Масштабирование по Деннару
-
Основы масштабирования по Деннару
- Закон масштабирования МОП-транзисторов гласит, что плотность мощности остается постоянной при уменьшении размеров, а потребляемая мощность пропорциональна площади.
- Закон назван в честь Роберта Х. Деннара и был сформулирован в 1974 году.
-
Влияние на характеристики устройств
- С каждым поколением площадь уменьшается на 51%, емкость на 30%, напряжение на 30%, ток и время перехода на 30%, а задержка в цепи сокращается на 30%.
- Частота может увеличиваться на 40%, а потребляемая мощность транзистора снижается на 51%.
- Общее энергопотребление на единицу площади остается неизменным, но количество транзисторов в чипе может удваиваться.
-
Связь с законом Мура
- Закон Мура гласит, что количество транзисторов удваивается каждые два года, что приводит к удвоению производительности каждые 18 месяцев.
- Тенденцию иногда называют законом Куми, но более поздние оценки показывают замедление скорости удвоения.
-
Современное состояние и проблемы масштабирования
- С 2005-2007 годов масштабирование по Деннару прекратилось, и повышение производительности происходит более постепенно.
- Утечка тока и нагрев микросхемы создают проблемы при уменьшении размеров, что увеличивает затраты на электроэнергию.
- Многоядерные процессоры стали альтернативой для повышения производительности, но увеличение количества ядер приводит к увеличению энергопотребления.
-
Рекомендации
- В статье предлагаются рекомендации по улучшению масштабирования и снижению энергопотребления в интегральных схемах.
Полный текст статьи: