与复杂性达到狂热在半导体制造业的前沿,也要求采用先进的电源管理技术。
由安Steffora Mutschler
28的复杂性和20 nm设计达到预期收益率与所需的功率和性能在设计团队的肩膀上,先进的电源管理技术是必须的。Sub-clock权力控制、时钟电源门结构,适应身体的偏见和其他技术正在成为可能。
Sub-Clock功率控制
一项新技术,功率控制基本上停止所有当前流入系统因为当电子设备没有被使用,它有助于减少理想模式功率或泄漏电流。“基本上我们把开关关掉,这样有休息或不连续在整个电路。我们通常这样做在一个理想的模式,因为在我们想要的设备的运作模式工作,“尊敬的副总裁解释Aveek产品工程和客户支持Apache的设计。
“然后,当谈到sub-clock权力控制,在一个时钟周期,假设您正在运行一个100 MHz时钟,这是一个10纳秒时钟周期。但在10纳秒我们实际正在做逻辑运算的期间由于设备往往是快得多了。大部分的操作可能会在一个纳秒左右完成。剩下的九个纳秒你差不多有一段死之前下一组活动。我们可以关闭电源进入九个纳秒的设备?如果你这样做,这样做有效我们甚至可以得到25 x功率效率,”他继续说道。
时钟电源门结构
克莱夫Bittlestone,德州仪器的家伙,在小组会议中指出在设计自动化会议上上个月,在先进的电源管理、时钟电源门结构非常有用。
自适应身体偏置
身体自适应偏置技术,“变得很有趣特别是如果你看看FD-SOI(完全耗尽绝缘体)、“Sarkar说。上个月,意法半导体宣布将使用GlobalFoundries作为一个额外的源为其28 nm和20 nm FD-SOI过程。
他指着Philippe Magarshack评论,圣集团副总裁技术研发,他说这可以使用的高性能模式或low-leakage-current偏压衬底动态模式,这意味着设计的某些部分可以同时运行在高频率模式和设计的一部分,可以在低泄漏模式下工作。“这绝对是我们看到的一个方向。显然它引入了大量的额外的复杂性。”
芯片上的监管机构
另一种技术是使用芯片上的监管机构。先进的电源管理,其中一个常用的技术是近门槛计算,这是大大降低电源电压接近阈值电压但也意味着噪音利润率大幅下降。
“假设阈值本质上意味着什么,如果你达到300毫伏,设备开始运行在另一个逻辑状态,但是如果你的电源电压只有400毫伏任何少量的推导可以导致设备改变状态。当我们有1伏特的电源电压,我们有大量的噪声容限,400年或500年millivolts-that肯定不存在,所以我们必须更加小心的建模和预测电路中噪声并确保产生的噪声对终端设备没有有害影响特别是因为噪音压缩利润更多,”Sarkar解释道。
主要原因去这些低电压是减少电力供应。“如果你看看1伏特的电源电压和700 millivolts-just因为你去700毫伏你减少电力消耗了一半,因为它是V2和你自动减少一半吗?为了使这种类型的近门槛计算体系结构需要使用更复杂的电源设备;董事会层面监管机构不足够了。大地波尔马特从英特尔在其过程中也谈到这些globalfoundries主题。因为我们不能管理板上的噪声和包,小心他们正在使用片上电压监管者可以显著降低电源电压。与芯片上的监管机构另一个好处是,动态电压缩放是更可能的,”他说。
然而,使用片上监管机构有问题因为他们能力有限与片外监管机构:如果当前太快,它可能无法和供应电压迅速做出反应。考虑到这一点,一些工具允许创建模型的片上监管机构和使用该动态压降分析预测电路的行为是在真实的场景中。
在一天结束的时候,最大的货真价实总是进行架构更改高抽象层次,Nikhil Sharma说,负责工程的副总裁Calypto。“不管什么几何。基于实际的门级和晶体管级技巧你可以得到一些节省电能,但我们希望,我们可以说服人们改变和使用电力技术来帮助促进或自动化的一些艰难的决定,他们需要在希望建筑水平或RTL。”
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