Potencia Dinámica CMOS

Fórmula

Descripción

La disipación de potencia dinámica en CMOS ocurre cuando las puertas cambian de estado, cargando y descargando sus capacitancias de carga. La dependencia cuadrática de la tensión es la razón por la que los procesadores modernos reducen agresivamente la tensión de alimentación para ahorrar potencia. El término de capacitancia incluye la capacitancia de entrada de puerta, la capacitancia de interconexión y cualquier carga externa. Reducir la frecuencia de reloj reduce linealmente la potencia dinámica, lo que constituye la base del escalado dinámico de frecuencia en los procesadores modernos. Este es el componente de potencia dominante en los circuitos CMOS activos.

Variables

• P — Disipación de potencia dinámica (W)
• C — Capacitancia total conmutada (F)
• V — Tensión de alimentación (V)
• f — Frecuencia de conmutación (Hz)

Notas prácticas

La potencia total en CMOS también incluye la potencia estática (de fuga) y la potencia de cortocircuito. En nodos de proceso avanzados (por debajo de 28nm), la potencia de fuga se vuelve comparable a la potencia dinámica. A menudo se incluye el factor de actividad (α): P = α × C × V² × f, donde α es la fracción de puertas que conmutan por ciclo (típicamente 0.1-0.3).