Home > Media > CEA-Leti & Dolphin Design Report FD-SOI-doorbraak die de werkfrequentie met 450% verhoogt en het stroomverbruik met 30% vermindert: gezamenlijk document gepresenteerd op ISSCC 2021 laat zien hoe nieuwe Adaptive Back-Biasing-techniek integratiebeperkingen in chipontwerpstromen overwint
Abstract:
CEA-Leti en Dolphin Design hebben een adaptive back-biasing (ABB)-architectuur ontwikkeld voor FD-SOI-chips die naadloos kunnen worden geïntegreerd in de digitale ontwerpstroom met industriële kwalificatie, waardoor de integratienadelen van bestaande ABB-technieken worden overwonnen.
CEA-Leti & Dolphin Design Report FD-SOI Doorbraak die de werkfrequentie met 450% verhoogt en het stroomverbruik met 30% verlaagt: gezamenlijke paper gepresenteerd op ISSCC 2021 laat zien hoe nieuwe adaptieve back-biasing-techniek integratielimieten in chipontwerpstromen overwint
Grenoble, Frankrijk | Geplaatst op 23 februari 2021
Volledig verarmd silicium op isolator (FD-SOI) is een technologie die het mogelijk maakt om het lichaam van de transistor voor te spannen dat als een achterpoort fungeert. In tegenstelling tot conventionele bulktechnologie maakt FD-SOI een breed spanningsbereik van de lichaamsbias mogelijk. Dit maakt het mogelijk om proces-, spannings- en temperatuurvariaties (PVT) te compenseren door de drempelspanning te regelen. Als de schakelaar bijvoorbeeld is ingeschakeld, wordt bij schakelbewerkingen de voorspanning van het lichaam gewijzigd om de aan-weerstand te verminderen door de drempelspanning te verlagen en meer stroom door te laten. Dat versnelt het circuit. In de uit-stand wordt de voorspanning van het lichaam gewijzigd om de uit-weerstand te verhogen door de drempelspanning te verhogen, waardoor de lekstroom wordt verminderd. Dit toont aan dat FD-SOI-technologie kan worden gebruikt om het ontwerp te versnellen of om het lekvermogen te verminderen.
De nieuwe ABB-techniek, gepresenteerd in een paper op ISSCC 2021, stelt het applicatieontwerp ook in staat om een gerichte werkfrequentie te handhaven over een breed scala aan bedrijfsomstandigheden, zoals temperatuur, productievariabiliteit en voedingsspanning. De architectuur maakt het mogelijk het energieverbruik van processors in 22nm FD-SOI-technologie met maximaal 30 procent te verminderen en de werkfrequentie tot 450 procent te verhogen in vergelijking met een techniek waarbij geen gebruik wordt gemaakt van lichaamsgerichte techniek. Het verbetert ook de productieopbrengst.
"De ontwikkeling van ABB is een doorbraak voor FD-SOI-technologie omdat het de allereerste resultaten laat zien die de verbetering van de circuitprestaties weergeven na gebruik van ABB, en het zal helpen de prestaties en opbrengsten in FD-SOI-ontwerpen te verbeteren", aldus Gaël Pillonnet, een CEA-Leti-wetenschapper en een auteur van het artikel, "Een 0.021 mm² PVT-Aware Digital-Flow-compatibele adaptieve back-biasing-regelaar met schaalbare stuurprogramma's die 450% frequentieboost en 30% vermogensreductie bereiken in 22nm FD-SOI-technologie."
De ABB wordt gecommercialiseerd door Dolphin Design, een toonaangevend Frans bedrijf in modulaire en energie-efficiënte IP's, platforms en systemen op chips (SoC). Het is gebaseerd op CEA-Leti's proof of concept dat werd verbeterd en geïndustrialiseerd door Dolphin Design, wat de vruchtbare samenwerking van het instituut met zijn industriële partners en zijn inzet voor het overbrengen van innovatieve ontwerpen naar de industrie onderstreept.
"De prestaties van onze ABB IP zijn state-of-the-art en tonen de compensatie van de variaties in proces-voltage-temperatuur (PVT)-omstandigheden op een representatief aantal monsters, waardoor het gebruik van deze oplossing in industriële producten mogelijk wordt", aldus Andrea Bonzo , IP-programmamanager bij Dolphin Design. "Eerdere pogingen in deze techniek hebben gerapporteerd dat slechts een beperkt aantal chips presteert zoals bedoeld. Met onze techniek blijkt een groot aantal chips goed te werken. ABB is veelzijdig en kan worden gebruikt om een groot digitaal gebied aan te sturen zonder enige beperking voor welke FD-SOI-technologie dan ook.”
Volgens de paper “heeft de bekende adaptive back-biasing (ABB)-techniek al zijn vermogen getoond om het stroomverbruik te verminderen en/of de werkfrequentie te behouden door VTH-variabiliteit te compenseren volgens proceshoeken en temperatuur. Eerder gepubliceerde ABB-architecturen bieden echter een beperkt overzicht van hoe de ABB naadloos kan worden geïntegreerd in de digitale ontwerpstroom met industriële kwalificatie. We stellen een herbruikbare ABB-IP voor voor elke vertekende digitale belasting, van 0.4-100 mm², met lage oppervlakte en vermogensoverhead, bijvoorbeeld 1.2% @ 2 mm² en 0.4% @ 10 mm², respectievelijk.”
