电源电压应与特征尺寸成比例地缩小
虽然人们普遍认为摩尔定律即将结束,但其科学基础“丹纳德缩放”实际上在本世纪初就结束了。摩尔定律侧重于半导体芯片中晶体管的特征尺寸,而Dennard缩放还考虑了它们的电源电压。Dennard缩放大致指出,电源电压应与特征尺寸成比例地缩小。然而,电源电压无法从1V或更低,功耗和产生的热量一直是限制半导体性能的主要因素。
主要原因之一是半导体制造的随机变化。半导体制造的变化可以分为系统变化和随机变化。其中,随机变化正变得占主导地位,因为半导体芯片中晶体管的特征尺寸已经接近原子的大小。因此,小到一个原子的随机变化对电路元件(如导线和晶体管)的性能具有不可忽视的影响。
因此,通过半导体制造技术来解决这个问题本质上是困难的,需要电路和架构技术来缓解这个问题。我们的时钟方案是解决这个问题的技术之一。
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