工程學(xué)概論》發(fā)展規(guī)律趨勢展望(文件)
【正文】 ’70 ’74 ’78 ’82 ’86 ’90 ’94 ’98 ’2022 芯片上的體管數(shù)目 ? 微處理器性能 每三年翻兩番 Moore定律： i8080:6,000 m68000:68,000 PowerPC601:2,800,000 PentiumPro: 5,500,000 i4004:2,300 M6800: 4,000 i8086:28,000 i80286:134,000 m68020:190,000 i80386DX:275,000 m68030:273,000 i80486DX:1,200,000 m68040:1,170,000 Pentium:3,300,000 PowerPC604:3,600,000 PowerPC620:6,900,000 “Itanium”:15,950,000 Pentium II: 7,500,000 微處理器的性能 100 G 10 G Giga 100 M 10 M Mega Kilo 1970 1980 1990 2022 2022 Peak Advertised Performance (PAP) Moore’s Law Real Applied Performance (RAP) 41% Growth 8080 8086 80286 80386 80486 Pentium PentiumPro 半導(dǎo)體發(fā)展計劃 （ SI A 1 9 9 9 年版）年 份 1999 2022 2022 2022 2022 2022 2022 2022 20 1 1 2022特征尺寸 （ nm ） 180 165 150 130 120 1 10 100 70 50 35存貯器生產(chǎn)階段產(chǎn)品代256M 512M 1G 2G 16GM P U 芯片功能數(shù)（百萬晶體管）23 .8 47 .6 95 .2 190 539 1523 4308硅片直徑 ( m m ) 200 200 300 300 300 300 300 300 300 450在 生 產(chǎn) 階 段DRAM 封裝后單位比特價 （百萬分之一美分）15 419 99 Edi t ion （ SIA 美 E EC A 歐 EIA J 日 K SIA 南朝鮮 T SIA 臺）Moore定律 ?? 性能價格比 ? 在過去的 20年中，改進(jìn)了 1,000,000倍 ? 在今后的 20年中，還將改進(jìn) 1,000,000倍 ? 很可能還將持續(xù) 40年 等比例縮小 (Scalingdown)定律 等比例縮小 (Scalingdown)定律 ?1974年由 Dennard提出 （ IEEE Journal of Solidstate Circuits,1974,9) ?基本指導(dǎo)思想是：保持 MOS器件內(nèi)部電場不變： 恒定電場規(guī)律，簡稱 CE律 ?等比例縮小器件的縱向、橫向尺寸，以增加跨導(dǎo)和減少負(fù)載電容，提高集成電路的性能 ?電源電壓也要縮小相同的倍數(shù) 恒定電場定律的問題 ?閾值電壓不可能縮的太小 （ 會引起電路抗干擾減弱 ， 漏電流增加 ， 不利于動態(tài)結(jié)點(diǎn)電平的保持 ， 而且引起靜態(tài)功耗增加 ） ?源漏耗盡區(qū)寬度不可能按比例縮小 ?電源電壓標(biāo)準(zhǔn)的改變會帶來很大的不便 （ 提出片內(nèi)限壓器 ） ?恒定電壓等比例縮小規(guī)律 (簡稱 CV律 ) ?保持電源電壓 Vds和閾值電壓 Vth不變 ， 對其它參數(shù)進(jìn)行等比例縮小 ?按 CV律縮小后對電路性能的提高遠(yuǎn)不如 CE律 ，功耗延
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