- 返回 |
- ♈️kaiyun中国登录入口登录
- / 芯资讯
- / 产业资讯
- / 今日科普|芯片激励功率优化探讨
### 芯(xīn)片(piàn)激(jī)励(lì)功(gōng)率(lǜ)优(yōu)化(huà)探(tàn)🉐讨(tǎo)
在(zài)科(kē)技(jì)日(rì)新(xīn)月(yuè)异(yì)的(de)今(jīn)天(tiān)，芯(xīn)片(piàn)作(zuò)为(wèi)电(diàn)子(zi)设(shè)备(bèi)的(de)心(xīn)脏(zàng)，其(qí)性(xìng)能(néng)与(yǔ)效(xiào)率(lǜ)直(zhí)接(jiē)关系(xì)到(dào)整(zhěng)个(gè)系(xì)统(tǒng)的(de)运(yùn)行(xíng)状(zhuàng)况(kuàng)。随(suí)着(zhe)移(yí)动(dòng)应(yīng)用(yòng)的(de)兴(xìng)起(qǐ)和(hé)芯(xīn)片(piàn)集成(chéng)度(dù)的(de)不(bù)断(duàn)提(tí)高(gāo)，功(gōng)耗(hào)问(wèn)题(tí)日(rì)益(yì)凸(tū)显(xiǎn)，成(chéng)为(wèi)制(zhì)约(yuē)芯(xīn)片(piàn)性(xìng)能(néng)的(de)关键因(yīn)素(sù)之(zhī)一(yī)。本(běn)文将(jiāng)围(wéi)绕(rào)芯(xīn)片(piàn)激(jī)励(lì)功(gōng)率(lǜ)优(yōu)化(huà)这(zhè)一(yī)主题(tí)，从(cóng)功(gōng)耗(hào)的(de)重(zhòng)要(yào)性(xìng)、功(gōng)耗(hào)的(de)组(zǔ)成(chéng)与(yǔ)优(yōu)化(huà)策(cè)略(è)、以(yǐ)及(jí)最(zuì)新(xīn)热(rè)点(diǎn)话(huà)题(tí)三(sān)个(gè)方(fāng)面(miàn)进(jìn)行(xíng)探(tàn)讨(tǎo)。
长(zhǎng)期(qī)以(yǐ)来(lái)，设(shè)计(jì)者(zhě)面(miàn)临(lín)的(de)最(zuì)大(dà)挑(tiāo)战(zhàn)是(shì)时(shí)序(xù)收(shōu)敛(liǎn)，而(ér)功(gōng)耗(hào)问(wèn)题(tí)则(zé)处(chù)于(yú)次(cì)要(yào)地(de)位(wèi)。然(rán)而(ér)，近(jìn)年(nián)来(lái)这(zhè)一(yī)局(jú)面(miàn)发(fā)生(shēng)了(le)显(xiǎn)著(zhe)变(biàn)化(huà)。移(yí)动(dòng)应(yīng)用(yòng)的(de)普及使得功耗问题变得尤为关键，因为大的功耗意味(wèi)着(zhe)更(gèng)短(duǎn)的(de)电(diàn)池(chí)寿(shòu)命(mìng)，直(zhí)接(jiē)影(yǐng)响(xiǎng)用(yòng)户(hù)体(tǐ)验(yàn)。此(cǐ)外(wài)，随(suí)着(zhe)芯(xīn)片(piàn)集成(chéng)度(dù)的(de)提(tí)高(gāo)，供(gōng)电(diàn)系(xì)统(tǒng)设(shè)计(jì)成(chéng)为(wèi)新(xīn)的(de)挑(tiāo)战(zhàn)。例(lì)如(rú)，在(zài)先(xiān)进(jìn)工(gōng)艺(yì)下(xià)，芯(xīn)片(piàn)内(nèi)的(de)电(diàn)路密(mì)度(dù)成(chéng)倍(bèi)提(tí)高(gāo)，运(yùn)行(xíng)频(pín)率(lǜ)也(yě)大(dà)幅(fú)提(tí)升(shēng)，而(ér)片(piàn)上(shàng)连(lián)线(xiàn)则(zé)越(yuè)来(lái)越(yuè)细(xì)。