産品特色

編輯推薦

主要探討集成電路和係統散熱問題，芯片上集成溫度傳感、動態熱管理、主動散熱，如何在係統級以及中心機房、數據中心層麵上解決以上熱問題。

內容簡介

《集成電路熱管理：片上和係統級的監測及冷卻》著重講述瞭集成電路熱管理部分的片上和係統級的監測及冷卻，內容包括：集成電路和係統熱設計的挑戰以及芯片發熱原理；芯片內置溫度傳感器的分類、構造、工作原理和設計挑戰，基於芯片內置溫度傳感器的動態熱管理方法和控製原理；針對集成電路和ＩＣ芯片的主動冷卻措施、工作原理，並重點介紹瞭空氣冷卻、液體冷卻、ＴＥＣ熱電製冷以及相變冷卻技術；係統層以及數據中心層麵的熱事件緩解措施與方法，著重介紹瞭數據中心內設備的工作負載均衡技術以及熱感知、熱管理技術；片上和係統級的溫度檢測新發展趨勢。
《集成電路熱管理：片上和係統級的監測及冷卻》內容豐富、涉及的專業知識麵廣，適閤於從事熱設計、熱管理領域的從業人員，以及電子工程師、集成電路設計工程師，以及高等院校相關專業師生閱讀。

作者簡介

Seda Ogrenci-Memik:美國伊利諾斯州，西北大學電氣工程與計算機科學係副教授，主要研究方嚮包括：熱感知設計、高性能係統熱管理、嵌入式可編程計算以及熱測量技術。Seda Ogrenci-Memik兼任學術委員會主席以及委員會成員，常年組織委員成員追蹤各種國際會議，包括ICCAD、DAC、DATE、EUS、FPL、GLSVLSI以及ISVLSI，曾擔任IEEE Transaction on VLSI期刊編委會成員。

目錄

推薦序
譯者序
前言

第１章　集成電路和係統的熱問題１
　１.１　引起熱挑戰的技術發展趨勢２
　　１.１.１　係統設計要求２
　　１.１.２　産品可靠性要求４
　　１.１.３　産品性能要求６
　　１.１.４　成本、用戶體驗和經濟性要求７
　１.２　芯片的發熱原理８
　　１.２.１　高性能芯片的熱響應示例１０
　　１.２.２　芯片傳熱路徑１５
　參考文獻２１

第２章　芯片內置溫度偵測２７
　２.１　芯片內置溫度傳感器的工作條件及性能參數２８
　２.２　模擬型溫度傳感器３２
　　２.２.１　基於熱二極管的傳感器３２
　　２.２.２　電阻型傳感器３４
　　２.２.３　熱電偶和熱電堆３５
　　２.２.４　其他類型溫度傳感器３９
　２.３　數字溫度傳感器３９
　　２.３.１　基於ＭＯＳＦＥＴ輸齣電壓／電流的溫度傳感器３９
　　２.３.２　基於延遲時間的溫度傳感器４１
　　２.３.３　基於漏電流的溫度傳感器４２
　２.４　傳感器前端４３
　　２.４.１　溫度傳感器的Ｓｉｇｍａ－ＤｅｌｔａＡＤＣ ４４
　　２.４.２　溫度傳感器的ＳＡＲＡＤＣ ４４
　　２.４.３　溫度傳感器的ＰＴＤＣ ４５
　２.５　芯片內置溫度傳感器的設計挑戰４５

　　２.５.１　理想性和綫性度４６
　　２.５.２　對變化的魯棒性４７
　　２.５.３　溫度傳感器的校正４９
　２.６　通過係統布局提高溫度測量精度５２
　　２.６.１　通過內差法強化均勻網格５４
　　２.６.２　非均勻網格傳感器的分配與布置６０
　　２.６.３　可編程器件的傳感器分配和布局６５
　　２.６.４　溫度傳感器分配和布局的最新進展６８
　２.７　間接溫度監測７０
　參考文獻７１

第３章　動態熱管理７９
　３.１　芯片溫度傳感器的接口和動態熱管理係統８０
　　３.１.１　溫度傳感器的偏置網絡８０
　　３.１.２　溫度傳感器的通信網絡８５
　３.２　工業設計中基於溫度傳感器的動態功耗和熱管理８９
　　３.２.１　第一代動態熱管理８９
　　３.２.２　第二代動態熱管理９１
　　３.２.３　最新一代動態熱管理９３
　３.３　非商業設計溫度傳感器的動態優化方法９６
　　３.３.１　基於硬件設計的熱管理９６
　３.４　基於溫度傳感器的內存熱管理方法１０５
　　３.４.１　基於溫度傳感器的ＤＲＡＭ刷新率及寫時序優化１０５
　　３.４.２　基於溫度傳感器的ＤＲＡＭ架構優化１０７
　　３.４.３　基於溫度傳感器的硬盤熱管理１０７
　３.５　熱管理的控製係統深入探究１０８
　　３.５.１　閉環控製器１０８
　　３.５.２　隨機控製１１２
　　３.５.３　模型預測控製１１３
　參考文獻１１４

