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偶在05年写过一个该问题的文章~: j8 X8 G$ F& H0 v: d! H
偶以为那时候这个问题就已经解决了~9 c2 c" ^7 F' X0 B1 u4 `2 [
# j4 U+ c8 A5 |6 A& y, E
没想到又出现了~嘿嘿~~
2 M6 W8 X1 K. d2 m/ Y偶也是学微电子DI~~
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降压使用对cpu没有危害！- -7 k9 w" x# d2 P6 [" v0 G
$ r- t: L6 ?- w& v- D
+ T2 @. ]( C/ W( t' {" `) D
+ `$ d) T9 q; @只要cpu能正常工作，保持信号的完整性，* y5 ~+ O9 h/ H: p9 Z
系统运行不出错误，那对cpu的就没有危害！0 x1 \! g6 M# {4 b& |
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有些人解释说降压工作对cpu有害的原因竟然是降压也能
8 J3 O( f# H u! F" @' ]4 d& {引起电子迁移的加剧！
. o6 p, P3 x1 t# S' b
0 t1 ~/ a2 q7 I9 x5 ]4 M现在，我就驳斥一下这种说法:
/ B _( Q# x, l$ t( D, {( x0 b6 @1 R0 E& X+ ~5 F! s+ U1 R, r
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。
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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。( b8 `8 G8 B* K/ W. Q
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7 N- \: p' |* p" W
就好比洪水决堤--"河道"也就是电路就被损坏了！
$ M6 U# I' S8 U0 x那为什么电子迁移现象总跟"热"联系起来呢？那是因为"热"
( `) _! L$ ~$ K* m# i- w能加剧原子的微观热运动，所以能够加剧电子迁移的程度。% g8 H8 L( d3 J+ N/ s7 n3 \
而且，集成电路中电流大的时候，总会很热！! m( t% y$ ~6 D
5 V7 Z5 A% p$ @- h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
0 t4 ^' h0 `- O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7 L0 c' e0 M2 _! b
然就小了！
9 D- M: Y& u! B) p; k) c; H& `5 q! ^& c/ G c7 Q1 Z% T
大家知道，现在cpu采用的都是CMOS电路，CMOS电路是一种互补逻
' ]( h. h: q2 Y, N/ y' H辑电路,它的功率由三部分组成！
! o/ ^9 y' o7 @8 k& n1 T9 q
2 Y9 e: f! g. P4 s! [P= Ps + Pt + Pc
0 o9 V2 q) }: }
, l1 S! w: Q" s9 FPs：静态功耗
/ l' n* K: o& IPt：顺态功耗
9 {! i4 x% l! t+ ]; m8 hPc：电容充电功耗0 V J. g/ W" g/ y' r+ ]$ K
; q) r5 ~: R2 N U- k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， p! J* x8 B3 T* p0 L2 X c
是最基本的互补逻辑。
, E6 F8 y- q/ q+ b+ _ S
% O5 @. e% u8 z. ^ O其中：! C# ]3 H1 x) |* v
4 t+ [' p3 m0 I% p9 r iPs=Ios*Vdd$ T1 J3 t. z! P# T
Pt≈1/2*(tr+tf)*It-max*Vdd*fc8 b, J) j) a3 R. n& l0 a. F$ T
Pc=Cl*fc*Vdd*Vdd
0 r8 n5 c5 W, c/ n& _
$ H5 W8 @ D' s; E+ @; _4 F. q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
$ ~0 W; [0 P. y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
9 H! `( ], O* `" @7 E5 }全部降低，总功率也就降低了~~/ X; D1 F- m/ N4 O1 [" o* ], \9 X
, x; I6 ?1 x' O% [- w
呵呵~~所以说降低电压肯定会降低功率的！" J3 ?. i5 C! E, v6 F5 c2 E
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; e: g9 d6 i: F
电子迁移加剧的根源，所以电子迁移作用自然会减弱。
6 Y! \4 N3 s8 a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？
6 E I7 C5 Y$ f' L3 u ~. w1 j% ?/ l8 S% `) K7 }; [% ?( P& w
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
) O# f# r+ @0 |1 K4 r% T8 c/ t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？; b+ h: o* G3 K
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
! y6 M* Y( Y ^" h3 q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！+ ? p* {8 y) n% [& c- |4 ~6 A
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，+ w* p x8 Q* l8 v( H
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" w' s) P7 t- T, g; x0 F" j4 c. ~
频率和cpu中参与运算的晶体管数量成正比的。
+ S. P- f2 J# z5 s, N[ 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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