与高端处理器将对性能的追求放在首位不同,降低功耗成为低功耗处理器的第一诉求。如今,伴随着智能手机、消费电子产品以及其他嵌入式应用的发展,性能的提升已经成为低功耗处理器亟待解决的问题。
以未来智能手机的需求为例,它要求具有主频到达GHz量级,高达100Mbps的数据传输率,而且智能手机的总功耗应该限制在1W水平上。通常,功耗和计算性能如同鱼与熊掌一样不可兼得。于是,一些创新的技术被引入低功耗处理器的设计之中。
英特尔在本次ISSCC上介绍了一种采用45nm工艺的自适应处理器原型。这种处理器内核应用错误诊断和错误恢复电路,实现了降低电压和提高主频两个目的,该处理器在0.8伏这个超低的、接近门限电压的工作电压下,性能提高了22%。与此同时,该芯片1.3GHz的主频也使得低功耗处理器的主频突破了1GHz的门槛。
英国ARM公司介绍了Razor技术,Razor具有时序错误探测、错误恢复和电压-频率调节功能。采用这一技术的65nm ARM ISA处理器,工作在1GHz主频和1.1伏时,可在功耗降低52%的同时保持性能不变。
ARM在最低工作电压、最高主频和性能上与英特尔都有不小的差距。这与英特尔可以在设计和制造两个环节相互优化并且采用45nm工艺有很大关系,而ARM的商业模式是出售知识产权。为了适应各种用户不同的集成电路生产线以获得足够的良率,在工艺上必须留有足够的宽容度。
美国密歇根大学展出了一个用于医疗、基础设施和环境长期监测的微型传感系统,该系统在8.75 mm2面积上集成有1个73kHz、接近门限电压的ARMCortex-M3处理器内核、2块太阳能电池、1个锂离子薄膜电池、电源管理模块,这个系统功耗为7.7μW,待机功耗仅有100pW(0.0001μW)。
(责任编辑:GH)