Принято считать, что соблюдение закона Мура неразрывно связано с уменьшением размеров транзисторов. До поры до времени всё шло хорошо, что позволило привычной практике обрести статус того самого закона. Но к сегодняшнему дню оказалось, что по мере уменьшения размеров транзисторов всё больше и больше проблем доставляют элементарные схемы подвода питания к этим самым транзисторам. Иными словами, на пути у закона Мура грудью встали потери в линиях питания, и технологический барьер в виде измельчавшего техпроцесса стал лишь частным препятствием на пути дальнейшего развития электроники.

Как объяснили на недавней тематической конференции IEEE представители компании ARM, обычно на потери в линиях питания отводится до 10  %. Скажем, при подаче на вход цепи регуляции питания напряжения номиналом 1 В, на транзисторах в цепи будет до 0,9 В, что вполне приемлемо. С уменьшением масштаба техпроцесса этого становится достичь всё труднее и труднее. Критически возросла плотность размещения элементов и линий распределения питания. Это значит, что шины питания становятся менее широкими, что ведёт к росту их сопротивления и к недопустимо высокому падению напряжения.

Чтобы оценить потери по питанию в случае дальнейшего снижения технологических норм и найти варианты смягчить негативный эффект, разработчики из ARM и учёные из бельгийского центра Imec создали опытный 3-нм процессор на архитектуре Cortex-A53 с тремя разными способами подвода питания к транзисторам.

В первом случае питание подавалось классическим способом: через шины, разведённые поверх транзисторов на кристалле с вертикальными отводками вниз на уровень транзисторов. Увы, этот подход не смог обеспечить 10-процентный запас по питанию. На уровне транзисторов падение напряжения оказалось намного больше, чем при подаче на вход регулятора шины питания.

Источник: 3DNews