Potência Dinâmica CMOS

Fórmula

Descrição

A dissipação de potência dinâmica em CMOS ocorre quando as portas comutam de estado, carregando e descarregando as suas capacitâncias de carga. A dependência quadrática da tensão é a razão pela qual os processadores modernos reduzem agressivamente a tensão de alimentação para poupar energia. O termo de capacitância inclui a capacitância de entrada da porta, a capacitância das interligações e qualquer carga externa. Reduzir a frequência de relógio reduz linearmente a potência dinâmica, o que está na base do escalonamento dinâmico de frequência nos processadores modernos. Esta é a componente de potência dominante nos circuitos CMOS ativos.

Variáveis

• P — Dissipação de potência dinâmica (W)
• C — Capacitância comutada total (F)
• V — Tensão de alimentação (V)
• f — Frequência de comutação (Hz)

Notas Práticas

A potência CMOS total inclui também a potência estática (de fuga) e a potência de curto-circuito. Em nós de processo avançados (abaixo de 28 nm), a potência de fuga torna-se comparável à potência dinâmica. O fator de atividade (α) é muitas vezes incluído: P = α × C × V² × f, em que α é a fração de portas que comutam por ciclo (tipicamente 0,1-0,3).