Bosh sahifa > Ko'rgazma > Kontent

Chipdagi tizim (SoCs) Maqsadlar

Mar 08, 2019

Chipdagi tizim (SoCs)


Quvvat iste'moli

Tizimli chiplar SoC funktsiyalarini bajarish uchun ishlatiladigan elektr quvvatini kamaytirish uchun optimallashtirilgan. SoCsning ko'pchiligi kam quvvat ishlatishi kerak. SoC tizimlari ko'pincha batareyaning uzoq umr bo'lishini talab qiladi (smartfon kabi), avtonom funktsiyani saqlab qolish uchun zarur bo'lgan quvvat manbai bo'lmasdan, oylar yoki yillarni sarflashi mumkin va odatda juda ko'p miqdordagi qo'shilgan SoC-larning mintaqada tarmoqqa ulanishi bilan cheklangan. Bundan tashqari, energiya sarfi yuqori bo'lishi mumkin va energiya tejamkorligi SoC mulkka bo'lgan umumiy xarajatlarni kamaytiradi. Va nihoyat, yuqori energiya iste'moli chiqindisi issiqligi juda ko'p issiqlik tarqalgan bo'lsa, energiya tejash uchun boshqa pragmatik sabablarga ega bo'lsa, boshqa elektron tarkibiy qismlariga zarar etkazishi mumkin. Vaqtda ishlatiladigan energiya miqdori vaqtga nisbatan iste'mol qilinadigan energiyaning ajralmas qismi bo'lib, o'rtacha quvvat sarfi kuchlanish bilan hosil bo'ladi. Shunga o'xshash, Ohmning qonuni bo'yicha, quvvat hozirgi kvadrat vaqt qarshiligi yoki kuchlanish qarshiligi bilan taqsimlanadi:


{\ displaystyle P = IV = {\ frac {V ^ {2}} {R}} {{I ^ {2}} {R}} {\ displaystyle P = IV = {\ frac {V ^ {2}} {R}} = {I ^ {2}} {R}}

Tizimdagi chiplar tez-tez smartfonlar, GPS-navigatsiya qurilmalari, raqamli soatlar (shu jumladan, aqlli taymerlar) va netbuklar kabi ko'chma qurilmalarda joylashgan. Iste'molchilar mobil hisoblash qurilmalari uchun uzoq vaqt batareyalarni ishlatishni xohlashadi, boshqa sabablar - kuch-quvvat sarf-xarajatlari tizim-da-chipda minimallashtirilishi kerak. Multimedia ilovalari ko'pincha ushbu qurilmalarda, jumladan, video o'yinlar, video oqimlari, tasvirni qayta ishlash; bularning barchasi so'nggi yillarda yuqori sifatli multimedia uchun talab va talablar bilan hisoblash murakkabligida o'sgan. Hisobga olish 3D standartlariga mos keladigan yuqori piksellar sonida ko'plab standartlarga moslashib borayotganligi sababli, hisob-kitoblar yanada talabchan bo'ladi, shuning uchun SoCs multimediya vazifalarini bajarish uchun standart quvvatli batareyani ishlatish uchun past kuchga ega bo'lishi kerak.


Vattgacha ishlash

Shuningdek qarang: Yashil hisoblash

Quyosh energiyasidan foydalanish samaradorligini maksimal darajaga ko'tarish uchun optimallashtirilgan: elektr energiyasidan foydalanish byudjeti berilgan SoC ning ishlashi. Cheklangan hisoblash, taqsimlangan ishlov berish va atrof-muhitni o'rganish kabi ko'plab amaliy dasturlar ma'lum ishlash darajasini talab qiladi, ammo ko'pgina SoC muhitlarida kuch cheklanadi. ARM arxitekturasi ko'milgan tizimlarda x86dan ko'ra, vattga ko'ra ko'proq ishlashga ega, shuning uchun ko'milgan protsessorni talab qiladigan ko'plab SoC ilovalari uchun x 86 dan afzallik beriladi.


Chiqindilarni issiqlik

Asosiy maqola: Integral mikrosxemalardagi issiqlik ishlab chiqarish

Shuningdek, qarang: elektronikada issiqlik boshqaruvi va issiqlik dizayni kuchi

SoC dizayni chipdagi chiqindi chiqindilarini kamaytirish uchun optimallashtirilgan. Boshqa integratsion sxemalarda bo'lgani kabi, yuqori quvvat zichligi tufayli hosil bo'ladigan issiqlik tarkibiy qismlarni yanada kichiklashtirishga olib keladi. Yuqori tezlikdagi integral sxemalar, ayniqsa, mikroprosessorlar va SoC ni o'z ichiga olgan kuch zichliklari juda noaniq bo'lib qoldi. Juda ko'p chiqindi issiqlik davrlarga zarar etkazishi va vaqt o'tishi bilan devordagi ishonchliligini yo'qotishi mumkin. Yuqori haroratlar va issiqlik stavkalari ishonchlilik, stress migratsiyasi, ishdan chiqish vaqtlari, elektromigratsiya, simni bog'lash, metastabilitivlik va boshqa vaqtlarda SoCning ishlash ko'rsatkichlarini pasayishi bilan bog'liq salbiy ta'sirga salbiy ta'sir ko'rsatadi.


Xususan, aksariyat SoClar kichik jismoniy maydonda yoki hajmda bo'lishadi, shuning uchun chiqindilar issiqligining ta'siri murakkablashadi, chunki u tizimdan tashqariga chiqishi uchun juda oz o'rin. Murning qonunlariga ko'ra zamonaviy qurilmalarda transistorlar sonining yuqoriligi sababli, ko'pincha etarli darajada ishlaydigan va yuqori transistorli zichlikning joylashuvi ishlab chiqarish jarayonlaridan jismonan amalga oshiriladi, lekin kontaktning katta hajmida issiqlikning yuqori miqdoriga olib kelishi mumkin.


Ushbu termal effektlar SoC va boshqa chip dizaynerlarini konservativ dizayni marjinlarini qo'llash uchun kuchaytiradi, bu esa kamchiliklarni bartaraf etish xavfini kamaytirish uchun kam ishlaydigan vositalarni yaratadi. Uzunlik miqdori kichrayib, tranzistorning zichligi oshib borishi sababli, har bir ishlab chiqarish avlodi so'nggi yillarga qaraganda ko'proq issiqlik hosil qiladi. Ushbu muammoni birlashtirib, tizimdagi chipdagi arxitekturalar odatda heterojen bo'lib, tekis bo'lmagan birlamchi issiqlik oqimlarini hosil qiladi, ular birlamchi passiv sovutish bilan samarali tarzda kamaytirilmaydi.