Таким образом, энергия переключения является фундаментальным параметром технологии, определяющим энергопотребление. Очевидным путем решения проблемы минимизации ES является (а) снижение полной емкости Сtot, что в конечном итоге достигается за счет уменьшения размеров элемента; (б) снижение напряжения питания VDD.
В результате энергия переключения непрерывно уменьшается (табл. 2.3)
Таблица 2.3
Энергия переключения в единицах kT
1995 г. | 5105 kТ |
2005 г. | ~104 kТ |
2015 г. | ~103 kT (прогноз) |
Вместе с тем, уменьшение размеров элементов приводит к повышению степени интеграции, и мощность потока тепла при этом только увеличивается. При этом температура микросхемы при функционировании все время должна оставаться постоянной (пусть и повышенной), тепло нужно отводить (в подложку, в поток воздуха или даже воды). В настоящее время используется воздушное охлаждение с помощью вентиляторов (кулеров). В перспективе необходимым будет использование водяного охлаждения.