看懂芯片后端報告 這篇文章最實用
對于動態功耗,后端還可以定制晶體管的源極和漏極的長度,越窄的電流越大,漏電越高,相應的,最高頻率就可以沖的更高。所以我們有時候還能看到uLVT C16,LVT C24之類的參數,這里的C就是指Channel Length。
本文引用地址:http://www.104case.com/article/201702/344323.htm接下去就是Memory,又作Memory Instance,也有人把它稱作FCI(Fast Cache Instance)。訪問Memory有三個重要參數,read,write和setup。這三個參數可以是同樣的時間,也可以不一樣。對于一級緩存來說基本用的是同樣的時間,并且是一個時鐘周期,而且這當中沒法流水化。從A73開始,我看到后端的關鍵路徑都是卡在訪問一級緩存上。也就是說,這段路徑能做多快,CPU就能跑到多快的頻率,而一級緩存的大小也決定了索引的大小,越大就越慢,頻率越低,所以ARM的高端CPU一級緩存都沒超過64KB,這和后端緊密相關。當然,一級緩存增大帶來的收益本身也會非線性減小。之后的二三級緩存,可以使用多周期訪問,也可以使用多bank交替訪問,大小也因此可以放到幾百KB/幾MB。
邏輯和內存統稱為Physical Library,物理庫,它是根據工廠給的每個工藝節點的物理開發包(PDK)設計的,而Library是一個Fabless芯片公司能做到的最底層。能夠定制自己的成熟物理庫,是這家公司后端領先的標志之一。
最后一行,Margin。這是指的工廠在生產過程中,肯定會產生偏差,而這行指標定義了偏差的范圍。如下圖:

藍色表示我們剛才說的一些Corner的分布,紅色表示生產偏差Variation。必須做一些測試芯片來矯正這些偏差。SB-OCV表示stage-based on-chip variation,和其他的幾個偏差加在一起,總共±7%,也就是說會有7%的芯片不在后端設計結束時確定的結果之內。
后面還有一些setup UC之類的,表示信號建立時間,保持時間的不確定性(Uncertainty),以及PLL的抖動范圍。
至此,一張報告解讀完畢,我們再看看對應的低功耗版實現版本:

這里頻率降到1.5G左右,每Ghz動態功耗少了10%,但是靜態降到了12.88mW,只有25%。我們可以看到,這里使用了LVT,沒有uLVT,這就是靜態能夠做低的原因之一。由于面積不是優化目標,它基本沒變,這個也是可以理解的,因為Channel寬度沒變,邏輯的面積沒法變小。
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