V th e n V V K V                                         ( 5 )     w h er e,   V tho K 1 ,   an d   K   ar co n s ta n t s .   I is   o b v io u s   t h at,   th e   th r es h o ld   v o ltag ( V th )   h as  lin ea r   r elatio n   w i t h   V bs   an d   V DD .   T h is   ch a n g i n   th r es h o ld   v o ltag e   f r o m   it s   n o m in al   v alu e   V tho   d u to   V bs   is   ca lled   b o d y   b ia s   v o ltag ( V BB ) ,   V BBN   is   n e g a tiv v o ltag t h at  t y p icall y   u s e d   f o r   NM OS  tr an s is to r s ,   a n d   V BBP   is   ap p o s iti v v o ltag th at  u s ed   f o r   P MO tr an s i s to r s .   P r in cip ally ,   P M OS  an d   NM O ar d esi g n ed   to   i m p le m en th eir   b alan ce   ch ar ac ter is tic s .   T h er ef o r [ 1 7 ] ,       B B N B B P D D V V V                                                                                                          ( 6 )     w h er e,   V BBN   an d   V BBP   ar NM OS a n d   P MO S b o d y   b ias  v o lt ag es r esp ec ti v el y .     W h en   h i g h   s p ee d   an d   lo w   lat en c y   ar d esire d ,   V th   is   r ed u c ed   u s in g   f o r w ar d   b o d y   b iasi n g   ( FB B ) .     Fo r   lo w er   w o r k lo ad ,   th i s   s c h e m s lo w s   d o w n   t h cir cu it  b y   in cr ea s i n g   V th   t h r o u g h   r e v er s b o d y   b iasi n g   ( R B B )   as  s h o w n   i n   Fi g u r 1   [ 1 8 ] .   I is   im p o r tan to   p o in o u th at,   th o n l y   w a y   to   ch an g V th   in   cir cu it  lev e l   is   th r o u g h   ch a n g i n g   t h V BB   w h ic h   is   k n o w n   b y   b o d y   b ias   v o ltag s ca li n g   ( B B VS)   tech n iq u to   m in i m ize   th s tatic   p o w er   d i s s ip atio n   i n   m icr o p r o ce s s o r s   an d   C MO d ev ice s .   Ho w e v er ,   t h DV is   a n o th er   e f f icie n t   tech n iq u t h at   m i n i m ize   d y n a m ic  p o w er   co n s u m p tio n   o f   p r o ce s s o r s   b y   s ca li n g   d o w n   s u p p l y   v o lta g a n d   f r eq u en c y   as  w e ll  w h e n   p ea k   p er f o r m a n ce   is   u n n ee d ed   w h ic h   i s   k n o w n   b y   d y n a m ic  v o lta g s ca li n g   tec h n iq u ( DVS) .   L o w er i n g   t h s u p p l y   v o ltag e   an d   f r eq u e n c y   ac co r d in g l y   ca n   r ed u ce   s i g n if ica n t   a m o u n o f   e n er g y .   Fig u r 2   s h o w s   p o w er   s av i n g   ac h iev e m e n t s   u s i n g   DVS.   Fig u r 3   s h o w   t h d y n a m ic   an d   s tat ic  p o w er   a s   f u n ctio n s   o f   V DD   f o r   1 6 - b it a d d er   in   3 2 n m   C MO S tec h n o lo g y   [ 1 9 ] .           Fig u r 1 Fo r w ar d   an d   r ev er s e   b o d y   b ias ( FB B - R B B )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 2 0     6 549   -   6 5 5 7   6552       Fig u r 2 T h DVS  p o w er   s a v i n g s       Fig u r 3 D y n a m ic  a n d   s tatic  p o w er   as f u n c tio n s     16 - b it a d d er   in   3 2 n m   C MO S t ec h n o lo g y       I n   s p ite   o f   th i s ,   a s   t h s u p p l y   v o ltag e   o f   m icr o p r o ce s s o r s   g o es   lo w ,   t h s tatic  p o w er   is   r ap id l y   in cr ea s i n g ,   t h u s   j o in DVS   an d   B B VS  tech n iq u e   is   cr u ci al  ap p r o ac h   f o r   p r o d u ctiv e   p o w er   r ed u ctio n   a n d   te m p er atu r es  f o r   h ig h   p er f o r m an ce   p r o ce s s o r s .   Hen ce ,   t h i s   tech n iq u is   d es ir ed   to   allo w   m icr o p r o ce s s o r   co r to   d eliv er   o p tim al  p er f o r m an ce ,   lo w er   p o w er   d is s ip ati o n   an d   o p ti m al  c lo ck   f r eq u e n c y   as  i d ep en d s   o n   s u p p l y   a n d   th r es h o ld   v o lta g es  [ 2 0 ] ,       2 () . d d th DD VV f KV                                                                                  ( 7 )     w h er   is   th v elo cit y   s a tu r atio n   co ef ficien 1 2 ,   an d   K 2   is   tec h n o lo g y   s p ec i c o n s ta n t.   T h er ef o r e,   r ed u ctio n   o f   d y n a m ic  p o w er   co n s u m p tio n   in v o lv e s   b y   s ca l in g   d o w n   o f   s u p p l y   v o lta g w h ic h   is   k n o w n   b y   DVS,   a n d   r ed u ctio n   o f   s tatic   p o w er   co n s u m p tio n   in v o l v es  b y   i n cr ea s in g   o f   t h r es h o ld   v o l tag t h r o u g h   s ca li n g   o f   b o d y   b ias  v o ltag w h ic h   is   k n o w n   b y   B B VS.       3.   P ARET O   F RO N T   ( P F )   AND  P ARTI CL E   SWA RM   O P T I M I Z AT I O ( P SO )   AL G O RIT H M S   Mu lti - o b j ec tiv o p ti m iza tio n   alg o r ith m s   ar d ea li n g   w it h   p r o b lem s   o f   m u l tip le  o b j ec tiv es  o r   o f te n   co n tr ad icto r y   cr i ter ia  to   b o p ti m ized   s i m u lta n eo u s l y .   W h er ea s ,   f o r   p r o b lem s   i n cl u d in g   o n l y   o n o b j ec tiv e,   th o p ti m u m   s et  i n   d e m a n d   w ill  clea r l y   b id en t if y ,   it   is   al s o   n ee d   to   f o r m alize   f o r   m u lti - o b j ec tiv e   o p tim izatio n   p r o b le m s .   