功耗与性能平衡 · 架构设计
📚 30章 · 从基础到前沿
第1章
功耗与性能的博弈
⚡
摩尔定律黄昏
功耗墙
跷跷板效应
学习路径
第2章
功耗基础
🔋
动态/静态功耗
开关活动因子
电压频率关系
经典公式
第3章
性能基础
📊
吞吐率/延迟
IPC
时钟频率&流水线
Amdahl定律
第4章
工艺与电压缩放
🔬
Dennard缩放
近阈值计算
电压频率岛
体偏置
第5章
时钟与门控
⏱️
时钟树综合
时钟门控
数据门控
异步时钟域
第6章
流水线设计
🏭
深度与功耗权衡
超标量代价
动态流水线
ARM Cortex-A
第7章
存储层次与功耗
💾
Cache功耗模型
SRAM/DRAM/eDRAM
多级Cache优化
近内存计算
第8章
动态电压频率调整
🎛️
DVFS原理
CPUFreq框架
用户态/内核态
手机SoC调度
第9章
功耗管理单元
🧩
PMU架构
电源门控
状态保持/唤醒
Intel PCU
第10章
多核与异构计算
🧠
同构多核功耗
big.LITTLE
GPU加速器
Apple M系列
第11章
软件层面功耗优化
💻
编译器优化
OS调度
功耗感知编程
Android框架
第12章
热管理
🌡️
TDP
动态热管理
热节流
热仿真建模
第13章
功耗建模与仿真
📐
PrimePower
RTL级分析
门级仿真
系统级模型
第14章
低功耗设计方法学
🛠️
多阈值电压库
电源门控
时钟/数据门控
异步设计
第15章
RTL级低功耗设计
⚙️
操作数隔离
资源共享
状态机编码
并行流水线
第16章
架构级功耗优化
🏛️
指令集影响
VLIW低功耗
乱序执行
RISC-V扩展
第17章
片上网络与功耗
🌐
NoC功耗模型
路由算法
电压频率岛
3D IC
第18章
内存子系统功耗
🧮
DDR功耗模式
LPDDR/HBM
内存控制器
非易失性内存
第19章
模拟与混合信号功耗
📡
ADC/DAC优化
PLL时钟
PMIC设计
低功耗模拟前端
第20章
无线通信与功耗
📶
BLE
Wi-Fi管理
5G NR挑战
物联网预算
第21章
电池与能量采集
🔋
电池建模
太阳能/振动
电源路径管理
智能手表案例
第22章
AI加速器功耗优化
🤖
神经网络功耗
数据复用/脉动
稀疏计算
Google TPU
第23章
汽车电子与功耗
🚗
AUTOSAR管理
ISO 26262
ADAS功耗
电动汽车BMS
第24章
数据中心与云计算功耗
☁️
PUE
服务器功耗管理
液冷/浸没式
绿色数据中心
第25章
功耗与可靠性
⚠️
IR Drop
电迁移
热循环老化
低功耗可靠性
第26章
功耗测试与验证
📏
测试向量生成
仿真vs实测
Joulescope
回归测试
第27章
案例：智能手机SoC
📱
应用处理器/基带
屏幕功耗
5G调制解调器
Snapdragon 8
第28章
案例：边缘AI设备
🌿
TinyML
MCU低功耗模式
事件驱动
STM32U5
第29章
案例：高性能计算
⚡
Exascale挑战
GPU集群管理
异构内存
Fugaku超算
第30章
未来趋势
🔮
量子计算
神经形态
超导数字电路
碳纳米管