一种新型的高性能CPU时钟树自适应优化策略

来源：电子与信息学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：樊凌雁, 张哲, 黄灿坤, 骆建平, 刘海銮

单位：1.杭州电子科技大学微电子研究院 杭州 3100182.上海奕斯伟计算技术有限公司 上海 200131

摘要：该文基于精简指令集系统(RISC-V)架构提出了一种新型的自适应全流程(ADFF)时钟树优化方法，高效利用有用偏差(useful skew)来优化高性能CPU时钟树，以满足市场对芯片高性能和低功耗的双重需求。针对时钟树，通过选择关键路径并结合理论延迟和缓冲器制造有用偏差，采用循环迭代的方式，在不同流程自适应修复常规流程无法解决的建立时间违例(setup violation)和保持时间违例(hold violation)。为了在提升性能的同时，最大限度降低功耗，该文对加入的延迟单元进行合并(merge)处理，实现功耗与时序的联合优化。最后采用RISC_V CPU核进行验证，研究结果表明，在确保合理功耗的基础上，所提方法显著改善了时序情况，总时序裕量违例几乎完全消除。

关键词：时钟树, 有用偏差, 自适应, 时间违例, 联合优化

基金资助：国家自然科学基金(U22A2071)，科技部重大攻关项目(GG20210104)