I n   f a ct,   f o r   p r o b lem   w it h   t w o   o r   m o r co n tr ad icto r y   o b j e ctiv es ,   t h o p ti m al  s o lu tio n s   w ill  b s et  o f   p o i n ts   co r r esp o n d in g   to   th b est  p o s s ib le  co m p r o m is e s   th at  s o lv th p r o b lem .     Mu lti o b j ec tiv o p ti m izatio n   p r o b lem   m at h e m at icall y   ca n   b e   g iv e n   b y   [ 2 1 ] .     1 1 2 2 1 2 12 ( , x , .. ., ) 1 ( , x , .. ., ) Min f ( ) w it h 1 .. : ( ) 0 , ( ) 0 , ( , x , .. ., ) m m xc nm f x x m f x x xn c x g x h x a x b f x x                              ( 8 )     w h er f ( x )   is   th r elate d   o b j ec tiv f u n ctio n .   is   th r ela ted   d ec is io n   v ar iab le,   is   n u m b er   o f   o b j ec tiv f u n ctio n s ,   a n d   m   n u m b er   o f   d ec is io n   v ar iab les.  T y p icall y ,   i is   u n w o r k ab le  to   f i n d   all   d e cisi o n   v ar iab les   ( x w h ic h   m i n i m izi n g   all  o b j ec tiv f u n ctio n f 1 ( x ) ,   f 2 ( x ) . . . ,   f n ( x )   T h P alg o r ith m   w a s   in itia te d   b y   Go ld b er g   in   1 9 8 9   [ 2 2 ] ,   it  u s es  th co n ce p o f   d o m i n an c to   s elec t   o p tim a s o l u tio n s   t h at   b r in g   t h p o p u latio n   to w ar d s   s et  o f   s o l u tio n s   w h ic h   i s   ca lled   P ar eto   o p tim al  s et   ( P OS) .   T h m et h o d   h a s   p r o v e n   to   b t h m o s t   ef f ec ti v e.   No w ad a y s ,   t h m aj o r it y   o f   alg o r ith m s   u s P ar eto   ap p r o ac h   to   d ea w it h   m u lti - o b j ec tiv p r o b lem s   to   d eter m i n b r ief   co m p r o m i s s et  o f   s o lu tio n   r e s u lt s   t h at   in v o l v es   tr ad eo f f   b et w ee n   t h o b j ec tiv es.  Fo r   ea ch   ele m e n i n   P O S,  n o n o f   t h o b j ec tiv f u n ctio n s   ca n   b e   f u r t h er   in cr ea s ed   w i th o u t a   d ec r ea s o f   s o m o f   t h r e m a in i n g   o b j ec tiv e.     Ma in l y ,   th P ar eto   o p tim al  s o lu tio n s   ar k n o w n   as  t h P ar eto   f r o n ( P F)  in   th o b j ec tiv s p ac an d   th P ar eto   o p tim al  s et  ( P OS)   in   th d ec is io n   s p ac e.   T h er ef o r e,   an y   s o lu tio n   in   t h i s   s et  ca r r ies  s a m e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mu lti - o b jective   P F   a n d   P S a lg o r ith ms fo r   p o w er  . ..   ( Dia r R .   S u la ima n )   6553   s ig n i f ica n ce   an d   is   g r ea t c o m p r o m is e   a m o n g   th e   tr ad eo f f   o b j ec tiv es.  Fi g u r 4   s h o w s   d e cisi o n   v ar iab le  s p ac e   w it h   t w o   o b j ec tiv f u n ctio n s   a n d   P ar eto   f r o n ( P F) .   Op ti m al  p o w er   d is s ip atio n   i s   m u lt i - cr iter ia  o p ti m izatio n   p r o b lem co m m o n l y   th p r o b lem   is   co n v er ted   in to   p ar am etr ic  au x i l iar y   s i n g le  o b j ec tiv p r o b lem ,   its   co n ce p tu al  s o l u tio n   p r o v i d es  P a r eto - o p tim al  p o in b y   d eter m in in g   o p ti m al  b o d y   b ias,  th r esh o ld ,   an d   s u p p l y   v o ltag e s   ( V BB /V th - V DD th at  en s u r e s   o p ti m al  p o w er   d i s s ip atio n   r ed u ct io n .           Fig u r 4 Dec is io n   v ar iab le  s p ac w i t h   t w o   o b j ec tiv f u n ctio n s   a n d   P ar eto   f r o n t ( P F)       R ed u ci n g   co m p u tatio n al  ti m e   d elay   as  w ell  as  t h s ea r ch i n g   zo n e,   th P d o m i n a n ce   f u n d a m e n tal s   ar u tili ze d   alo n g   w it h   P SO  ap p r o ac h   p r in cip les.  P OS  is   ap p lied   f o r   id en tify i n g   all  f e asib le  s et s   o f   j o in t   V th /V BB - V DD   w h ic h   b r in g   m u l titu d o f   p o s s ib le  r ig h c h o ices.  Fo r   th i s   j o in p r o ce s s   o f   d ec is io n   v ar iab les  a n d   d o m i n a n ce   s et s n o n o f   t h V th /V BB   a n d   V DD   ca n   i m p r o v u n le s s   lo w er i n g   s o m o t h er   o b j ec tiv v ar iab le  v alu e s .   T h P o f   n o n - d o m i n ated   s et  o f   s o lu tio n s   is   esti m a ted   b ased   o n   f r ee   r u n n i n g   p r o ce s s   in   th d esi g n   zo n th at  co n tai n i n g   all  j o in m i n i m izatio n   s ets,  an d   th e n   m in i m izatio n   to   r estrictiv s et  is   ap p lied   to   r estrict   th s ea r c h   s p ac w it h   n e w   r e s tr icted   co n s tr ai n ts   a n d   li m ita tio n s .   Ob tai n in g   w ei g h ti n g   f a cto r s   ar b asicall y   d ep en d in g   o n   t h m u l tio b j ec t iv P i n   o r d er   to   n o r m alize   p o w er   d is s ip atio n   an d   te m p er atu r es  a s   o b j ec tiv f u n ctio n s   w it h   v er y   g o o d   in f l u en ce   to   co n v er g e n ce   [ 2 3 ] .   P SO  alg o r ith m   w a s   p r o p o s ed   b y   R u s s e E b er h ar ( ele ctr ical  en g i n ee r )   an d   J a m es   Ken n ed y     ( s o cio - p s y c h o lo g i s t)   in   1 9 9 5   [ 2 4 ] .     P SO  is   s to ch asti alg o r ith m   i n   o p ti m izatio n   m et h o d s   th at  m o d eled   b y   m ath e m atica eq u atio n   to   g u id th e   " p ar ticles "   d u r in g   th d is p lace m e n p r o ce s s .   