这(zhè)要(yào)求(qiú)片(piàn)上(shàng)供(gōng)电(diàn)网(wǎng)络(luò)必(bì)须(xū)将(jiāng)更(gèng)多(duō)的(de)电(diàn)力(lì)以(yǐ)更(gèng)少(shǎo)的(de)连(lián)线(xiàn)资(zī)源(yuán)送(sòng)至(zhì)每(měi)个(gè)单(dān)元(yuán)，否(fǒu)则(zé)将(jiāng)影(yǐng)响(xiǎng)芯(xīn)片(piàn)的(de)稳(wěn)定(dìng)性(xìng)和(hé)预(yù)定(dìng)工(gōng)作(zuò)频(pín)率(lǜ)。功(gōng)耗(hào)还(hái)决(jué)定(dìng)了(le)芯(xīn)片(piàn)的(de)发(fā)热(rè)量(liàng)，发(fā)热(rè)量(liàng)大(dà)的(de)芯(xīn)片(piàn)需(xū)要(yào)选(xuǎn)择(zé)散(sàn)热(rè)良(liáng)好(hǎo)的(de)封(fēng)装(zhuāng)形(xíng)式(shì)或(huò)额(é)外(wài)的(de)冷(lěng)却(què)系(xì)统(tǒng)，这(zhè)无(wú)疑(yí)增(zēng)加(jiā)了(le)成(chéng)本(běn)。
功(gōng)耗(hào)的(de)组(zǔ)成(chéng)主要(yào)包(bāo)括(kuò)RAM、ROM、时(shí)钟(zhōng)树(shù)、核(hé)心(xīn)逻(luó)辑(ji)电(diàn)路以(yǐ)及(jí)IO功(gōng)耗(hào)等(děng)部(bù)分(fēn)。其(qí)中(zhōng)，时(shí)钟(zhōng)树(shù)的(de)功(gōng)耗(hào)占(zhàn)整(zhěng)个(gè)芯(xīn)片(piàn)功(gōng)耗(hào)的(de)40%~60%，因(yīn)为(wèi)其(qí)高(gāo)活(huó)动(dòng)率(lǜ)（100%）和(hé)正(zhèng)负(fù)边(biān)沿(yán)均(jūn)消(xiāo)耗(hào)电(diàn)力(lì)。核(hé)心(xīn)逻(luó)辑(ji)电(diàn)路功(gōng)耗(hào)则(zé)包(bāo)括(kuò)leakage current和(hé)capacitive loads两(liǎng)部(bù)分(fēn)。IO功(gōng)耗(hào)则(zé)包(bāo)含(hán)IO单(dān)元(yuán)、外(wài)部(bù)负(fù)载(zài)、外(wài)部(bù)终(zhōng)端(duān)等(děng)，有(yǒu)时(shí)可(kě)占(zhàn)到(dào)整(zhěng)体(tǐ)功(gōng)耗(hào)的(de)很(hěn)大(dà)比(bǐ)例(lì)。优(yōu)化(huà)功(gōng)耗(hào)的(de)策(cè)略(è)多(duō)种(zhǒng)多(duō)样(yàng)，如(rú)在(zài)软(ruǎn)件(jiàn)层(céng)面(miàn)，可(kě)以(yǐ)根(gēn)据(jù)特(tè)定(dìng)应(yīng)用(yòng)关掉(diào)整(zhěng)个(gè)模(mó)块(kuài)或(huò)减(jiǎn)少(shǎo)无(wú)效(xiào)的(de)动(dòng)作(zuò)；在(zài)架(jià)构(gòu)层(céng)面(miàn)，可(kě)以(yǐ)考(kǎo)虑(lǜ)如(rú)何(hé)合(hé)理(lǐ)地(de)将(jiāng)设(shè)定(dìng)任(rèn)务(wu)分(fēn)配(pèi)到(dào)各(gè)个(gè)模(mó)块(kuài)，以(yǐ)实(shí)现(xiàn)最(zuì)有(yǒu)效(xiào)率(lǜ)的(de)协(xié)调(diào)动(dòng)作(zuò)；在(zài)逻(luó)辑(ji)层(céng)面(miàn)，则(zé)要(yào)考(kǎo)虑(lǜ)如(rú)何(hé)实(shí)现(xiàn)一(yī)步(bù)动(dòng)作(zuò)仅(jǐn)使(shǐ)需(xū)要(yào)的(de)电(diàn)路动(dòng)作(zuò)。通(tōng)过(guò)精(jīng)细(xì)化(huà)控(kòng)制(zhì)电(diàn)路动(dòng)作(zuò)，可(kě)以(yǐ)在(zài)保(bǎo)证(zhèng)性(xìng)能(néng)的(de)同(tóng)时(shí)，最(zuì)大(dà)限(xiàn)度(dù)地(de)降(jiàng)🐍开云网址低(dī)功(gōng)耗(hào)。
