低功耗設計與 UPF
多臨界電壓設計(multi-Vt)
多臨界電壓設計給晶片一整箱具有不同臨界電壓(Vt)的電晶體,讓工具替每個閘挑選最合適的——就像備齊整套變速的單車手。低 Vt 電晶體是高速檔:快,但漏很多電流。高 Vt 電晶體是低速檔:慢,但幾乎不漏。訣竅是只在少數與時脈賽跑的路徑上用那些「吃油」的快電晶體,其餘地方一律用省電的慢電晶體。
晶圓廠會把同一個邏輯單元(例如 NAND2)做成 LVT、SVT、HVT 三種版本,佈局完全相同、只差在佈植摻雜,因此在流程後段替換它們是隨插即用的改動。一個功耗回收最佳化步驟會走遍每條時序路徑:凡是還有正餘裕(slack)可花的地方,就把快速的 LVT 單元降級成省漏電的 HVT 單元,往往能在維持時序收斂的同時把總漏電砍掉 2 至 10 倍。危險在於在非關鍵路徑上濫用 LVT,悄悄燒掉待機功耗。
單元層級的漏電與速度取捨。
Vt 在製造時由通道摻雜決定(在 FinFET/GAA 中則由功函數金屬決定),所以選擇在設計階段就固定——不像 DVFS 是在執行時調整供應電壓。
又称
另见