cpu中所说的65纳米工艺,45纳米,32纳米是什么意思?

cpu中所说的65纳米工艺,45纳米,32纳米是什么意思?,第1张

45nm和65nm指的是cpu制程中的线宽等级。线宽的定义就是cpu核心集成电路中线路的宽度,从早期的0.18um,到后来的65nm(1um=1000nm)和45nm制程,相比起人头发的直径40um来说,已经是非常精细的等级了。在半导体生产上是通过光刻(litography)的工艺来实现的。线宽越小,同样的芯片面积中就能容纳更多的线路,发热量也就越小。

这只是半导体制作工艺的工艺名,同在nm级别上,数值越小,说明工艺的尺寸越小,也就意味着在单位面积上能集成的晶体管的数量越多,实际上就是在相同的面积下可以集成更多的东西,比如更大的cache(L1和L2),更深的流水线(流水线深了,主频也会随的增加),更复杂的部件等等,那么性能很自然的就能提高了。

处理器的功耗主要分为两大类:动态功耗和静态功耗。静态功耗主要指在处理器不工作的情况下,维持运转各个器件需要的最低耗能、器件的漏电耗能和热辐射耗能等。动态功耗主要是指在处理器正常工作的情况下消耗的能量,如取、分配、发射、执行、提交指令需要的功耗,寄存器重命名和扫描rs的功耗、LSU和cache一致性的耗能等等。

其实工艺的改变跟功耗是没有直接联系的,正常情况上,制作材料不变,工艺尺寸越小,也就是面积不变集成更多的晶体管的时候,由于材料的性质,会使整个处理器稳定性和可靠性下降、漏电问题增加(漏电多了,耗能自然就增加了)、散热不好,器件的温度升高,热辐射导致功耗增加(屋子没变,人多了,当然会更热)。这些都会导致静态功耗增加。由于工艺的提高,如果再加深了流水线或是增大了部件的复杂性,那么也一定会伴随着主频的提高,那么消耗的动态功耗也会增加。那么你可能会问,那么为什么45nm的处理器比65nm的耗能还低呢?

具本人的猜测应该有这几方面的原因把:(1)Intel 65nm的时候用的底层材料是叫做low-k介质的材料,这种材料有个最大的问题一直解决不了的就是漏电问题。但45nm用的是high-k介质材料,这种材料能很好的降低漏电(2)Intel 45nm的处理器降低了处理器的核心电压(3)个人觉的Intel可能部分改变了core架构,加入了一些功耗检测和控制的部件,可以把不用的部件、cache(L1和L2)、甚至是核部分关掉或是全部关掉。这些技术在商用处理器上是很常见的。


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