FO4 - FO4

Информацию о ролевой видеоигре см. Fallout 4.

В цифровая электроника, Разветвление из 4 это мера времени, используемая в цифровых CMOS технологии: задержка ворот компонента с разветвление из 4.

Развернуть = Cнагрузка / Cв, куда

Cнагрузка = общий MOS емкость затвора управляемый рассматриваемым логическим вентилем
Cв = емкость МОП-затвора рассматриваемого логического элемента

В качестве показателя задержки один FO4 - это задержка инвертор, управляемый инвертором в 4 раза меньше, чем он сам, и управляющий инвертором в 4 раза больше, чем он сам. Оба условия необходимы, поскольку время нарастания / спада входного сигнала влияет на задержку, а также на нагрузку на выходе.

FO4 обычно используется в качестве показателя задержки, поскольку такая нагрузка обычно наблюдается в случае сужающихся буферов, управляющих большими нагрузками, и приблизительно в любом логическом элементе логического тракта, рассчитанном на минимальную задержку. Кроме того, для большинства технологий оптимальное разветвление для таких буферов обычно варьируется от 2,7 до 5,3.[1]

Вентилятор из 4-х - это ответ на каноническую проблему, сформулированную следующим образом: при наличии инвертора фиксированного размера, меньшего по сравнению с фиксированной большой нагрузкой, минимизируется задержка в управлении большой нагрузкой. После некоторой математики можно показать, что минимальная задержка достигается, когда нагрузка приводится в действие цепочкой из N инверторов, каждый последующий инвертор в ~ 4 раза больше, чем предыдущий; N ~ журнал4(Cнагрузка/ Cв)[нужна цитата ].

В отсутствие паразитные емкости (диффузионная емкость стока и емкость провода), в результате получается "веер из e" (теперь N ~ ln (Cнагрузка/ Cв).

Если сама нагрузка невелика, то использование масштабирования «веером из 4» в последовательных логических этапах не имеет смысла. В этих случаях транзисторы минимального размера могут быть быстрее.

Поскольку масштабируемые технологии по своей природе быстрее (в абсолютном выражении), производительность схемы можно более справедливо сравнить, используя в качестве метрики вентилятор из 4. Например, учитывая два 64-битных сумматора, один из которых реализован по технологии 0,5 мкм, а другой - по технологии 90 нм, было бы несправедливо сказать, что сумматор 90 нм лучше с точки зрения схем и архитектуры только потому, что он имеет меньшую задержку. Сумматор 90 нм может быть быстрее только благодаря своим более быстрым устройствам. Для сравнения архитектуры сумматора и схемы более справедливо нормировать задержку каждого сумматора на задержку одного инвертора FO4.

Время FO4 для технологии в пять раз превышает ее Постоянная времени RC τ; поэтому 5 · τ = FO4.[2]

Некоторые примеры высокочастотных процессоров с длинным конвейером и низкой задержкой этапа: IBM Power6 имеет исполнение с выдержкой цикла 13 FO4;[3] тактовый период Intel Pentium 4 на частоте 3,4 ГГц оценивается как 16,3 FO4.[4]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Горовиц, Марк; Харрис, Дэвид; Хо, Рон; Вэй, Гу-Ён. «Метрика задержки инвертора Fanout-of-4». CiteSeerX  10.1.1.68.831. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  2. ^ Harris, D .; Сазерленд, И. (2003). «Логическая попытка переноса сумматоров распространения». Тридцать седьмая конференция Asilomar по сигналам, системам и компьютерам, 2003 г.. С. 873–878. Дои:10.1109 / ACSSC.2003.1292037. ISBN  0-7803-8104-1.
  3. ^ Костенко Наталья. "Процессор и системы IBM POWER6" (PDF). Получено 29 ноябрь 2013.
  4. ^ «В этом документе подробно описывается взаимосвязь между показателями задержки устройства CV / I, показателями задержки затвора инвертора« разветвление из 4 »(FO4) и тенденциями тактовой частоты высокопроизводительных микропроцессоров» (PDF). Рабочая группа США по технологиям дизайна; ITRS. 2003. Архивировано с оригинал (PDF) 3 декабря 2013 г.. Получено 29 ноябрь 2013.

внешняя ссылка