在《2008年度评测报告:深入Nehalem微架构》中,笔者简单地提到了为了降低功耗,Nehalem将以前使用的Domino线路更换为了Static CMOS线路:
为了降低能耗,Nehalem架构将以往应用的Domino线路更换为Static CMOS线路,速度有所降低,但是能源效率提升了
除了线路类型的变更之外,Nehalem的晶体管也进行了变化:
基本CMOS晶体管结构,channel沟道存在于图上的“通道”区域
这个图可不容易明白:沟道长度与漏电的关系,请自行理解(越低的延迟,越高的漏电电流)
在同一个线路中,使用的晶体管不同,耗电也是不同的,MOSFET元件按沟道长度可以分为长沟道Long Channel和短沟道Short Channel,短沟道具有较好的性能,不过其漏电流也相应更大(耗尽区宽度不足而与源极合并而导致大量漏电电流)。在IC设计当中通常需要根据不同的情况使用不同沟道长度的晶体管,对于Nehalem而言,非时序关键(non-timing-critical)的线路可以使用性能略差的长沟道MOSFET晶体管以减少亚阈值漏电(subthreshold leakage,MOSFET的subthreshold亚阈值特性被广泛利用在低电压线路上),实际上Intel用的是"longer-channel"——“更长沟道”的MOSFET。Nehalem核心部分的58%和核外部分(不包括缓存阵列)的85%都使用了更长沟道晶体管,最后,漏电功率被控制到总功耗的16%。代价是Nehalem的L1-D延迟由上一代的3时钟周期上升到4时钟周期。