第1章
AI芯片功耗问题概述
算力需求、带宽瓶颈、散热限制;动态/静态/短路功耗;架构/电路/系统级策略
宏观基础
第2章
动态功耗分析基础
P_dyn = αCV²f,开关因子α,负载电容C,DVFS基本原理
公式DVFS
第3章
静态功耗分析基础
亚阈值/栅极/隧穿漏电,温度与漏电,工艺缩放,低漏电库
漏电工艺
第4章
AI芯片典型功耗模型
MAC分解,数据搬移功耗,SRAM vs DRAM,功耗饼图
建模MAC
第5章
RTL级功耗优化(一):时钟门控
Clock Gating,使能信号,自动/手动门控
RTL门控
第6章
RTL级功耗优化(二):操作数隔离
Operand Isolation,无用翻转抑制,流水线隔离
RTL数据路径
第7章
RTL级功耗优化(三):状态机编码
Gray/One-hot码,低功耗FSM,分解与并行化
FSM编码
第8章
架构级功耗优化(一):数据复用
Weight/Output Stationary,脉动阵列,减少DRAM访问
数据流脉动
第9章
架构级功耗优化(二):稀疏性利用
剪枝/激活稀疏,Zero Skipping,非零值编码
稀疏剪枝
第10章
架构级功耗优化(三):精度缩放
INT8/INT4/混合精度,定点优势,自适应调节
量化精度
第11章
系统级功耗优化(一):DVFS
P-State/C-State,性能计数器,CPUFreq框架
DVFS系统
第12章
系统级功耗优化(二):电源门控
Power Gating,开关单元,保持寄存器,唤醒权衡
门控低功耗
第13章
系统级功耗优化(三):多电压域
Multi-VDD,电压岛,Level Shifter,时序约束
电压域Multi-VDD
第14章
存储子系统功耗优化
SRAM多阈值/读写辅助,Cache分体,DRAM低功耗模式
存储SRAM
第15章
互连网络功耗优化
NoC功耗模型,低功耗路由,链路休眠,串行/并行
NoC互连
第16章
时钟网络功耗优化
CTS低功耗,层次化门控,GALS,时钟抖动平衡
时钟CTS
第17章
功耗分析工具与方法(一)
EDA流程,SAIF/VCD/GLF,精度与速度权衡
EDA仿真
第18章
功耗分析工具与方法(二)
PrimeTime PX,PowerArtist,RTL估算误差
工具估算
第19章
功耗分析工具与方法(三)
热点识别,Power Map,IR Drop关联
热点IR Drop
第20章
低功耗工艺技术
HVT/SVT/LVT,体偏置,FD-SOI优势
工艺多阈值
第21章
AI芯片散热与热管理
热阻/热容,结温计算,风冷/液冷,DTM
散热热管理
第22章
AI芯片功耗基准测试
MLPerf Power,TOPS/W,FPS/W,对比与局限
基准MLPerf
第23章
边缘AI芯片功耗优化
电池/能量收集,近阈值计算,存内计算
边缘存内计算
第24章
云端AI芯片功耗优化
PUE/TDP,液冷,异构调度,功耗感知任务
云端数据中心
第25章
AI芯片功耗建模与仿真
宏模型,机器学习预测,FastSPICE,校准
建模ML
第26章
功耗优化的设计空间探索
敏感性分析,帕累托最优,NSGA-II,自动化探索
DSE多目标
第27章
功耗与可靠性的权衡
NBTI/HCI,电迁移,热载流子,低功耗影响
可靠性老化
第28章
功耗与性能的权衡
Energy-Delay Product,吞吐量/延迟,感知优化
EDP性能
第29章
AI芯片功耗优化的未来趋势
隧穿FET,负电容FET,量子/光子计算,AI驱动
新兴器件趋势
第30章
AI芯片功耗优化案例研究
NVIDIA A100, Google TPU, 昇腾,经验与最佳实践
案例实战