近(jìn)年(nián)来(lái)，3D封(fēng)装(zhuāng)和(hé)单(dān)片(piàn)集成(chéng)技(jì)术(shù)成(chéng)为(wèi)提(tí)升(shēng)芯(xīn)片(piàn)计(jì)算(suàn)能(néng)力(lì)的(de)关键路径。3D封(fēng)装(zhuāng)借(jiè)助(zhù)硅(guī)通(tōng)孔(kǒng)（TSV）、中(zhōng)介(jiè)层(céng)等(děng)技(jì)术(shù)，将(jiāng)独(dú)立(lì)的(de)功(gōng)能(néng)模(mó)块(kuài)组(zǔ)装(zhuāng)在(zài)单(dān)一(yī)封(fēng)装(zhuāng)中(zhōng)，提(tí)高(gāo)了(le)灵(líng)活(huó)性(xìng)并(bìng)促(cù)进(jìn)了(le)供(gōng)应(yīng)链(liàn)协(xié)同(tóng)。然(rán)而(ér)，高(gāo)带(dài)宽(kuān)互(hù)连(lián)的(de)实(shí)现(xiàn)受(shòu)到(dào)TSV面(miàn)积(jī)占(zhàn)用(yòng)的(de)限(xiàn)制(zhì)，且(qiě)带(dài)来(lái)了(le)散(sàn)热(rè)问(wèn)题(tí)。单(dān)片(piàn)集成(chéng)则(zé)通(tōng)过(guò)在(zài)单(dān)一(yī)基(jī)板(bǎn)上(shàng)生(shēng)长(zhǎng)多(duō)层(céng)有(yǒu)源(yuán)器(qì)件(jiàn)，减(jiǎn)少(shǎo)了(le)互(hù)连(lián)距(jù)离(lí)并(bìng)提(tí)升(shēng)了(le)集成(chéng)度(dù)，但(dàn)面(miàn)临(lín)更(gèng)高(gāo)的(de)工(gōng)艺(yì)要(yào)求(qiú)。例(lì)如(rú)，层(céng)转(zhuǎn)移(yí)技(jì)术(shù)虽(suī)能(néng)优(yōu)化(huà)顶(dǐng)层(céng)与(yǔ)底(dǐ)层(céng)的(de)制(zhì)造(zào)，但(dàn)高(gāo)昂(áng)的(de)成(chéng)本(běn)与(yǔ)复(fù)杂(zá)的(de)工(gōng)艺(yì)流(liú)程(chéng)限(xiàn)制(zhì)了(le)其(qí)规(guī)模(mó)化(huà)应(yīng)用(yòng)。在(zài)功(gōng)耗(hào)优(yōu)化(huà)方(fāng)面(miàn)，3D封(fēng)装(zhuāng)和(hé)单(dān)片(piàn)集成(chéng)技(jì)术(shù)都(dōu)提(tí)出(chū)了(le)新(xīn)的(de)挑(tiāo)战(zhàn)和(hé)机(jī)遇(yù)。如(rú)通(tōng)过(guò)调(diào)整(zhěng)层(céng)间(jiān)电(diàn)介(jiè)质(zhì)（ILD）厚(hòu)度(dù)以(yǐ)优(yōu)化(huà)热(rè)传(chuán)导(dǎo)路径，或(huò)引(yǐn)入(rù)宽(kuān)带(dài)隙(xì)材(cái)料(liào)如(rú)AlN或(huò)金(jīn)刚(gāng)石(shí)以(yǐ)提(tí)升(shēng)散(sàn)热(rè)性(xìng)能(néng)等(děng)。