T h m o tio n   o f   p ar ticle  is   af f ec ted   b y   th r ee   co m p o n e n t s s o cial  co m p o n e n t,  i n er tia  co m p o n e n t,  a n d   co g n i tiv co m p o n en t.  P SO  h as   ac cu r ate  ad v an ta g o f   p o w er   d is s ip atio n   p r o b lem s   i n   m icr o p r o ce s s o r s   an d   VL S I   d esig n s ,   w it h o u t     u s er - d ef i n ed   m o d i f icatio n   o f   th s tr u ct u r o f   t h alg o r it h m .   A   s w ar m   o f   p ar ticles  ar f e asib le  s o lu t io n s   to   o p tim izatio n   p r o b le m   o v er   th r esear ch   s p ac to   d eter m i n g lo b al  o p ti m u m   [ 2 5 ,   2 6 ] .   T h p ar ticle   d is p lace m e n t stra te g y   i s   ill u s tr ated   in   Fig u r 5 .           Fig u r 5 T h p ar ticles d is p lac e m en t       I n   th r esear c h   s p ac o f   d i m e n s io n   D,   th p ar ticle  i n   th s w ar m   is   m o d eled   b y   i ts   p o s it io n   v ec to r     = (  1 ,  2 , ,  )   an d   b y   its   s p ee d   v ec to r   = (  1 ,  2 , ,  ) .   T h q u ality   o f   t h p o s itio n   i s   d eter m in ed   b y   t h v alu o f   t h o b j ec tiv f u n ctio n   at  t h is   p o in t.  T h is   p ar ticle  k ee p s   i n   m e m o r y   t h b est   p o s itio n   th r o u g h   t h at  h as  alr ea d y   p ass ed ,   ex p r ess ed   b y     = (   1 ,   2 , ,   ) .   T h b est  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 2 0     6 549   -   6 5 5 7   6554   p o s itio n   r ea ch ed   b y   th s w a r m   p ar ticles  i s   ex p r es s ed   b y      = (    1 ,    2 , ,    )   as     th g lo b al  b est  P SO,  w h er a l p ar ticles  i n   t h s w ar m   ar c o n s id er ed   to   b clo s to   p ar ticle  i .   P ar ticle  m o v e s   to w ar d s   a   b es t   s o l u tio n   ca l led   g lo b al  s o lu tio n   ( g b est)  in   a   s ea r c h   zo n e   b y   u p g r a d in g   its   v elo cit y ;   1 1 [ ] 2 [ ] , 1 , 2 , ..., 12 . , , , , , ,, tt t t t t t t pb e s t pb e s t w c c j D v v x x rr i j i j i j i j i j i j i j i j    an d   p o s itio n   1 , 1 , 2 , . . . , ,, tt x j D xv i j i j ω   is   co ef f icien o f   i n er tia  ( co n s ta n t) c1   an d   c2   ar co n s ta n ts ,   k n o w n   b y   ac ce ler atio n   co e f f icien t s r 1   an d   r 2   ar r an d o m   n u m b er s   d r a w n   u n if o r m l y   i n   [ 0 ,   1 ] ,   at  ea ch   iter atio n   t   an d   f o r   ea ch   d i m e n s io n   j .   On ce   th p ar ticle s   m o v ed ,   th n e w   p o s it io n s   ar ev alu a ted   an d   th t w o   v ec to r s   o f   P b est   an d   g b est   w ill  u p d at ac co r d in g l y ,   n   is   th n u m b er   o f   p ar ticle s   in   t h s w ar m   [ 2 7 ,   2 8 ] .       ( t) ( ( t) ( x ( t 1 ) ) ( t 1 ) ( t 1 ) ( p b e s t( t) ( x ( t 1 ) ) P b e s t if P b e s t f P b e s t P b e s t if f                                               ( 9 )     12 m in , , ..., ...... , 1 i gbe st Pbe st Pbe st Pbe st i n                                            ( 1 0 )     T h er ar e   m a n y   p r o b le m s   in   o p tim a co m b in atio n   s ets  t h at   p r o v id c o m p le x ities   a n d   d if f ic u lties   i n   th e v alu a tio n   o f   o p ti m al   v al u p o in t s .   Ob j ec tiv f u n ctio n s   ar co n f licti n g   to   ea ch   o t h e r ,   n o j u s s in g l e   o p tim u m   s o lu tio n   b u also   s et s   o f   o p ti m al  s o lu tio n s   ar a v ai lab le.   T h o b j ec tiv f u n ctio n   o f   m in i m u m   p o w er   d is s ip atio n   ( P opt )   co n s titu te  m u lti d i m en s io n al  s p ac o f   b o d y   a n d   s u p p l y   v o lta g e s   ( V BB /V th ,   V DD ) ,   an d   o th er   s tate  an d   tec h n o lo g y   p ar a m e ter s   to   b tak i n to   co n s id er atio n   as  f itt in g   p ar a m eter s .   Fo r   ea ch   s o lu tio n ,   te m p er atu r e,   V BB /V th ,   V dd ,   lo ad   ca p ac itan ce   ( C ) ,   an d   f itt in g   p ar am eter s   ar th d ec is io n   v a r iab les,  r ath er   th a n   co n s ta n t h at  ta k es  i n to   co n s id er atio n .   W w i ll  tr y   to   d eter m in t h f ea s ib le  r eg io n   o f   P o pt   as  P ar eto   o p tim al   s et  o r   P ar eto   o p tim al  s o l u tio n s .   Fo r   all  b o d y   b ias  a n d   s u p p l y   v o ltag e s ,   th e   P OS  alg o r it h m   c an   r etr iev t h o u s a n d s   o f   p o s s i b ilit ies  to   d eter m in all  V th - V DD   j o in s ets,  n o n o f   th V BB /V th   a n d   V DD   v alu e s   ca n   b im p r o v w it h o u m o d if y i n g   s o m e   v alu e s   o f   o th er   o b j ec tiv v ar i ab les.  Fo r   th ev al u atio n   o f   P OS  o f   n o n - d o m in ated   s o l u tio n s ,   co m p le x   co d e   ar r an g e m en t   w as   u s ed .   T h P OS  o f   n o n - d o m i n ated   s o l u ti o n s   i s   e s ti m ates   th r o u g h   a   s t o ch asti e v al u atio n   me t h o d   o f   th d esi g n   f o r   d if f e r en t te m p er at u r lev el s   an d   d if f er en t b o d y   b ias an d   s u p p l y   v o ltag es.    I is   o b v io u s   t h at,   t h p r o ce d u r is   th o p ti m izatio n   o f   co n f li ctin g   v ar iab les  a n d   o b j ec tiv es.  