超深亚微米微处理器漏流功耗的体系结构级优化技术研究

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超深亚微米微处理器漏流功耗的体系结构级优化技术研究
高性能一直是微处理器设计的首要目标,但在人们孜孜不倦追求高性能的同时,微处理器的功耗问题却越来越严重,成为继续提升微处理器性能的首要障碍。特别是当集成电路制造工艺水平发展到深亚微米乃至超深亚微米阶段,漏流功耗超越动态功耗成为微处理器功耗的决定因素,不但导致能源消耗和制造成本增加,而且给微处理器工作的稳定性和可靠性带来严峻的挑战。
同时,传统的散热技术已经接近极限,如果不能有效控制漏流功耗,微处理器不但难以进一步提升性能,甚至将无法正常工作。随着漏流功耗问题的不断突出,单纯的工艺级和电路级低功耗设计技术已经不能满足高性能微处理器的功耗约束,需要考虑更高层次的漏流功耗优化技术。
如何在提高性能的同时控制微处理器的漏流功耗,是当前微处理器体系结构设计所面临的重要课题之一。本文深入分析了当前的体系结构级漏流功耗控制和优化技术,总结出体系结构级漏流功耗优化的两个基本思路:第一,从功耗来源的角度减少处于空闲且高漏流状态的晶体管数目;第二,从功耗分布的角度优先控制功耗集中的热点部件。
基于这两个基本思路,应该对功耗和面积较大的片上存储部件进行优化, ...

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关键词：微处理器 处理器 基本思路 决定因素 能源消耗