功(gōng)耗(hào)与(yǔ)性(xìng)能(néng)之(zhī)间(jiān)往(wǎng)往(wǎng)存(cún)在(zài)矛(máo)盾(dùn)。例(lì)如(rú)，降(jiàng)低(dī)时(shí)钟(zhōng)频(pín)率(lǜ)可(kě)以(yǐ)减(jiǎn)少(shǎo)功(gōng)耗(hào)，但(dàn)会(huì)影(yǐng)响(xiǎng)处(chù)理(lǐ)速(sù)度(dù)；减(jiǎn)小(xiǎo)电(diàn)源(yuán)电(diàn)压(yā)同(tóng)样(yàng)可(kě)以(yǐ)降(jiàng)低(dī)功(gōng)耗(hào)，但(dàn)也(yě)会(huì)限(xiàn)制(zhì)时(shí)钟(zhōng)速(sù)度(dù)。因(yīn)此(cǐ)，功(gōng)耗(hào)优(yōu)化(huà)需(xū)要(yào)在(zài)保(bǎo)证(zhèng)性(xìng)能(néng)的(de)前(qián)提(tí)下(xià)进(jìn)行(xíng)。这(zhè)要(yào)求(qiú)设(shè)计(jì)者(zhě)在(zài)芯(xīn)片(piàn)设(shè)计(jì)的(de)各(gè)个(gè)阶(jiē)段(duàn)都(dōu)充(chōng)🍎开云网址分(fēn)考(kǎo)虑(lǜ)功(gōng)耗(hào)问(wèn)题(tí)，从(cóng)功(gōng)耗(hào)目(mù)标(biāo)的(de)确(què)定(dìng)到(dào)优(yōu)化(huà)方(fāng)案(àn)的(de)设(shè)定(dìng)，再(zài)到(dào)功(gōng)耗(hào)的(de)估(gū)算(suàn)与(yǔ)优(yōu)化(huà)，每(měi)一(yī)步(bù)都(dōu)需(xū)要(yào)精(jīng)心(xīn)策(cè)划(huà)和(hé)执(zhí)行(xíng)。此(cǐ)外(wài)，随(suí)着(zhe)机(jī)器(qì)学(xué)习(xí)等(děng)先(xiān)进(jìn)技(jì)术(shù)的(de)不(bù)断(duàn)发(fā)展(zhǎn)，未(wèi)来(lái)有(yǒu)望(wàng)借(jiè)助(zhù)这(zhè)些(xiē)工(gōng)具(jù)在(zài)架(jià)构(gòu)层(céng)次(cì)的(de)不(bù)同(tóng)维(wéi)度(dù)间(jiān)建(jiàn)立(lì)更(gèng)智(zhì)能(néng)的(de)优(yōu)化(huà)方(fāng)案(àn)，从(cóng)而(ér)降(jiàng)低(dī)复(fù)杂(zá)性(xìng)并(bìng)提(tí)升(shēng)效(xiào)率(lǜ)。
综(zōng)上(shàng)所(suǒ)述(shù)，芯(xīn)片(piàn)激(jī)励(lì)功(gōng)率(lǜ)优(yōu)化(huà)是(shì)一(yī)个(gè)复(fù)杂(zá)而(ér)关🍀键的(de)任(rèn)务(wu)。它(tā)不(bù)仅(jǐn)关系(xì)到(dào)芯(xīn)片(piàn)的(de)性(xìng)能(néng)和(hé)效(xiào)率(lǜ)，还(hái)直(zhí)接(jiē)影(yǐng)响(xiǎng)到(dào)用(yòng)户(hù)体(tǐ)验(yàn)和(hé)系(xì)统(tǒng)成(chéng)本(běn)。通(tōng)过(guò)深(shēn)入(rù)了(le)解(jiě)功(gōng)耗(hào)的(de)组(zǔ)成(chéng)与(yǔ)影(yǐng)响(xiǎng)，采取(qǔ)有(yǒu)效(xiào)的(de)优(yōu)化(huà)策(cè)略(è)，并(bìng)结(jié)合(hé)最(zuì)新(xīn)的(de)热(rè)点(diǎn)话(huà)题(tí)和(hé)技(jì)术(shù)趋(qū)势(shì)，我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)不(bù)断(duàn)推(tuī)动(dòng)芯(xīn)片(piàn)设(shè)计(jì)向(xiàng)更(gèng)高(gāo)效(xiào)、更(gèng)节(jié)能(néng)的(de)方(fāng)向(xiàng)发(fā)展(zhǎn)。在(zài)未(wèi)来(lái)的(de)科(kē)技(jì)发(fā)展(zhǎn)中(zhōng)，功(gōng)耗(hào)优(yōu)化(huà)将(jiāng)继(jì)续(xù)扮(ban)演(yǎn)举(jǔ)足(zú)轻(qīng)重(zhòng)的(de)角(jiǎo)色(sè)。
关注“开云官方🏆半导体”