W w er e   ab le  to   u s o n e   o b j ec tiv f u n c tio n   at   ti m e   o r   lin k i n g   all   o b j ec tiv es  w it h   co m m o n   f ea t u r w eig h t .   So ,   n o n e   o f   s ets  is   d ef i n ite l y   p r ef er ab le   as  co m p ar ed   to   o th er   s ets.  W ca ll  th is   t h “n o n - d o m i n a ted ”  s et  o f   s o l u tio n s   m ea n s   th at,   n o n o f   th s o l u tio n s   s ets  ar d o m i n ated .   A ll  P ar eto - o p ti m al  s o l u tio n s   ar n o n - d o m i n ated .   T h u s ,   it  is   cr u cial  to   attr ib u te  th s o lu tio n s   as  clo s as   p o s s ib le  to   t h P OS  as  f ar   as  p o s s ib le  u s i n g   co m b in atio n   o f   n u m er ical  w ei g h ts   f o r   t h o b j ec tiv es  [ 2 9 ] .   T h er ar d if f er e n m eth o d s   u s ed   i n   p r ac tice,   b u o n is   to   u s P SO  a lg o r ith m   t o   s p ec i f y   p o i n ts   alo n g   t h P ar eto   o p tim al  s o lu tio n   o v er   d if f er e n s e v er al   iter atio n s ,   th e n   r an k   an d   ev a lu ate  th q u al it y   o f   t h tr ad e - o f f s   b ased   o n   th p ar ticu lar   ap p licatio n   b ein g   m o d eled .   T h er ef o r e,   P SO  is   ca lled   f o r   to   d eter m i n th b est  v ar iab les  v alu e   i n   P OS  th at  m ee t h o p ti m al   p o w er   d is s ip atio n .   T h p r esen ted   P an d   P SO   alg o r ith m s   ar cr u cial  f o r   d eter m in i n g   o p ti m al  a m o u n t   o f   p o w er   d is s ip atio n   m i n i m izatio n ; it  m ea n s   t h at  t h p r o b le m   is   m i n i m izatio n .   Min i m ize  th o b j ec tiv f u n ctio n   o f   m u lti   v ar iab les   w it h   b o u n d   co n s tr ai n ts   r eq u ir es;  d e f in in g   t h o b j ec tiv f u n ct io n s ,   s etti n g   b o u n d s   o n   t h v ar iab le s ,   ca llin g   p ar ticle  s w ar m   to   m in i m ize  t h f u n ct io n ,   o r   u s th p r iv ate  co d e,   Fin all y ,   o p ti m izat io n   en d ed r elativ e   ch an g i n   t h o b j ec tiv v al u e.   Ho w e v er ,   an d   i n s tead   o f   al l,  P ar eto   XL f ile s   ar co n s id er ed   as  th n e w   s ea r ch   s p ac b o u n d .   A ll  i n d iv id u als  s ea r ch   s p ac o f   P SO  f lies   h a s   v elo cit y   t h at  d y n a m ica ll y   ad j u s ted .   Fo r   all  s tep s ,   th P SO  al g o r ith m   c h a n g e s   v elo cit y   o f   ea ch   p ar ticle  to w ar d   its   p o s itio n - b est  ( p b est )   a n d   g lo b al - b est   ( g b est )   lo ca tio n s .   T h ac ce ler atio n   is   w ei g h ted   r an d o m l y   w it h   m u lti p le  g en er ated   r an d o m   n u m b er s   to w ar d   p b est   an d   g b est   lo ca tio n s .   T h m o d if ie d   p o s itio n   an d   v elo cit y   o f   ea ch   in d i v id u al  p ar ticle  ca n   b ca lcu late  u s i n g     th cu r r en t v el o cit y   an d   t h d is tan ce   f r o m   p b est   ( cu r r en t p o s itio n )   to   g b est   ( b est p o s itio n )   [ 3 0 ] .     T h p o w er   d i s s ip atio n   f u n ctio n   ta k es   an   ar r a y   o f   i n p u t s   a n d   p r o d u ce s   s i n g le  o u tp u t.  T h e   o b j ec tiv is   i n   f in d i n g   w h at  i n p u r esu lt s   i n   t h lo w es p o s s ib le  o u tp u f o r   t h p o w er   d i s s ip atio n   f u n ctio n .     Sin ce ,   t h f u n c tio n   w as n t   d if f er en tiab le  an d   t h r an g o f   in p u ts   w er q u i te  s m a ll,  P SO  co u ld   j u s s ea r ch     th en t ir in p u t sp ac to   f in d   t h b est o u tp u t.   T h r esu lts   w er ac h ie v ed   in   C P en v ir o n m e n t,  i.e .   j u s o n s o lu tio n   w it h i n   th s ea r c h   s p ac w as   ev alu a ted   at  p ar ticu lar   m o m e n t.  T h P SO  o p ti m iza tio n   r e s u lt s   co n f ir m   t h m icr o p r o ce s s o r s   p er f o r m a n ce   g ain .   I g i v es  co m b in at io n s   o f   p ar a m eter   to   en h an ce   th w h o le  o p ti m izat io n   p er f o r m a n ce .   I ts   co n ce p t u a l   s i m p lic it y   p r o d u ce s   ap p l y i n g   t h is   m et h o d   s tr aig h tf o r w ar d   s tu d y   p lan .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mu lti - o b jective   P F   a n d   P S a lg o r ith ms fo r   p o w er  . ..   ( Dia r R .   S u la ima n )   6555   4.   RE SU L T AND   D I SCU SS I O N   I n   o r d er   to   in q u ir e   f o r   c h ec k in g   o p er atio n ,   f u n ctio n alit y ,   an d   i n teg r it y   o f   t h P F - P SO   ap p r o ac h   th d ev ice  u n d er   test   is   b ei n g   u s ed   f o r   co r r ec o p e r atio n .   T h elec tr ical  r esp o n s es  ar s t u d ied   to   d eter m in e     th d esi g n   p r o d u cti v it y   i n   p o w er   d is s ip atio n   r ed u ctio n   o f   th c h ip .   Usi n g   2 2 n m   lith o g r ap h y   m ee t   s p ec if icatio n   o f   t h n e w   p r o ce s s o r   f a m i lies   a n d   co m p atib le  w it h   t h last   SP I C E   s i m u latio n   s o f t w ar e .     Sp ice - XVI I   an d   OR C A 1 7 . 2   ar u s ed   f o r   th s p ec if icatio n   o f   I n tel®  C o r e   i7   P r o ce s s o r s .     