德國威圖機柜工作溫度對于電子元件和ICT裝置及系統(tǒng)能耗的影響-威圖空調冷通道威圖支托臂威圖PDU威圖電柜
CPU芯片等電子元件的耗電量可基本分為動態(tài)( Dynamic)工作功耗和靜態(tài)( Static)非工作功耗兩部分。其中,威圖機柜靜態(tài)非工作狀態(tài)的漏電問題是影響當今以及將來半導體技術向更高集成度發(fā)展的最重要因素。日前高性能芯片內的排線和節(jié)點間距在20~45m,漏電是指隨著排線密度的提高,節(jié)點和排線間會產(chǎn)生漏電。CPU芯片的耗電包括有效電力(用于信號傳輸)和無效的漏電,芯片溫度在85℃時,其無效的漏電占了將近總耗電的半。減少排線間漏電的一個有效方法是威圖空調降低芯片溫度,通過冷卻降低芯片溫度,可以有效減少漏電部分損失,也可以大幅度減少其漏電電流,從而很大程度上降低元件的耗電量,提高信號等電子傳送效率。根據(jù)預測,對于單晶體儲存單元 MOSFET型半導體來說,當工作溫度從+100℃降低到-50℃時,它的汲極電流(靜態(tài)漏電電流)可以降低大約5個數(shù)量級(×108到×10-13)。
根據(jù)國際相關學會及研究機構的分析,當今基于CMOS技術(Comementary Metal Oxide Semiconductor)CPU芯片內動態(tài)工作與靜態(tài)非工作耗電變化趨勢的比較。圖中橫坐標表示相關半導體技術發(fā)展的年代,縱坐標右邊的脈沖幅寬(gatelength)表示了半導體集成密度,縱坐標左邊表示了芯片內各部分的相對耗電量�？梢钥闯�,威圖機柜隨著半導體設計與封裝技術的進步與發(fā)展,CPU芯片內單晶體的封裝密度已經(jīng)達到幅寬20m以下,盡管動態(tài)工作耗電( Dynamic Power)已經(jīng)可以被控制在很小的增長范圍內,但特別值得注意的是,由于威圖空調高密度封裝所產(chǎn)生的靜態(tài)非工作漏電( Sub- thresholdeakage, and gate-oxide leakage)卻一直呈指數(shù)增長,在很多情況下已經(jīng)超過了正常的工作耗電。
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