片上监测FinFETs

首席执行官Stephen Crosher Moortec,坐下来与半导体工程讨论片上监测及其对功率的影响,安全性和可靠性,包括预测性维护。以下是摘录的谈话。

SE:你看到什么新问题在设计?

Crosher:有挑战的新兴公司致力于先进的节点,包括缩放和晶体管密度。激起了许多问题,包括供应和热问题和过程的可变性。我们开始看到这个40岁和28 nm,当我们遇到热失控和泄漏。在这个阶段我们设计服务公司。

SE:泄漏是一个更大的问题在40和28 nm比16/14nm finFETs的引入,虽然在10/7nm回升,对吧?

Crosher:是的。那样急剧减少时,从28 nm finFETs。但与finFET结构的一个问题涉及他们的散热能力。因为他们更小的设备,还有热的问题。门密度越大,功率密度,然后热问题和热点。

SE:这是动态功率密度以及泄漏电流,对吧?

Crosher:是的,没错。我们开始在40 nm和28 nm,泄漏,然后纠正的动态活动芯片高温问题,然后热失控。这是在那个阶段,监测不再是更多的对软件开发者在芯片上运行不同的软件配置文件,成为非常重要的东西。你必须积极地管理热量和力量。

SE:你不能侥幸假设你会得到30%或40%的增加在每个新节点性能和较低的权力了。现在你必须得到更细粒度的一切,从设计到模拟,对吧?

Crosher:是的,你总是有一个脱节你可以模拟和硅的你能看到。你不能允许动态条件下芯片上的完全通过模拟。你必须有一些实际上监控芯片上的病例占角落。你可能多核处理器架构,为不同的目的,过程思想活跃,然后创建一个场景,你实际上加热模拟芯片比你所看到的。有监视器是相当重要的。有监控,准确的是优化方案的基本原则。无论是自适应电压缩放或动态频率缩放、优化只会被那里的监控之下。这就是给你机会也更省电。

SE:近门槛计算呢?这可以适应单个用例类型的方法?

Crosher:如果你能积极措施供给水平和降低,控制的方式在一定程度上这是足够低的供应上逻辑仍在工作,你可以选择一个优化的解决方案特定的芯片。使用监视器,可以优化每个芯片的生产,而不是粗糙的方法我们已经使用。

SE:有更少的公司推到7海里。如何影响呢?

Crosher:它当然缩小客户基础。但是这些客户有多个业务部门,所以仍有机会。还有遗留的节点。人群下降到这些节点,客户群正在增加。

SE,他们需要更多的旋钮将比过去,对吧?

Crosher:是的。除非是一种超低功耗的应用程序,它需要监控。甚至对于物联网的应用程序,我们看到公司优化供应模具温度降到最低。

SE:这不是转向更多的计算边缘的一部分吗?我们会有一个世界充满了愚蠢的传感器发送的数据到云不工作因为各种各样的原因,包括成本、带宽和延迟。

Crosher:是的,只要支持低功耗方案和围绕这些边缘设备,更多的创新,可以是一个可行的解决方案。我们这张照片的一部分。有些人做热分析工具。任何发展中这些设备需要有这些类型的解决方案。如果有额外的处理,你需要减少这些影响使其可行。

SE:改变芯片发展的一面是什么?你听到从客户而言,他们在寻找什么?

Crosher:我们看到一个上升趋势优化解决方案,并为可靠性略少。可靠性仍然是非常重要的客户基础的一部分,尤其是汽车客户。当我们开始时,最大的担忧是热关机之类的东西。我们也看到一个趋势更细粒度的优化方案。人类是非常善于提取信息,利用这些信息一旦地方监测传感器和仪表。他们使用这些信息来迭代使产品更好、更好。我们看到的例子在技术。监视和分析在汽车和航空航天,回来的信息越多,你能改善你的下一个设计。

SE:在汽车发生了什么?可靠性似乎是大问题。

Crosher:一些尖端的汽车制造商真的激起了这个行业,推动其它制造商带来高水平的电子产品成熟进入他们的汽车。我们看到一个阶跃变化要求我们的IP。我们必须解决他们面临什么问题让server-grade系统进入汽车。就像数据中心,但与更高的可靠性方面的考虑。

SE:我们今天的服务器是可靠点。但你不希望服务器函数在150°C和强烈的机械振动和冲击了15年,对吧?

