AMD Energieeffizienz

Zynq UltraScale+ MPSoCs

Zusätzlich zu allen Energiesparfähigkeiten der UltraScale+ FPGA-Logik nutzen Zynq™ UltraScale+ MPSoCs bei der Stromversorgung mehrere Inseln und Domains innerhalb des Verarbeitungssystems für grob- und feinkörniges dynamisches Power-Gating, um den Stromverbrauch kontinuierlich an die Performance-Anforderungen anzupassen und so den Gesamtverbrauch des Chip zu senken.

UltraScale FPGAs

Die UltraScale FPGA-Familien basieren auf dem energiesparenden 20-nm-Halbleiterprozess von TSMC, der mit signifikantem statischem und Power-Gating kombiniert wird. Im Vergleich zu 7-Serie FPGAs bieten sie Energieeinsparungen auf Chip-Ebene von bis zu 40 %. Zu den Verbesserungen der Architektur, die sie mit UltraScale+-Chips gemeinsam haben, gehören:

• Hardwarebasiertes Takt-Gating
• Kaskadierung von gehärtetem Block-RAM
• DSP-Block-Effizienzen
• Energieoptimierte Transceiver

Energieeinsparungen bei UltraScale

Optimierte Stromversorgungslösungen

Die Anforderungen an die Energieverwaltung sind vielfältig und gelten oft nur für einen bestimmten Anwendungsfall. Daher gibt es kein allgemeingültiges Energieverwaltungskonzept, das eine optimale Lösung bieten könnte. AMD arbeitet mit branchenführenden Unternehmen für Energieverwaltung (siehe Liste weiter unten) zusammen, um verschiedene Referenzdesigns bereitzustellen, die auf häufige Anwendungsfälle zugeschnitten sind, sowie allgemeine Leitlinien für die Stromversorgungsanforderungen von AMD Produkten.

Hardware-verifizierte Stromversorgungslösungen

Hardware-verifizierte Referenzdesigns der Stromversorgung erfüllen alle AMD Spezifikationen der Stromversorgung für einen bestimmten Chip oder eine Chip-Familie. Hardware-verifizierte Referenzdesigns stellen sicher, dass eine Stromversorgungslösung speziell so entwickelt und getestet wurde, dass sie die AMD Spezifikationen für Spannung, Strom und Sequenzierung erfüllt. Zur weiteren Optimierung des Designprozesses werden Performancedaten und Designdateien vom Anbieter der Stromversorgung zur Verfügung gestellt.

Lösungen ohne Hardware-Verifizierung

Lösungen ohne Hardware-Verifizierung erfüllen alle AMD Spezifikationen für die Stromversorgung sowie die Anforderungen eines bestimmten Chip oder einer Chip-Familie. Auch ohne Hardware-Verifizierung sind sie durch die Spezifikationen im Datenblatt garantiert.

Thermisches Design

Die Einschätzung der Grenzen für das thermische Design einer Anwendung fällt je nach Anwendungstyp und Endmarkt sehr unterschiedlich aus. Ein Design mit niedrigem Stromverbrauch bei hoher Umgebungstemperatur kann auf ähnliche thermische Herausforderungen stoßen wie ein Design mit hohem Stromverbrauch bei viel niedrigeren Umgebungstemperaturen. Deshalb kommt es darauf an, genau zu verstehen, wo die Grenzen eines Systems liegen, und zwar sowohl für ein erfolgreiches als auch für ein kostengünstiges Produkt. Denn ein überdimensioniertes Design einer thermischen Lösung verursacht zusätzliche Kosten und erhöht die Komplexität.

Zu diesem Zweck stellt AMD thermische DELPHI Modell für alle aktuellen Chips bereit. Sie unterstützen sowohl Siemens Flotherm als auch Ansys IcePak.

Die thermische Simulation ist ein wichtiger Schritt beim Design einer Platine. Wie im Prozessdiagramm für die Platinenmethodik dargestellt, sollten die Ergebnisse der ersten Schätzung zur Validierung der thermischen Lösung verwendet werden.

Partner für thermisches Design

Nicht alle Kunden haben Zugriff auf die Tools für die thermische Simulation oder die Ressourcen für die Ausführung einer thermischen Simulation. Über das AMD Alliance Programm haben Sie Zugang zu Partnern, die über Fähigkeiten für thermisches Design verfügen.

Gehäuseauswahl

Ein wichtiger Teil der Chip-Auswahl ist die Auswahl des richtigen Gehäuses für ein erfolgreiches thermisches Design. AMD Chips sind in vielen Gehäusetypen erhältlich, um den unterschiedlichen Kundenanforderungen gerecht zu werden. Unter thermischen Gesichtspunkten weist das deckellose Gehäuse jedoch das beste thermische Verhalten auf. AMD Chips werden in den folgenden Gehäusen angeboten:

Bare Mikrochip – Gehäusebezeichnung (SB/VB)

• „B“ steht für „Bare“ (= nackt), S für 0,8 mm und V für 0,92 mm Gehäuse-Rastermaß

Mit Deckel – (SF/VF)

• „F“ seht für „Forged“ (= geschmiedeter) Deckel, S für 0,8 mm und V für 0,92 mm Gehäuserastermaß

Gehäuse ohne Deckel (VS/LS)

• „S“ steht für „Stiffener Ring“ (= Versteifungsring), V für 0,92 mm und L für 1 mm Rastermaß
• Bietet optimales thermisches Verhalten

Deckelloses Gehäuse mit Überhang (VI)

• „I“ steht für einen Versteifungsring mit Gehäuseüberhang (Gehäusesubstrat größer als BGA-Grundfläche)
• „V“ steht für 0,92 mm Gehäuserastermaß
• Bietet optimales thermisches Verhalten

Schätzung des Stromverbrauchs

AMD bietet erstklassige Tools zur Schätzung des Stromverbrauchs vor der Implementierung, zur Optimierung für den geringstmöglichen Stromverbrauch in jeder Designphase und zur Bereitstellung umfassender Analysen für eine benutzergeführte Optimierung. Die folgenden Hardware- und Software-basierten branchenführenden AMD Tools zu Fragen der Stromversorgung erleichtern Entwicklern den Einstieg in ihr Design.

Ressourcen

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