T h tem p er at u r es  r an g es  ( 3 0 - 7 0 )   o C   o f   th e s p r o ce s s o r s   ar class i f ied   i n to id le  te m p er at u r e,   n o r m a te m p er atu r a n d   m ax i m u m   t e m p er atu r es.  W h ile  t h v o lt ag id en t if icatio n   r a n g e   is   0 . 8 0 0 V - 1 . 3 7 5 an d     th co r v o ltag e   ( V core )   r an g is   0 . 9 3 0 - 1 . 2 0 5 .   T h m o d el  is   ca lc u lated   a n d   r es u lt s   ar e   r ec o r d ed ,   f o r   ea ch   d eg r ee   o f   te m p er at u r es  a n d   t y p ica w o r k lo ad s   f o r   d if f er en b en ch m ar k   p r o g r a m s   li k T Z 0 0 ,   T Z 0 1 ,   T PIN 5 ,   T P I N6 ,   an d   T P I N3 .   B ased   o n   th ese  ev al u atio n s   t y p ical  1 o C   d eg r ee   is   s e lecte d   as  th te m p er at u r w id th   f o r   all  p r o ce s s o r s   o p er atio n   m o d es.   I n   o r d er   to   co n f ir m   th r e s u l ts   f in d i n g   o p ti m al  V th - V DD   s ets;   P ar eto   o p tim a s o l u tio n   ( P OS)   an d   P ar ticle  S w ar m   Op ti m izat io n   ( P SO)   alg o r ith m   ar u s ed   f o r   o p tim a lev el  o f   p o w er   d is s ip atio n   m i n i m izatio n   f o r   m u lti - le v el  o f   te m p er atu r an d   w o r k lo ad   co n d itio n s .   First,  T h P o f   n o n - d o m i n ated   s o l u tio n s   i s   m ea s u r ed   f o r   d if f er en b o d y   a n d   s u p p l y   v o ltag e s ,   T h en   P S d eter m i n ed   th o p ti m al  v ar i ab le  v alu e s .   T ab le  1   s h o w s   o p ti m al  s i m u latio n   o f   P F - P SO a l g o r ith m   r es u lts .   Fi g u r 6   s h o w s   t h p o w er   m i n i m iz atio n   p er ce n tag e s .       T ab le  1 .   T h o p tim al  P F - P SO  r esu lt s   T e mp   ( o C)   V BB N - o pt   (V)   V DD - o pt   (V)   V BB P - o pt   (V)   V th - o pt   (V)   f c l k - o pt   ( g H z )   P o pt   ( P W )   M i n i m i z e d   P o w e r   ( %)   30 - 31   -   0 . 2 5 4   0 . 9 0 4   1 . 1 5 8   0 . 5 5 3   2 . 1 2 4   1 . 2 4 8   2 . 9 5 4   32 - 33   -   0 . 2 8 7   0 . 9 1 4   1 . 2 0 1   0 . 5 6 7   2 . 1 3 3   1 . 3 1 0   3 . 5 6 5   34 - 35   -   0 . 3 1 1   0 . 9 2 0   1 . 2 3 1   0 . 5 7 8   2 . 1 4 1   1 . 3 4 1   4 . 1 2 8   36 - 37   - 0 . 3 2 0   0 . 9 3 2   1 . 2 5 2   0 . 5 8 0   2 . 1 5 4   1 . 3 8 8   4 . 7 8 5   38 - 39   - 0 . 3 4 7   0 . 9 3 9   1 . 2 8 6   0 . 5 8 4   2 . 1 6 2   1 . 4 1 8   5 . 3 1 8   40 - 41   - 0 . 3 5 8   0 . 9 4 3   1 . 3 0 1   0 . 5 8 6   2 . 1 8 6   1 . 4 9 0   6 . 2 3 2   42 - 43   -   0 . 3 6 5   0 . 9 4 7   1 . 3 1 2   0 . 5 8 2   2 . 2 4 8   1 . 5 6 3   6 . 8 3 1   44 - 45   - 0 . 3 7 5   0 . 9 5 1   1 . 3 2 6   0 . 5 9 1   2 . 2 5 6   1 . 6 1 1   7 . 2 3 8   46 - 47   - 0 . 3 8 1   0 . 9 5 9   1 . 3 4 0   0 . 6 0 3   2 . 2 8 6   1 . 6 8 9   7 . 6 7 1   48 - 49   - 0 . 3 8 8   0 . 9 6 1   1 . 3 4 9   0 . 6 0 9   2 . 3 1 2   1 . 6 9 9   8 . 2 6 3   50 - 51   -   0 . 3 9 5   0 . 9 6 8   1 . 3 6 3   0 . 6 1 2   2 . 3 2 3   1 . 7 7 1   8 . 9 5 2   52 - 53   - 0 . 4 1 6   0 . 9 7 3   1 . 3 8 9   0 . 6 2 7   2 . 3 6 7   1 . 7 8 5   9 . 4 5 6   54 - 55   - 0 . 4 2 2   0 . 9 9 7   1 . 4 1 9   0 . 6 3 1   2 . 3 7 5   1 . 8 1 4   1 0 . 1 2 3   56 - 57   - 0 . 4 3 3   1 . 0 8 5   1 . 5 1 8   0 . 6 3 9   2 . 3 8 1   1 . 8 5 6   1 0 . 7 7 8   58 - 59   -   0 . 4 4 7   1 . 1 1 0   1 . 5 5 7   0 . 6 4 8   2 . 3 8 9   1 . 9 2 5   1 1 . 1 5 7   60 - 61   - 0 . 4 5 8   1 . 1 2 8   1 . 5 8 6   0 . 6 5 4   2 . 4 0 1   2 . 0 4 5   1 1 . 8 5 2   62 - 63   - 0 . 4 6 9   1 . 1 3 6   1 . 6 0 5   0 . 6 5 9   2 . 4 2 1   2 . 1 3 2   1 2 . 4 0 8   64 - 65   - 0 . 4 8 3   1 . 3 9 0   1 . 8 7 3   0 . 6 6 1   2 . 4 3 3   2 . 4 5 2   1 3 . 1 4 0   66 - 67   -   0 . 5 1 1   1 . 1 4 2   1 . 6 5 3   0 . 6 6 7   2 . 4 5 4   2 . 5 4 8   1 3 . 6 7 2   68 - 69   - 0 . 5 6 7   1 . 1 6 5   1 . 7 3 2   0 . 6 7 3   2 . 4 6 1   2 . 8 5 9   1 4 . 2 3 1   70 - 71   - 0 . 5 6 7   1 . 1 8 8   1 . 7 5 5   0 . 6 8 4   2 . 4 8 3   3 . 1 1 2   1 5 . 4 7 8           Fig u r 6 Th p o w er   m i n i m iza tio n   p er ce n tag e s     0 2 4 6 8 10 12 14 16 P O W E R   (P W ) TEM P (C) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  10 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 2 0     6 549   -   6 5 5 7   6556   I is   clea r   t h at,   t h p o w er   co n s u m p tio n   i s   co n v e x   f u n ctio n   o f   th e   b o d y   an d   s u p p l y   v o lta g e.   A   d ir ec t   co n s id er atio n   to   m i n i m ize  p o w er   co n s u m p tio n   o f   m icr o p r o ce s s o r   d ev ice  s u b j ec to   a   g iv en   b o d y   an d   s u p p l y   v o ltag co n s tr ai n as   p r esen t ed .   A n   i m p le m e n tatio n   an d   o p tim izatio n   r e s u lt s   ar p r es en ted   to   estab lis h     th i m p ac t a n d   u s ef u l n es s   o f   t h ap p r o ac h .     T h ese  v alid atio n   r esu l ts   in d i ca te  th at,   o u r   ap p r o ac h   in   jo in th r es h o ld   an d   s u p p l y   v o ltag w a s   su cc e s s f u b y   d y n a m icall y   t u n i n g   th r es h o ld   an d   s u p p l y   v o ltag e s   th r o u g h   r ev er s b o d y - b ias  a n d   v o ltag s ca lin g   a n d   is   in d icate d   i ts   e f f ec tiv e n ess   f o r   r ed u ci n g   h ig h   t e m p er atu r es  a n d   p o w er   d i s s ip atio n   w h ile  k ee p in g   f i x ed   s p ee d   in   t h ac ti v an d   i d le  o p er atio n al  m o d es  o f   m icr o p r o ce s s o r s ,   an d   ex p er ien cin g   s ig n i f ica n p o w er   an d   te m p er atu r v ar iatio n s .   