近些年，為確保硅制造技術節點進一步降低，突破傳統技術即將達到的極限，半導體企業進行了大量新技術研發，取得了很多具有突破性的開發成果，例如， FinFET 和 FD-SOI 制造工藝。

意法·愛立信將意法半導體的FD-SOI （全耗盡型絕緣體上硅）技術用于其性能非常優異的下一代28nm 移動平臺。在這里，我們只從計算性能的角度簡要分析FD-SOI 的技術優勢，說明此項技術如何能夠進一步提升單核處理器的性能，讓我們繼續專注速度更快的雙核處理器，以獲得更高的軟件性能。

如圖7 所示，由于插入超溥埋氧層襯底，FD-SOI 使晶體管電特性得到大幅提升，同時繼續使用非常成熟的平面工藝制造芯片。

下面概括FD-SOI 的優點

· 速度更快：在相同的技術節點，FD-SOI 晶體管的溝道比體效應晶體管的溝道短，而且前者是全耗盡型溝道，無摻雜劑。在這兩個因素共同作用下，FD-SOI 晶體管在相同電壓時開關速度更快，在功耗相同條件下，高壓工作頻率提高35%，低壓工作頻率提高。

· 功耗更低：有多個因素促使功耗降低：全耗盡溝道消除了漏極引起的寄生效應，在低功耗模式，可更好地限制載流子從源極流向漏極；更厚的柵電介質層可降低柵極泄漏電流；更好地控制體偏壓技術 （為更好地控制速度和功耗而向晶體管體施加的電壓）。結果，在高性能時，功耗降低 35%；在低性能時，功耗降幅更大，高達50% 。

· 工藝更簡單：FD-SOI 制造工藝與28nm 體效應技術（bulk）的相近程度達到 90%，總工序減少15%，研發周期更短。此外，FD-SOI 技術無需壓力源或其它類似的復雜技術，而其它工藝可能需要這些技術。最終工藝的復雜度低于體效應技術，遠遠低于技術。

從微處理器設計角度看， 相對于體效應技術，FD-SOI 的優勢十分明顯（見圖

· 電壓/功耗相同時，FD-SOI 可取得更高的頻率，或者在頻率相同時，FD-SOI 的功耗更低；

· 可取得的最高頻率更高

· 采用FD-SOI 技術的處理器能夠以更低的電壓維持非常不錯的頻率 （比如，1GHz，0.65V），在低功耗模式時， FD-SOI 的對比優勢更加突出，如圖8 的低壓區所示，在低功耗模式，的頻率比bulk 技術高100%。

在高頻率時，能效提高幅度大約35%。在大量的用例中，這個成績足以讓FD-SOI 雙核處理器戰勝速度較慢的bulk 四核處理器，如前文所述，這是因為目前軟件性能提升受限。

在低功耗方面，FD-SOI 技術的影響更大，無需采用更復雜且還不成熟的異構多核處理器降低功耗的方式。

上文論述的擴展的工作模式是以前提到的FD-SOI 的技術優勢共同實現的，其中體偏壓（body biasing）扮演重要作用。體偏壓是在晶體管體上施加特定電壓，根據每個特定工作模式優調晶體管特性。FD-SOI 技術無需體效應晶體管的管體與源漏極之間的寄生二極管，所以，FD-SOI 準許施加電壓范圍更寬的偏壓。

）實際上，我們似乎用兩個不同的處理器設計取得了相同的效果（見圖9）。其中一個是為高性能優化的，另一個則是為低功耗優化的，但是我們只使用一個電路，通過改變體偏壓，利用電壓控制高性能和低功耗模式的轉換。意法·愛立信將這個概念稱為 “eQuad”，最終特性相當于甚至高于前文提及的異構四核處理器。

圖10 比較了我們的首款 FD-SOI 產品 NovaThor？ L8580 與采用big.LITTLE 配置的四核處理器；前者內置一顆基于兩個ARM Cortex-A9 處理器的 eQuad 處理器，后者的工作頻率在最近新推出的四核處理器中具有代表性。因為電壓/頻率范圍被擴展，不論是在高頻工作還是低功耗時，在相同的功耗下總能提供更高的性能，這歸功于Cortex-A9 處理器。與相比，Cortex-A9 是ARM 的上一代處理器架構。除更高的性能和更低的功耗外，還有一個重要優勢：采用簡單的傳統的雙核處理器結構，且處理器管理軟件的技術也非常成熟，而big.LITTLE 產品則需要前文討論的異構多核處理器所需的復雜的軟硬件管理方法。