2015 年底，苹果手机爆出“芯片门事件”，同样产品分别采用台积电和三星生产的应用处理器，在耗电、效能、散热等项目上，都有不同的差异，这一事件，让消费者开始正视 3C 产品如何能兼具低功耗与高效能的产品品质。
要马儿跑得快又要马儿吃得少，就是目前芯片设计的困境，更不妙的是，目前芯片设计流程越来越复杂，开发时程动辄一年半，如果设计的芯片在投产之后，才发现有过热、耗电等瑕疵，必须重新设计，等于这一年半的投资心血都付诸流水。
▲功耗与热感知电子系统层级平台技术，将成为台湾芯片设计业的神兵利器，（图片来源：工研院）。
“有没有可能在设计初期就提供全系统功率与热模拟环境，让厂商减少风险？”这个灵光一现的想法，成为工研院“功耗与热感知电子系统层级平台技术”的关键突破口！工研院资讯与通讯研究所嵌入式系统与芯片技术组组长吴文庆表示：“预先透过平台模拟、验证，就能知道芯片应用于系统中会遭遇什么问题，”透过此系统分析模拟平台，芯片设计可快速建模，验证时程由原本的三至六个月以上，缩短到一个月，而模拟的精准与速度，也获得国际肯定，荣获 2017 全球百大科技研发奖。
工研院资通所嵌入式系统与芯片技术组副组长卢俊铭表示，一支手机如果将来的使用情境是听音乐、玩游戏、播放影片、上网或拍照等，手机芯片在开发过程中便应该针对这些使用情境进行检验与把关，确保芯片在功能、性能、耗能等方面能够满足使用需求。要做到这一点，就必须提高芯片设计验证的层级，才能在合理的时间内，由软件应用的角度完成芯片验证，这其中的挑战是模拟速度与精确度。
“耗电与过热”是近年芯片设计关注的重点，因此研究团队将功率与热的模拟放入系统，透过此平台，可了解芯片中不同区块在各种应用情境下的耗电与散热情况。举例来说，如果设计者想知道芯片未来在手机上进行 3D 绘图游戏时会不会过热，可以运用此平台进行模拟，以了解在设定的使用情境下芯片运行时的表面温度，甚至还能知道芯片热点（Hotspot）所在的位置与发生的时机，大幅改善了芯片设计与验证的效率。
“即便是模拟一个简单的应用情境，例如播放一秒钟的影片，对设计者来说都是相当大的挑战，因为芯片模拟的时间单位是奈秒（nanosecond），两者之间相差了十的九次方（1 秒= 109 奈秒）。这在过去需要耗时数个月的模拟时间，现在使用此平台仅需半天，速度提升了 200 倍。同时，工研院团队自主研发的专利技术，还能提升整体精确度至 90％ 以上。”
功耗与热感知电子系统层级平台技术，降低了芯片开发的风险与时程，尤其物联网时代来临，万物都需要植入芯片，市场上对芯片需求与芯片复杂度都将大幅跃进，芯片设计业的速度与产品品质，是未来的决胜关键。工研院的功耗与热感知电子系统层级平台技术，为台湾芯片设计业增添神兵利器，市场潜力可期。
文章授权来源：功耗与热感知电子系统层级平台技术
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