Puissance Dynamique CMOS

Formule

Description

La dissipation de puissance dynamique en CMOS se produit lorsque les portes changent d'état, chargeant et déchargeant leurs capacités de charge. La dépendance quadratique vis-à-vis de la tension explique pourquoi les processeurs modernes réduisent agressivement la tension d'alimentation pour économiser de l'énergie. Le terme de capacité inclut la capacité d'entrée des portes, la capacité d'interconnexion et toute charge externe. Réduire la fréquence d'horloge réduit linéairement la puissance dynamique, ce qui est le principe de l'ajustement dynamique de fréquence dans les processeurs modernes. C'est la composante de puissance dominante dans les circuits CMOS actifs.

Variables

• P — Dissipation de puissance dynamique (W)
• C — Capacité commutée totale (F)
• V — Tension d'alimentation (V)
• f — Fréquence de commutation (Hz)

Notes pratiques

La puissance totale CMOS inclut aussi la puissance statique (de fuite) et la puissance de court-circuit. Aux nœuds technologiques avancés (en dessous de 28 nm), la puissance de fuite devient comparable à la puissance dynamique. Le facteur d'activité (α) est souvent inclus : P = α × C × V² × f, où α est la fraction de portes commutant par cycle (typiquement 0,1 à 0,3).