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偶在05年写过一个该问题的文章~2 p+ l, {: b4 t5 K. b
偶以为那时候这个问题就已经解决了~8 V. i& t$ L9 b4 H/ m4 d
5 b+ h1 ~# e; |( A
没想到又出现了~嘿嘿~~
- v, H: x$ E9 a' g- C* J偶也是学微电子DI~~( d L; n' _; D1 a5 W
& _; i+ Q- o$ u# ]; |* ]8 B, y
降压使用对cpu没有危害！- -9 F- H; t! w- w* K) h) _6 z4 J9 J
8 E& n! m+ x7 l2 e- {1 g# A* p9 M5 X1 ?
. ]8 }+ _/ Y E/ V5 o只要cpu能正常工作，保持信号的完整性，
; `% |( {) M) b% V8 H9 ?系统运行不出错误，那对cpu的就没有危害！
2 H+ X9 N$ e9 x6 n
0 L3 }& g; c8 I' Y- D v$ h+ a+ M有些人解释说降压工作对cpu有害的原因竟然是降压也能# f$ Y. b, ~' v! w
引起电子迁移的加剧！
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) ~+ F+ b9 I3 U5 {. A# u; C- }/ q8 K现在，我就驳斥一下这种说法:
6 B' ]' M, L$ m+ ~4 U6 i2 `7 k) Q
首先对于电子迁移想象，我不得不再重新解释一下，相信好多人已经看好多遍了。8 y! }" r3 P& A
- k, [. F8 D3 N) U7 E. g$ E电子迁移现象是始终存在于半导体集成电路里的一种物理现象。! E' I" Z/ h7 v6 \
在电流加大的情况下，这种现象就更剧烈一些，如果电流太大了
; y7 u$ N2 W2 |, J就好比洪水决堤--"河道"也就是电路就被损坏了！6 W- P5 {! k1 F
那为什么电子迁移现象总跟"热"联系起来呢？那是因为"热"
; Q" [' t* F: ?' A5 b能加剧原子的微观热运动，所以能够加剧电子迁移的程度。
& k0 [9 w5 T; y, n$ a; O7 d+ E而且，集成电路中电流大的时候，总会很热！
* w9 Y7 g' P6 ~$ E0 }
- r! H* r$ j1 q) L' [所以，电流大和温度高是造成致命性的电子迁移的根源，而这两个
; A$ _8 ^5 G- Q1 u根源的实质是统一的，电流大自然会导致温度升高！电流小发热自! f( O2 c+ j. @# Z
然就小了！" Z, G0 o- @# h+ v" U; K$ D% [
6 m, T/ S! l) a J" H
大家知道，现在cpu采用的都是CMOS电路，CMOS电路是一种互补逻
) u/ z7 R+ f; `辑电路,它的功率由三部分组成！) t! K6 H5 f) w8 J
; U5 m( i' q" b9 C3 lP= Ps + Pt + Pc 3 f5 D" k3 q$ k- [6 V7 r4 }+ i
H5 e L7 a1 j( A; GPs：静态功耗 W0 H! [# \+ Y: w+ [) n
Pt：顺态功耗 b* s) R; X1 ~; F9 J- x
Pc：电容充电功耗
3 [4 I+ ?4 B8 t7 T7 V" ? P/ m/ p& W7 [/ z
以CMOS电路中最基本的反向器为例，因为反向器正好一个P管一个N管，
# x L6 a' ~! n4 q4 q是最基本的互补逻辑。! D) b4 j% R, N6 R
7 C T/ w/ h; I& E5 D; B8 T其中：
1 ~) k3 j2 u1 l- R9 M2 u" [" b A9 M$ D9 r3 s
Ps=Ios*Vdd
) H2 N2 j: A3 iPt≈1/2*(tr+tf)*It-max*Vdd*fc7 Y* g: E. v3 |
Pc=Cl*fc*Vdd*Vdd
, H5 y7 U+ w% [9 s
% O }# Y7 }3 Q( p9 j8 S* U+ m$ T我们看这三个公式，其他的我不想解释，学过半导体物理的人，一看
6 N) P& V& A# S; \便知，大家只要注意三个公式里的Vdd就行了，可见Vdd一减小，功耗
/ n' z& b) g& g9 u0 k8 Q全部降低，总功率也就降低了~~
$ h/ w8 f0 s4 c9 Q9 }8 w
9 o0 n: `4 x+ R) l3 H呵呵~~所以说降低电压肯定会降低功率的！
1 p* r4 L% ]5 B! u2 n( S/ Z9 N9 g9 v那功率降低了，发热也减小了，前面也说了，发热与电流是统一的引起
8 _( L6 n1 W0 K1 E }: M电子迁移加剧的根源，所以电子迁移作用自然会减弱。
+ ` L. y" C6 v" E所以，降低电压是不会引起电子迁移现象加剧的！那怎么能损害cpu呢？
l( t5 B# ?4 k* L9 S# G* C) Q, g6 p7 Z" e& l5 H$ ~; _& z' h' p5 f' F8 F
再说的细致一点，还是看那三个公式，除了静态功耗外，其他两个公式
6 w* i# f$ A- O- A都有一个因子-fc。这个就是频率，为什么功耗中会有频率这个因子呢？
: V1 Z$ e# B% e那就得说说CMOS的工作原理，传统的CMOS电路功耗主要来自于Pt和Pc两) w' F& \& e$ E4 d8 w7 v! x
部分，近年来ULSI(甚大规模集成电路)的普及才是Ps也重要起来！
) R% I, o" |* k, s而Pt一直作为IC最重要的功耗来源，只在CMOS电路逻辑翻转时才会产生，
% a8 Q, x, Q N% `& c* @tr和tf就表示逻辑翻转的速度。所以cpu的电流大小可以说是由cpu的运行
' G6 i0 v2 N) g( u2 r: j2 I频率和cpu中参与运算的晶体管数量成正比的。
* j/ _" L5 L" }[ 本帖最后由 gz0921 于 2006-10-11 20:16 编辑 ] |
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发表于 2006-7-20 15:35
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