T h ese  r esu lt s   v er if y i n g   th a t,  P F - P SO  r es u lt s   f o r   d y n a m ic  o p er atio n al  w o r k lo ad   o r   te m p er a tu r ti m li m it s ,   th p r o ce s s o r   h av m i n i m u m   a v er ag p o w er   co n s u m p tio n   w h e n   a p p ly in g   ad ap tiv V th - V DD  a n d   d ir ec ted   to   h ig h   p er f o r m a n ce   esti m atio n .   I is   v er i f y i n g   ad a p tiv j o in V th - V DD   tec h n iq u f o r   p o w er   as  w el as   te m p er atu r a w ar to   th p r o c ess o r   d esig n er s   in   t h eir   v er i f ic atio n   ef f o r ts   d u to   th w o r k lo ad s   p ar allel  n at u r an d   id le/ac ti v s tate s   o f   p o r t ab le  m icr o p r o ce s s o r s .   Sig n i f i ca n p o w er   s av in g s   ca n   b o b tain ed   b y   o p ti m a s elec tio n   o f   V th   a n d   V DD   f o r   m an y   cir c u it  ar ch itect u r es,  o p er atin g   e n v ir o n m en an d   ad ap tiv el y   t u n i n g   t h ese   v alu e s   b u il t o n   w o r k lo ad   v ar ia tio n s   i n   r u n ti m m a n n er .   Si m u latio n   r es u lts   i n   u s i n g   P F - P SO  f o r   p o w er   d is s ip atio n   r ed u ctio n   in   m icr o p r o ce s s o r   u n d er   test   th at  ac ce p tin g   j o in t   V th - V DD  c o n f ir m ed   s atis f ied   ac h iev e m e n ts   t h at  e f f icien t l y   to ler ate  w o r k lo ad   v ar iatio n s   o n   th v o lta g e,   f r eq u en c y ,   an d   t e m p er atu r v ar iat io n s   w i th   a   m i n i m al  p en alt y   i n   p er f o r m an ce   r eq u ir e m e n t s .   T h er ef o r e,   w h e n   th p r o ce s s o r   en ab les  o p er atio n   at  lo w e r   s u p p l y   v o lta g u n d er   th s a m e n v ir o n m e n ta l   v ar iatio n ,   it  h elp s   r ed u ce   th clo c k   f r eq u e n c y   m ar g i n   f o r   lo w er   p o w er   d i s s ip a tio n   r eq u ir e m e n ts .     T h tech n iq u al lo w s   t h o v er all  s y s te m   to   o p er ate  in   w id v o lta g a n d   f r eq u e n c y   d o m a in   w h ile   m ai n tai n in g   t h ch ip   p o w er   d i s s ip atio n .       5.   CO NCLU SI O N     T h r esu lts   s h o w ed   t h at,   th m icr o p r o ce s s o r   d ev ice  d is s ip ates  an   o p ti m al  a m o u n o f   p o w er   d is s ip atio n   w h en   t h j o in th r esh o ld - s u p p l y   s ca lin g   ( DVS - B B VS)   is   ap p lied   o n   d y n a m ic  co m p u tatio n   w o r k lo ad   at  d i f f er e n e x ec u ti o n   ti m e s   to   atte n d   h i g h   p er f o r m an ce   e s ti m atio n .   C o n s e q u en tl y ,   it  v er if ied     th u s e   o f   P F - P SO a p p r o ac h   f o r   j o in t V th -   V dd   s ca li n g   f o r   p o w er   a n d   te m p er atu r e   a w ar d e s ig n   w h ic h   is   e v er y   ef f icien to   th p r o ce s s o r   ar ch itect  an d   d esig n er s   i n   f o r m ali zin g   t h eir   v er if ica tio n s   b ec a u s o f   th w o r k lo ad   p ar allel  n atu r a n d   ac tiv e - id le   m o d es  o f   p r o ce s s o r s .   S u b s eq u en t l y ,   t h P F - P SO  ap p r o ac h   esti m ated   o p ti m al   en er g y   s a v i n g s   w h en   ap p l y i n g   co r r ec b o d y   a n d   s u p p l y   v o ltag e s   f o r   d if f er e n o p er atin g   d o m ain   a n d   d if f er e n cir c u it  d e s i g n s   o n   th e   n at u r o f   t h w o r k lo ad   d y n a m ic  v ar iatio n s   d u r i n g   r ea o p er atio n s   Fin all y ,   PF - P SO  ap p r o ac h   r es u lts   s h o w ed   th at,   th e   j o in V th - V DD   ca n   p er f o r m   lar g a s p ec in   t h o p ti m al  p o w er   ac h iev e m e n t s ,   th u s   it s   ef f ec in cr ea s e s   as  tec h n o lo g y   is   s ca led   d o w n   to   th d ee p   n an o m eter   p r o ce s s .     I is   co n f ir m ed ,   p o ten tial  r e d u ctio n   o f   th d is s ip ated   p o w er   w as  i n   t h r an g o f   ( 2 . 9 5 4 %)  u p   to   ( 1 5 . 4 7 8 %),   an d   r ed u ctio n   o f   th te m p er at u r es  w as  in   th r a n g o f   ( 2 o C )   f o r   ea ch   s tep   in   t h b o d y   an d   s u p p l y   v o lta g e   v ar iatio n   t h at  led   to   p o w er f u l i m p r o v e m en t i n   p o w er   d is s ip atio n   an d   as c o m p ar ed   to   th p r ev io u s   s tu d ie s .       RE F E R E NC E S     [1 ]   A .   Kh a ta k ,   e a l. A n a l y sis  o f   CM OS  Co m p a ra to in   9 0 n m   T e c h n o lo g y   w it h   Diffe re n P o w e r   Re d u c ti o n   T e c h n iq u e s ,   In ter n a ti o n a l   J o u r n a o f   El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ),   v o l.   8 ,   n o .   6 ,   p p .   4 9 2 2 - 4 9 3 1 ,   2 0 1 8 .   [2 ]   A .   K.  