晶体管逐渐变小，Dennard定律比摩尔定律更值得关注，散热和功耗推动芯片专业化

悦智网 · 公众号 · · 2020-02-12 15:30

正文

请到「今天看啥」查看全文

缩放比例定律的失效。

Dennard缩放比例定律

Dennard缩放比例定律是基于1974年Robert H. Dennard参与完成的一篇论文而提出的一个定律。

Dennard缩放比例定律（Dennard scaling）表明， 随着晶体管变得越来越小，它们的功率密度保持不变，因此功率的使用与面积成比例； 电压和电流的规模与长度成比例。

相关链接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/4785534?arnumber=4785534

Dennard发现，晶体管的尺寸在每一代技术中都缩小了30% (0.7倍) ，因此它们的面积减少了50% 。这意味着电路减少了30% (0.7倍)的延迟，因此增加了约40% (1.4倍)的工作频率。最后，为了保持电场恒定，电压降低了30% ，能量降低了65% ，功率降低了50% 。因此，在每一代技术中，晶体管密度增加一倍，电路速度提高40% ，功耗(晶体管数量增加一倍)保持不变。

结合“摩尔定律”晶体管的数量大约每两年翻一番，这意味着 效能功耗比 （每消耗一瓦功率，计算机可提供的计算速率）以同样的速度增长，大约每两年翻一番。这种趋势被称为库米定律（Koomey's law）。库米最初提出的倍增速率是1.57年(比摩尔定律的倍增周期稍快) ，但最近的估计表明这一速度正在放缓。