40、PET SNAKE专用架构性能分析：硬件与软件对比

PET SNAKE专用架构性能分析：硬件与软件对比

1. 芯片面积与成本分析

在评估PET SNAKE架构的可行性时，芯片面积和成本是重要的考量因素。以下是单个MPU（微处理单元）各功能组件的面积估算：
| 组件 | 面积（$cm^2$） |
| ---- | ---- |
| 流量控制器 | $4×3.9$ |
| 行缩减器 | $3.8$ |
| 乘法器 | $0.43$ |
| 哈希表 | $0.41$ |
| 加法器 | $1.1$ |

一个MPU由七个芯片组成，其总面积计算如下：
[4 \cdot 3.9 + 3.8 + 0.43 + 0.41 + 1.1 = 21.34 < 22 cm^2]

对于具有$p^2 = 25 × 25$个MPU的PET SNAKE架构，总面积约为$2.25 m^2$。虽然这是一个不小的尺寸要求，但每个芯片的面积都不超过$3.9 cm^2$。该架构旨在处理现代分组密码（如AES - 128）所需的符号系统。

在冷却方面，行缩减器（特别是A/U芯片）是最关键的部分。据估计，该芯片的晶体管数量约为Intel Xeon X7460的2/3，而后者的时钟频率是PET SNAKE预期频率的2.5倍以上。此外，A/U芯片的高开关活动预计只在短时间内发生，随后大部分芯片将处于非活动状态。因此，冷却不太可能成为主要障碍。

成本方面，一个MPU使用约$22 cm^2$的硅片。假设一个$30 cm$的晶圆成本为$5000$美元，一个MPU的纯硅成本约为$160$美元。考虑到完整设计（包括电路板和安全余量），乘以4的系数后，一个MPU的价格