增加过程变异和Dennard年底缩放结合意味着设备功率的最坏情况是越来越糟。
每个新技术节点,特别是FinFET,芯片内部动态条件的改变,变得更加复杂的流程速度,热活动和供应变化。Dennard扩展权力带来的能力被缩减单位面积上的每个连续的节点,这样力量大致保持不变。然而,随着高亮显示by约翰轩尼诗在去年的人工智能硬件峰会2000年代中期以来,已不再是这种情况,我们已经看到了在单位硅功率密度地区稳步增加。轩尼诗了Dennard缩放结束和摩尔定律放缓,晶体管功率和成本不再是朝着正确的方向和未来的性能就没有免费的过程发展。
这意味着芯片运行温度和芯片电压下降的倾向越来越大。这两个因素增加过程的变化和Dennard年底缩放结合意味着最坏的情况下肯定是变得更糟!除了坏的情况下的性能,我们将涵盖在本博客的第二部分,SoC设计师被迫关注坏的情况下功率和电压降的场景。为了解决这些问题,这并非巧合的大多数FinFET SoC设计包括织物传感器的芯片过程中,电压和温度监测。
最坏的力量不仅仅是最大功耗虽然这自然是一个很好的起点。它也是有关的活动导致温度循环和权力差异导致整个芯片的温度梯度。FinFET过程需要特别注意潜在的热点地区,它们不仅提供出色的逻辑密度相关的增加单位面积上的权力,但是他们的3 d不善于散热翅片类型结构。理想情况下,策略需要实现减少最大火锅Tj(结温度),因为这些影响一生和泄漏电流,他们也需要降低温度梯度和自行车影响可靠性。非常大的FinFET soc的趋势是嵌入的温度传感器芯片监控潜在的热点地区,或者,用最近推出了分布式温度传感器从Moortec (DTS)。
策略用于热管理的范围从简单的部分或热截止,坏的情况下,所有的电路关闭或增加如果达到一定的温度,更复杂的DFS和dvf方案的操作点和权力的时钟频率和电源电压可以控制和降至一个较低的水平。热负载平衡涉及到即将到来的任务分配到处理器基于自由处理能力和水平的温度。在所有这些情况下,一个精确的温度传感器提供延迟的利益点,因此需要采取行动确保最大处理能力是保持尽可能长的时间。太精确温度传感器需要较大的温度保护带(查看我们以前的博客了解更多)这意味着人工智能芯片处理器将关闭或较慢的吞吐量模式,在早些时候对人工智能。
权力与最糟糕的情况是坏的情况下电流造成红外芯片的电压降。特别困难的提前预测电压降的变化是由于一步工作负载的变化。大型soc总是软件驱动,但最终客户将如何计划这些芯片和坏的情况下如何工作负载概要看起来并不总是明确的。包括电压和温度监控芯片上特别是关键块给芯片上的可见性条件和如何将这些变化与不同工作负载概要文件。
SoC开发团队面临不仅是解决传统的最坏情况时间问题也最坏情况的权力。后者可能导致多个潜在的热点地区,温度梯度也很难预测电压降穿过大出类拔萃。嵌入的准确对soc芯片监控提供了优秀的芯片上的可见性条件。
这被视为一个重要的工具打开,描述和优化每个模具上尤其是对SoC开发团队是谁把限制先进FinFET节点但谁想呆在右边最坏情况的条件。正如老话所说,“巨大的权力,随之而来的是巨大的责任”,这当然是当谈到管理权力条件高级节点设备。
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