Da d o ria,  e a l. A   No v e Ap p r o a c h   f o L e a k a g e   P o w e Re d u c ti o n   i n   De e p   S b m icro n   T e c h n o lo g ies   in   CM OS  V L S Circu it s,   2 0 1 5   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e    o n   Co m p u ter ,   C o mm u n ica ti o n   a n d   C o n tr o ( IC4 ) ,   p p .   1 - 6 ,   2 0 1 5 .   [3 ]   A .   H a sa n b e g o v i ,   Ex p lo rin g   th e   S EU  De p e n d e n c e   o n   S u p p ly   V o lt a g e   S c a li n g   in   9 0   n m   a n d   6 5   n m   CM OS  F li p - o p s , ”  P h D T h e sis ,   Un iv e rsity   o f   Os lo ,   2 0 1 7 .   [4 ]   R.   Ch e n g ,   e a l. T e st  p ro b l e m f o larg e - s c a l e   m u lt io b jec ti v e   a n d   m a n y - o b jec ti v e   o p ti m iza ti o n ,   IEE E   T ra n sa c ti o n o n   Cy b e rn e ti c s ,   v o l.   4 7 ,   n o .   1 2 ,   p p .   4 1 0 8 - 4 1 2 1 ,   2 0 1 7 .   [5 ]   H.  F .   S h e ik h ,   e t   a l. ,   A n   Ev o l u ti o n a ry   Tec h n iq u e   f o P e rf o rm a n c e - En e rg y - T e m p e ra tu re   Op ti m iz e d   S c h e d u li n g   o f   P a ra ll e T a sk o n   M u lt i - C o re   P ro c e ss o rs,   IEE T ra n s a c ti o n o n   Pa ra ll e a n d   Distrib u ted   S y ste ms ,   v o l.   2 7 ,     n o .   3 ,   p p .   6 6 8 - 6 8 1 ,   2 0 1 6 .   [6 ]   V .   L .   Ra n a n d   M .   M .   L a th a P a rti c le  S w a r m   Op ti m iza ti o n   ( P S A A l g o rit h m   f o L e a k a g e   P o w e r   Re d u c ti o n   i n   V L S Circu it s,   I n t e rn a ti o n a l   J o u rn a o El e c tro n ics   a n d   T e lec o mm u n ica ti o n s,  v o l.   6 2 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 9 - 1 8 6 ,   2 0 1 6 .   [7 ]   K.  M .   A tt ia ,   e a l. ,   D y n a m ic  p o w e m a n a g e m e n tec h n iq u e in   m u lt i - c o re   a rc h it e c tu r e s:  A   su rv e y   stu d y ,   Ai n   S h a ms   En g in e e rin g   J o u rn a l ,   v o l.   8 ,   n o .   3 ,   p p .   4 4 5 - 4 5 6 ,   2 0 1 7 .   [8 ]   D.  S u laim a n ,   e a l. ,   M icro p r o c e ss o rs  o p ti m a p o w e d issip a ti o n   u sin g   c o m b in e d   th re sh o l d   h o p p i n g   a n d   v o lt a g e   sc a li n g ,   IEI CE  El e c tro n ics   Exp r e ss ,   v o l.   1 4 ,   n o .   2 4 ,   p p 2 0 1 7 1 0 4 6 2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Mu lti - o b jective   P F   a n d   P S a lg o r ith ms fo r   p o w er  . ..   ( Dia r R .   S u la ima n )   6557   [9 ]   A .   Ku m a r   a n d   R.   K.   Na g a ria,  n e w   lea k a g e - to lera n h ig h   sp e e d   c o m p a ra to b a se d   d o m in o   g a te  fo w id e   f a n - i n   OR l o g ic f o lo w   p o w e V L S c ircu it s,   In teg r a ti o n ,   v o l.   6 3 ,   p p .   1 7 4 - 1 8 4 ,   2 0 1 8 .   [1 0 ]   P .   S in g h ,   e a l. Ultra  lo w   p o we r - h ig h   sta b il it y ,   p o siti v e   f e e d b a c k   c o n tro ll e d   ( P F C)  1 0 T   S RA M   c e ll   f o lo o k   u p   tab le (L UT d e sig n ,   In teg ra ti on   t h e   VL S I   J o u r n a l ,   v o l.   6 2 ,   p p .   1 - 1 3 ,   2 0 1 8 .   [1 1 ]   Y.  W a n g ,   e a l. ,   Ex p e rime n tal  Ch a ra c teriz a ti o n   o f   V a riati o n   i n   P o w e Co n su m p ti o n   f o P ro c e ss o rs  o f   Diff e re n G e n e r a ti o n s,   I n ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   In ter n e t   o f   T h in g s   ( iT h in g s)  a n d   IEE E   Gr e e n   Co mp u t in g   a n d   Co mm u n ica ti o n ( Gr e e n Co m)  a n d   IEE Cy b e r,  P h y sic a a n d   S o c i a Co mp u ti n g   ( CPS Co m)  a n d   IE EE   S ma rt  Da t a   ( S ma rtDa ta ) p p .   7 0 2 - 7 1 0 ,   2 0 1 9 .   [1 2 ]   E.   A n g e l,   e a l. ,   S p e e d   sc a li n g   o n   p a ra ll e p ro c e ss o rs  w it h   m ig r a ti o n ,   J o u rn a o C o mb i n a to ria l   Op ti miza ti o n ,     v o l.   3 7 ,   p p .   1 2 6 6 - 1 2 8 2 ,   2 0 1 9 .   [1 3 ]   I.   P .   V a isb a n d ,   e a l. On - C h ip   P o w e De li v e r y   a n d   M a n a g e m e n t,   S p ri n g e r In ter n a ti o n a Pu b li sh i n g ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   J.  N.  M istry ,   Lea k a g e   p o w e m in i m isa ti o n   tec h n i q u e f o e m b e d d e d   p r o c e ss o rs,   P h D   T h e sis,  Un iv e rsity   o S o u t h a m p to n ,   2 0 1 3 .   [1 5 ]   G .   G u p ta   a n d   R.   M e h ra ,   M OSF ET   su b - th re sh o l d   c u rre n r e d u c ti o n   b y   v a r y in g   su b stra te  d o p in g ,   IEE E   In ter n a t io n a C o n fer e n c e   o n   A d v a n c e d   C o mm u n ic a ti o n   Co n tr o a n d   C o mp u ti n g   T e c h n o lo g ie ( ICACCCT ) ,     p p .   5 5 1 - 5 5 4 ,   2 0 1 4 .   [1 6 ]   J.  Ya o ,   Du a l - T h re sh o l d   V o l tag e   De sig n   o f   S u b - T h re sh o l d   Circu i ts, ”  P h D T h e sis,  A u b u r n   Un iv e rsity ,   2 0 1 4 .   [1 7 ]   W .   W .   Ka i,   e a l. V a riab le  B o d y   Bias in g   (V BB)  b a se d   V L S De sig n   A p p ro a c h   t o   Re d u c e   S tatic  P o w e r,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   7 ,   n o .   6 ,   p p .   3 0 1 0 - 3 0 1 9 ,   2 0 1 7 .   [1 8 ]   L .   W a n g ,   e a l. A   L o w - P o w e F o rw a rd   a n d   Re v e rse   Bo d y   Bias   G e n e r a to in   C M OS  4 0   n m ,   IEE T ra n sa c ti o n s   o n   Ver y   L a rg e   S c a le In te g ra ti o n   ( VL S I)  S y ste ms ,   v o l.   2 6 ,   n o .   