第４章　主動冷卻１２１
　４.１　空氣冷卻１２２
　　４.１.１　冷卻風扇的管理控製１２６
　　４.１.２　基於風扇之外的強迫空氣冷卻係統１２９
　４.２　液體冷卻１３１
　　４.２.１　液體冷卻係統的效率和成本優化１３４
　　４.２.２　３Ｄ集成電路芯片的液體冷卻１３６
　　４.２.３　直接液體冷卻１４２
　４.３　熱電冷卻１４２
　　４.３.１　ＴＥＣ裝置的工作原理及性能指標１４３
　　４.３.２　最新一代芯片內置冷卻器的設計１４５
　　４.３.３　熱電冷卻器的理論分析框架１４８
　　４.３.４　基於ＴＥＣ冷卻器的ＩＣ芯片熱管理１５０
　４.４　相變冷卻１５６
　參考文獻１５８

第５章　係統層、超級計算機以及數據中心層熱事件的緩解措施１６９
　５.１　ＯＳ層的散熱緩解措施１６９
　　５.１.１　熱感知技術優化１７１
　５.２　嵌入式實時係統的ＯＳ層熱管理策略１８４
　５.３　熱感知的虛擬化１９０
　５.４　應用層在溫度分布形成中的作用１９４
　５.５　數據中心和超級計算機的熱感知優化１９７
　　５.５.１　數據中心的熱耗特徵與性能指標１９７
　　５.５.２　係統層熱感知管理的軟件環境與配置２００
　參考文獻２０２

第６章　熱感知係統的發展趨勢２０７
　６.１　熱設計時考慮客戶舒適度２０７
　６.２　集成電路的熱迴收技術２１０
　６.３　芯片內置溫度傳感器的新材料和新設計２１２
　６.４　硬件安全性２１３
　參考文獻２１３

附錄　相關術語和單位２１６

前言/序言

前言

隨著集成電路尺寸越來越小、設計越來越復雜、功率密度越來越高、熱耗越來越大，如何快速、高效地處理産生的熱量，正在成為電路電流和未來集成電路設計的最重要瓶頸。當前係統最大的設計功耗，也越來越受限於係統散熱能力。
熱問題正在迫使芯片設計人員，應用保守的設計餘量創造齣次優的結果。對於更大規模的應用，如設計齣良好的高性能計算係統和數據中心，散熱成本已占據瞭總用電成本第二的位置，可占總用電成本的３０％ ～５０％。因此，熱監控和熱管理正在變得越來越重要。
本書涵蓋瞭集成電路的熱監控和熱管理內容，著重介紹瞭集成電路中芯片內置傳感器（相對於獨立封裝或獨立布置在電路闆上的傳感器而言） 的原理和材料。本書討論的傳感器裝置和電路內容主要包括，各種旨在將采樣溫度轉化為數字讀顯值的裝置以及主動偏置電路。主動偏置電路旨在將采集到的芯片溫度梯度，反過來用於熱管理。本書探討的主題包括：集成電路和係統熱問題、芯片上集成溫度傳感、動態熱管理、主動散熱以及如何在係統級以及中心機房、數據中心層麵上解決以上熱問題。

推薦序

一年前硃芳波老師在電話那頭很嚴肅地對我說，舒濤、廣亮和他準備一起翻譯《集成電路熱管理：片上和係統級的監測及冷卻》，他們三個人想一起做這件事情……話到此處，一下子讓我想到瞭劉關張結義欲建功立業的場景。三個人在一起可以做的事情很多，他們選擇瞭這麼一件耗時、費力的事情。但我想這其中最主要的原因還是他們對熱管理技術的專注和熱愛。相同的專業背景和行業從業經曆使他們走到瞭一起，這也成為書籍翻譯品質的保證。

《集成電路熱管理：片上和係統級的監測及冷卻》全書結構非常清晰，以集成電路熱量産生為起始，以元件升溫、高溫影響和傳熱路徑為引子，讓讀者充分瞭解到熱管理的重要性和必要性。之後圍繞溫度偵測、動態熱管理、冷卻方式和數據中心冷卻等內容進行瞭詳細論述。嚴謹和科學的計算公式、詳盡的知名企業熱管理技術講解和寶貴的熱管理設計經驗都可以在書中找到。本書對初涉此領域的從業人員展開瞭一幅熱管理的畫捲，同時也對從業多年的熱管理“老司機”輕輕地訴說著專業性的技術。

本書就如同三位譯者呈現給我國熱管理行業的一份特殊禮物。行業從業人員可以從中汲取到自己關注的內容，無論是深入的理論、前沿的技術抑或是寶貴的經驗。好在硃芳波說要送我一本，否則我肯定會去購買一本。

上海熱領科技技術主管 李波

譯者序

近年來，由於設備和元器件的集成度越來越高、功率密度越來越大，熱設計變得越來越重要。熱設計工程師承擔的工作職責也越來越多，正如當下熱詞“一專多能”所描述的那樣，為瞭能設計齣一款性能卓越的産品，熱設計工程師除瞭需要掌握熱專業相關的知識外，還需要瞭解硬件、軟件算法、係統架構等專業領域的內容。

目前市麵上的熱設計類書籍大部分是以熱專業為主的書籍。本書原作者以一個學者的眼界，撰寫瞭一本以熱監控和熱管理為主綫，從電子、軟件算法、芯片封裝角度展開討論，揭示瞭熱監控和熱管理背後的專業知識。根據譯者多年的從業經驗，本書可以作為一本拓寬熱設計工程師知識領域的專業類書籍，除瞭基本的熱管理之外，它還會引導讀者瞭解更多關於硬件、軟件算法、芯片封裝類的知識。

幫同事賣的，京東的東西都還不錯，習慣性好評瞭。

學習中，就是文字比較多，多些案例圖片就更完美瞭

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