Minimierung des Energieverbrauchs auf Chipebene

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Chipherstellungsprozess und Variablen

Diese Variation wird oft als die „Stärke“ des Herstellungsprozesses bezeichnet und kann zwischen „schwach“ und „stark“ variieren. Diese Charakterisierung hat keinen Einfluss auf die Qualität der hergestellten Chips und dient lediglich dazu, die Variablen im Chipherstellungsprozess zu beschreiben. Wenn ein bestimmter Baustein einen bestimmten Wert auf der Skala des Chipherstellungsprozesses entspricht, ist dies jedoch ein Anzeichen für das elektrische Verhalten und die entsprechenden Energieverbrauchseigenschaften des Bausteins.

Die Halbleiterbausteine, die dem starken Ende der Prozessskala entsprechen (Bild 3), können höhere Schaltgeschwindigkeiten erreichen, haben jedoch auch höhere Leckströme. Im Gegensatz dazu haben Bausteine, die dem schwachen Ende der Chipprozess-Skala entsprechen, eine geringere maximal erreichbare Geschwindigkeit, verbrauchen jedoch auch weniger Energie als Folge von Leckströmen.

Wie kann ein Entwickler von diesem Phänomen profitieren? Eine Möglichkeit besteht darin, die Spannung entsprechend den elektrischen Eigenschaften des Chips zu skalieren. Mit diesem Verfahren wird ein Maximum an Leistungsfähigkeit erreicht. Gleichzeitig wird der durch Leckströme verursachte Energieverbrauch auf ein Minimum reduziert. Darüber hinaus kann der Baustein während der Fertigung auf die elektrischen Eigenschaften hin geprüft werden. Anschließend kann die Spannung so skaliert werden, dass die Anforderung an die Leistungsfähigkeit und den Energieverbrauch des Chips erfüllt werden.

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