Met deze nieuwe architectuur is het ABB-gebied relatief klein in vergelijking met het applicatieontwerp, en zowel qua oppervlakte als qua vermogen kan het applicatieontwerp zijn beoogde snelheid (frequentie) behouden met een relatief lage overhead.
####
Over CEA Leti
Leti, een technologisch onderzoeksinstituut bij CEA, is een wereldleider in miniaturisatietechnologieën die slimme, energie-efficiënte en veilige oplossingen voor de industrie mogelijk maken. CEA-Leti is opgericht in 1967 en pioniert op het gebied van micro- en nanotechnologieën, waarbij onderscheidende toepassingsoplossingen op maat worden gemaakt voor internationale bedrijven, KMO's en startups. CEA-Leti pakt kritieke uitdagingen aan in de gezondheidszorg, energie en digitale migratie. Van sensoren tot gegevensverwerking en computeroplossingen, de multidisciplinaire teams van CEA-Leti leveren gedegen expertise en maken gebruik van pre-industrialisatiefaciliteiten van wereldklasse. Met meer dan 1,900 medewerkers, een portfolio van 3,100 patenten, 10,000 vierkante meter cleanroomruimte en een duidelijk IP-beleid, is het instituut gevestigd in Grenoble, Frankrijk, en heeft het kantoren in Silicon Valley en Tokio. CEA-Leti heeft 65 startups gelanceerd en is lid van het Carnot Institutes-netwerk. Volg ons op www.leti-cea.com en @CEA_Leti.
Technologische expertise
CEA speelt een sleutelrol bij het overbrengen van wetenschappelijke kennis en innovatie van onderzoek naar industrie. Dit technologisch onderzoek op hoog niveau wordt met name uitgevoerd in elektronische en geïntegreerde systemen, van microschaal tot nanoschaal. Het heeft een breed scala aan industriële toepassingen op het gebied van transport, gezondheid, veiligheid en telecommunicatie, en draagt bij tot het creëren van hoogwaardige en concurrerende producten.
Voor meer informatie: www.cea.fr/english
Over Dolfijnontwerp
Dolphin Design, voorheen bekend als Dolphin Integration, heeft zijn hoofdkantoor in Frankrijk en is een halfgeleiderbedrijf met 160 mensen in dienst, waaronder 140 hooggekwalificeerde ingenieurs.
Ze bieden onderscheidende platformoplossingen die zijn gebouwd op de modernste IP's en architecturen, aangepast door unieke hulpprogramma's op systeemniveau om snelle en veilige ASIC's te leveren, ontworpen door of voor hun klanten. Deze platformen zijn beschikbaar voor verschillende technologische processen en geoptimaliseerd voor Energy Efficient SoC Design.
Naast hun klanten, nu meer dan 500 bedrijven, richten ze zich op menselijke, inventieve en langdurige samenwerking om hen in staat te stellen producten, aangedreven door innovatieve en toegankelijke geïntegreerde schakelingen die de impact op het milieu minimaliseren, elke dag ter beschikking te stellen van miljarden mensen. In consumentenmarkten, waaronder IoT, AI en 5G, en in markten met hoge betrouwbaarheid, ontketenen ze de creativiteit van SoC-ontwerpers om differentiatie te leveren.
Voor meer informatie: www.dolphin-design.fr
Voor meer informatie, klik hier.
Kontakte:
Perscontact CEA-Leti
Agentschap
+ 33 6 74 93 23 47
Perscontact Dolphin Design
Aurélie Descombes
+ 33 4 80 42 07 20
Auteursrecht © CEA Leti
Als u een opmerking heeft, alstublieft Contact met ons op.
Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.
Gerelateerd nieuws Pers |
Nieuws en informatie
Chiptechnologie
Een snelheidslimiet geldt ook in de kwantumwereld: onderzoek door de Universiteit van Bonn bepaalt de minimumtijd voor complexe kwantumoperaties Februari 19th, 2021
Mededelingen
Interviews / Boekbesprekingen / Essays / Rapporten / Podcasts / Journals / White papers / Posters
Een snelheidslimiet geldt ook in de kwantumwereld: onderzoek door de Universiteit van Bonn bepaalt de minimumtijd voor complexe kwantumoperaties Februari 19th, 2021
Atoomkernen in de kwantumschommeling: de uiterst nauwkeurige controle van nucleaire excitaties opent mogelijkheden van ultraprecieze atoomklokken en krachtige nucleaire batterijen Februari 19th, 2021
Dynamica van nanodeeltjes met behulp van een nieuw geïsoleerd lumenperfusiesysteem voor lymfevaten Februari 19th, 2021
Allianties / Handelsverenigingen / Partnerschappen / Distributeurschappen
Deca werkt samen met ADTEC Engineering om Adaptive Patterning ™ te verbeteren voor 2 µm Chiplet Scaling Oktober 20th, 2020
Onderzoekspartnerschappen
Een beetje zeep vereenvoudigt het maken van 2D-nanovlokken: de experimenten van Rice Lab verfijnen de verwerking van hexagonaal boornitride Januari 27th, 2021