Crosher:是的,和管理的设备一生添加一个独特的挑战。你有尖端finFET-node技术进入这些设备。你需要控制电迁移和热的问题。汽车压力问题需要仔细的实现这些产品寿命。汽车,你也需要监控可以自检健康状况。如果你有一个失败的制动系统在你的车,你需要一个监视器或传感器告诉你。如果你回顾监视器用于什么,诸如热关机。我们在数据路径控制时钟频率和电源芯片。你可以压力设备如果有失败的传感器芯片上。这就是为什么我们建立自检和健康安全。

SE:有转向弹性和恢复的能力。如何进入这幅画吗?

Crosher:很多我们的设计是核心的传感器设计不是用于宽度最小的特性,所以它们设计相当强劲。我们小心整个电路的电流负载。我们有相当可靠电路通过他们在模拟电路设计的本质。但对于数字的部分我们的子系统,它归结为技术提供的铸造厂和确保逻辑实现是最好的。我们可以看到断开裁员对汽车等领域变得越来越重要。

SE:在电路监控有多少开销?

Crosher:你需要考虑两个,要么就cpu的负担和分级。监控子系统需要的CPU。收集数据,然后可以采取的CPU。上浆的IP而言,这是一个调整平衡的产品足够准确,但也足够小。总是一个权衡的模拟世界。

SE:全职的监测是必要的,或者可以零星的吗?

Crosher:你可以频宽比监测,这是特别有用的低功耗应用移动通信、物联网等。在这些类型的环境中,温度变化可能不太剧烈,而数据中心你在边缘的地方。在电信,如果模具温度是两个或三个度高于他们期望,这是一个大问题,因为这意味着他们10年一生不会达成。

SE:可以用监控什么?

Crosher:如果你能够监控所有这一切,你可以开始预测失败。

SE:那是多少的函数或数据有多好?

Crosher:是的,它可以追溯到的可靠性和自检监控和准确性。你的失败预测只会一样好监控的准确性和鲁棒性。如果你要与设备运行方案在数据中心基于统计寿命的产品,这是非常昂贵的。你想做到在正确的时间,所以当你做交换,设备需要在适当的阶段的生命周期。你工作什么是失败的成本和交换设备的成本。我们看到更多的各种计算。

SE:所以这是一个权衡为什么花钱如果你的电脑运行,而如果停机时间?

Crosher:如果你监控,你能看到整个产品范围。可能是数以百万计的产品实例,例如,你可以看到产品失败。提要回换出方案产品的生命周期。

SE:半导体内容增加在汽车等领域,你发现监测技术是移动芯片的系统级而不是?

Crosher:我们在今天的芯片级,但分析非常有趣的机会。你有数据的海洋,你想这是什么意思。如果你看看喷气发动机,有很多的振动在早期,你可以看到如果有错了。与其他技术是一样的。你可以看到签名的行为,表示需要解决的问题出现。

SE:危险在于,有时你把这太商业的原因,对吧?

Crosher:这是关于你的这些问题,还是你的商业模式迫使你要主动。这取决于产品的类型。但清楚的是有价值的数据。今天评估数据的所有权和价值会提出问题。数据收集5或10年前还在,某个地方,在一个数据中心,它仍然是有价值的。

SE:从数据的角度来看,假如这是一个特定类型的数据与另一种类型的数据?例如,视频数据将不同振动数据或语音数据。

Crosher:我们专注于芯片的物理设备水平和它们是如何被制造。但是我们操作在低水平,所以它不是数据能被人们认可。

SE:出于安全考虑,使其有用吗?

Crosher:是的,一些加热设备的一些技术故障或添加到供应可以被监控,从那里你可以确定这是被黑客入侵。这是签名的恶意行为。我们提供这些信息,我们上面的软件和系统。如何使用这些信息了。但一步温度变化或供应将注意到显示器。你说的millicelsius被发现在一个相当的快速采样时间几十微秒。如果你有一些工作在室温下,突然它击中- 40,错误或有一些恶意的行为。