Микропроцессорные системы и программное обеспечение в средствах связи. Гребешков А.Ю. - 251 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ПГУТИ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

Микропроцессорные системы и программное обеспечение в средствах связи
251
составляет 845 ГГц. Это «супертранзистор» изготовлен из фосфида
индия и арсенида индия-галлия; этот состав позволил повысить ско-
рость инжекции электронов, снизить плотность тока и время накопле-
ния заряда. Уменьшены и размеры самого транзистора – ширина его
базы составляет всего 12,5 нм. Работая при комнатной температуре,
такой транзистор переключается на скорости 765 ГГц, а
частота 845
ГГц достигнута при охлаждении до –55 °C. Конечная цель исследова-
ний – довести частоту переключения транзистора до 1 ТГц.
С точки зрения увеличения вычислительной мощности МПр, на-
чиная с 1980-х годов производительность МПр наращивалась за счёт
постоянного увеличения тактовой частоты, уменьшения размера и, со-
ответственно, увеличения количества транзисторов на единицу площа-
ди кристалла МПр
. На переключение транзисторных компонентов,
схемно реализующих логические элементы, затрачивается определён-
ная мощность. При увеличении тактовой частоты электроимпульсов по-
стоянного тока в полупроводниковых и металлических компонентах
процессора возникает избыточное тепловыделение, в первую очередь
за счёт законов физики. Тепловыделение элементной базы процессо-
ров принято измерять в пикоджоулях на переключение одного бита (1
ПкДж/
Бит = 10
-
¹²
Дж/Бит). Это энергия, выделяемая при переключении
одного вентиля. При современных тактовых частотах и плотностях ин-
теграции на кристалле суммарные тепловыделения имеют порядок не-
скольких ватт на площади в 1 квадратный сантиметр. В связи с этим
достаточно остро стоит проблема отвода тепла от процессора для
обеспечения необходимого температурного режима.
Эта ситуация
усугубляется ещё и тем, что при уменьшении физи-
ческих размеров полупроводниковых компонентов, прежде всего затво-
ров транзисторов, неизбежно возникают сильные токи утечки; причём
чем выше тактовая частота и энергопотребление, тем больше токи
утечки. В итоге опять возникает избыточное тепловыделение и без 
  Микропроцессорные системы и программное обеспечение в средствах связи
составляет 845 ГГц. Это «супертранзистор» изготовлен из фосфида
индия и арсенида индия-галлия; этот состав позволил повысить ско-
рость инжекции электронов, снизить плотность тока и время накопле-
ния заряда. Уменьшены и размеры самого транзистора – ширина его
базы составляет всего 12,5 нм. Работая при комнатной температуре,
такой транзистор переключается на скорости 765 ГГц, а частота 845
ГГц достигнута при охлаждении до –55 °C. Конечная цель исследова-
ний – довести частоту переключения транзистора до 1 ТГц.
     С точки зрения увеличения вычислительной мощности МПр, на-
чиная с 1980-х годов производительность МПр наращивалась за счёт
постоянного увеличения тактовой частоты, уменьшения размера и, со-
ответственно, увеличения количества транзисторов на единицу площа-
ди кристалла МПр. На переключение транзисторных компонентов,
схемно реализующих логические элементы, затрачивается определён-
ная мощность. При увеличении тактовой частоты электроимпульсов по-
стоянного тока в полупроводниковых и металлических компонентах
процессора возникает избыточное тепловыделение, в первую очередь
за счёт законов физики. Тепловыделение элементной базы процессо-
ров принято измерять в пикоджоулях на переключение одного бита (1
                -¹²
ПкДж/Бит = 10         Дж/Бит). Это энергия, выделяемая при переключении
одного вентиля. При современных тактовых частотах и плотностях ин-
теграции на кристалле суммарные тепловыделения имеют порядок не-
скольких ватт на площади в 1 квадратный сантиметр. В связи с этим
достаточно остро стоит проблема отвода тепла от процессора для
обеспечения необходимого температурного режима.
     Эта ситуация усугубляется ещё и тем, что при уменьшении физи-
ческих размеров полупроводниковых компонентов, прежде всего затво-
ров транзисторов, неизбежно возникают сильные токи утечки; причём
чем выше тактовая частота и энергопотребление, тем больше токи
утечки. В итоге опять возникает избыточное тепловыделение и без

                                     251

Страницы