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处理器的高速、低功耗发展到啥地步了?
产业界的大数据处理、平板电脑等移动应用愈发重要,对于微处理器的高性能化和低功耗化的要求也节节攀升。而另一方面,单纯依靠微细化提高性能、降低功耗已经变得困难,从电路到软件,再到封装,处理器行业正在通过汇集多方技术,着手解决这个问题。
处理器高性能化的方向之一是提高时钟频率。原因是在需要优化计算等复杂处理的用途中,因为并行度较低,多核并行处理有时效果不佳。而提高时钟频率存在的问题,则是耗电和对PVT变化的抗扰性变差。
作为解决这一问题的技术,美国IBM公司发布了基于共振电路技术的大规模全局时钟网络技术(演讲序号C23-5)。在共振时钟电路中,配置与时钟网络的寄生电容并联的电感器,构成共振电路。此时,配合共振电路的振动,通过利用时钟脉冲提高时钟的电位,可以减少时钟供给系统的功率。
提高能源效率需要高Q值的LC电路,这在过去需要使用大面积的电感器。而此次发表的成果通过采用双层电感器,以较小的面积,实现了高Q值。而且通过采用可编程延迟电路,提高了抗扰性。
该公司的“IBM z13”微处理器采用17层金属布线的22nm工艺high-k CMOS SOI技术。集成了8个处理器内核和40亿个晶体管。在5G~,最终阶段时钟网格的功率,比不使用共振时降低了50%。

英特尔发布移动用14nm工艺处理器
美国英特尔公司发布了移动设备用处理器“第5代酷睿M处理器(代码:Broadwell)”的低功耗化技术。从处理技术到软件,通过综合改进,图形性能最大提高60%,芯片的总功耗(TDP)降低到了过去的40%。
14nm三栅工艺技术实现了面向移动用途