我们知道所有芯片在设计之初都需要规划好芯片的参数和应用场景,统称为芯片的spec。在spec中通常会定义一个或几个典型的应用场景以及它对应的工作条件如电压、频率和功耗上限等。因此绝大多数芯片的工作条件尤其是电压和频率在一开始就是比较固定的。然而在实际流片后,往往会出现不同芯片的最高频率不同的情况,最主要的原因相信很多人能猜到:process variation。一般来说这种variation会导致不同芯片达到相同性能所需要的电压也呈现正态分布.
这就导致有的芯片比目标频率低,可称为Weak Device;有的刚好达到目标频率,可称为Nominal Device;还有的可以达到比既定目标更高的频率,称为Strong Device。由于芯片功耗由以下公式可以算出: