Escala Dennard

L'escala Dennard, també coneguda com a escala MOSFET, és una llei d'escala que estableix aproximadament que, a mesura que els transistors es fan més petits, la seva densitat de potència es manté constant, de manera que l'ús d'energia es manté en proporció amb l'àrea; escala tant de tensió com de corrent (a la baixa) amb longitud.^[1][2] La llei, formulada originalment per als MOSFET, es basa en un article de 1974 coautor de Robert H. Dennard, de qui porta el nom.^[3]

El model d'escalat MOSFET de Dennard implica que, amb cada generació de tecnologia:

1. Les dimensions del transistor es podrien escalar en un -30% (0,7×). Això té els següents efectes simultàniament:

• L'àrea d'un dispositiu individual es redueix un 50%, perquè l'àrea és la longitud per l'amplada.
• La capacitat associada al dispositiu, C, es redueix en un 30% (0,7 ×), perquè la capacitat varia amb l'àrea a la distància.
• Per mantenir el camp elèctric sense canvis, la tensió, V, es redueix en un 30% (0,7×), perquè la tensió és la longitud del camp.
• Característiques com ara el corrent i el temps de transició també es redueixen un 30%, a causa de la seva relació amb la capacitat i la tensió.
• Se suposa que el retard global del circuit està dominat pel temps de transició, de manera que també es redueix un 30%.

2. Els efectes anteriors condueixen a un augment de la freqüència de funcionament, f, en un 40% (1,4×), perquè la freqüència varia amb un retard superior.

3. El consum d'energia d'un transistor individual disminueix en un 50%, perquè la potència activa és CV ² f.^[4]

Per tant, en cada generació de tecnologia, l'àrea i el consum d'energia dels transistors individuals es redueixen a la meitat. En altres paraules, si la densitat del transistor es duplica, el consum d'energia (amb el doble de transistors) es manté igual.

Referències