7 ,   p p .   1 4 0 3 - 1 4 0 7 2 0 1 8 .   [1 9 ]   H.  G o y a l,   Ch a ra c teriz in g   P ro c e ss o rs f o T i m e   a n d   En e rg y   Op ti m i z a ti o n , ”  M S c   T h e sis,   A u b u rn   U n i v e rsit y 2 0 1 6 .   [2 0 ]   C.   Nd iay e ,   e a l. P e rf o r m a n c e   v s.  re li a b il it y   a d a p ti v e   b o d y   b ias   sc h e m e   in   2 8 n m   &   1 4 n m   U T BB  F DSOI  n o d e s,   M icr o e lec tro n ics   Relia b il it y v o l.   6 4 ,   pp .   1 5 8 - 1 6 2 ,   2 0 1 6 .   [2 1 ]   U.  Ba u m g a rtn e r,   e a l. P a re to   Op ti m a li t y   a n d   P a rti c le  S w a r m   Op ti m iza ti o n ,   IEE T ra n s a c ti o n o n   M a g n e ti c s v o l.   4 0 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 7 2 - 1 1 7 5 ,   2 0 0 4 .   [2 2 ]   D.  E.   G o ld b e rg ,   G e n e ti c   A lg o rit h m in   S e a r c h ,   Op ti m iz a ti o n ,   a n d   M a c h in e   L e a rn in g ,   A d d iso n - W e sle y   L o n g ma n   Pu b li s h in g ,   1 9 8 9 .   [2 3 ]   G .   C.   Ca rd a ril li ,   e a l. ,   En e rg y   Co n su m p ti o n   S a v in g   i n   Em b e d d e d   M icr o p r o c e ss o rs  Us in g   Ha rd w a r e   A c c e lera to rs,   T EL KOM NIKA  T e lec o mm u n ica ti o n ,   Co m p u ti n g ,   El e c tro n ics   a n d   Co n tro l,   v o l.   1 6 ,   n o .   3 ,     p p .   1 0 1 9 - 1 0 2 6 ,   2 0 1 8 .   [2 4 ]   J.  Ke n n e d y   a n d   R.   Eb e rh a rt,   P a r ti c le  s w a r m   o p ti m iza ti o n ,   Pro c e e d in g o t h e   IEE In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Ne u ra Ne two rk s v o l.   4 ,   p p .   1 9 4 2 - 1 9 4 8 ,   1 9 9 5 .   [2 5 ]   M .   A .   A ra so m w a n   a n d   A .   O.  A d e w u m i,   On   th e   p e rf o rm a n c e   o f   li n e a d e c re a sin g   in e rti a   w e ig h p a rti c le  sw a r m   o p ti m iza ti o n   f o g lo b a o p ti m iza ti o n ,   T h e   S c ie n ti f ic W o rl d   J o u rn a l v o l.   2 0 1 3 ,   p p .   1 - 1 2 ,   2 0 1 3 .   [2 6 ]   T .   W in a rn o ,   e t   a l. M P P T   c o n tro l   o f   P V   a rra y   b a se d   o n   P S a n d   a d a p t iv e   c o n tr o ll e r,   T EL KOM NIKA   T e lec o mm u n ica ti o n ,   Co m p u t in g ,   El e c tro n ics   a n d   C o n tro l v o l.   1 8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 1 3 - 1 1 2 1 ,   2 0 2 0 .   [2 7 ]   V .   L .   Ra n a n d   M .   M .   L a th a P a rti c le  S w a r m   Op ti m iz a ti o n   A l g o rit h m   f o L e a k a g e   P o w e R e d u c ti o n   in   V L S I   Circu it s,   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c tro n ics   a n d   T e lec o mm u n ica ti o n s ,   v o l.   6 2 ,   n o .   2 ,   p p .   1 7 9 - 1 8 6 ,   2 0 1 6 .   [2 8 ]   F .   M a rin i   a n d   B.   W a lcz a k ,   Pa rti c le  s w a r m   o p ti m iz a ti o n   ( P S O) :   A   tu to rial,   Ch e mo me trics   a n d   In telli g e n t   L a b o ra t o ry   S y ste ms v o l.   1 4 9 ,   p p .   1 5 3 - 1 6 5 ,   2 0 1 5 .   [2 9 ]   N.  Dib   a n d   U.  A l - S a m m a rra i e ,   Op ti m a d e sig n   o f   s y m m e tri c   s w i tch in g   CM OS  i n v e rter  u sin g   sy m b io t ic o rg a n ism s   se a rc h   a lg o rit h m ,   In ter n a ti o n a l   J o u rn a o El e c trica l   a n d   C o mp u ter   En g i n e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   1 0 ,   n o .   1 ,     p p .   1 7 1 - 1 7 9 ,   2 0 2 0 .   [3 0 ]   W .   R.   A b d u l - A d h e e m ,   A n   e n h a n c e d   p a rti c le   sw a r m   o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m ,   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica l   a n d   Co m p u ter   E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ),   v o l.   9 ,   n o .   6 ,   p p .   4 9 0 4 - 4 9 0 7 ,   2 0 1 9 .       B I O G RAP H O F   AUTHO R         Dia r y   R.  S u la i m a n ,   a ss istan P ro f e ss o o f   El e c tro n ics   a n d   Co m p u ter  S y ste m En g in e e rin g ,   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Co ll e g e   o En g in e e rin g ,   S a lah a d d i n   u n iv e rsity - Erb il ,   Ira q .   Dia r y   R.   S U LA IM A wa b o rn   in   Ra n ia  Cit y ,   S u la y m a n i y a h ,   IRA Q,  in   1 9 6 7 .   He   re c e iv e d   th e   M . S c . ,   a n d   P h . d e g re e   in   e lec tri c a e n g in e e rin g   f ro m   th e   S a lah a d d in   U n iv e rsity - Erb il ,   IRA Q.  His  c u rre n re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p o w e r/t h e r m a m a n a g e m e n o f   m icro p ro c e ss o rs,  a d v a n c e d   d ig it a d e sig n ,   a n d   CM OS  c ircu it   d e sig n .   Dia r y   R.   S U LIA IM A h a s   a u th o re d   m a n y   p u b li c a ti o n o n   e lec tro n ics   a n d   c o m p u ter  h a rd w a re   d e sig n ,   CM OS  c ircu it   d e sig n   a n d   m icro p ro c e ss o rs  p o w e r/t h e r m a l   m a n a g e m e n t.   He   h a m o re   th a n   4 0   p u b li sh e d   a rti c les   in   in tern a ti o n a j o u r n a ls an d   c o n f e re n c e s.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.