从4004到core i7——处理器的进化史-CPU构成零件-3

　　有了上面这张图做基础，我们再次回到CMOS反相器的例子上。不同的是，这次我们关注的是其中的寄生参数

　　注意，上面的图中一个反相器在驱动另一个。

　　显然，在上面的图中，假设Vin突然从0->VDD，那么电容Cgd12,Cdb1,Cdb2,Cw,Cg3,Cg4都要充放电，而充放电的通路就是PMOS管M2。为了简便起见，我们将0.5VDD作为0和1的分界线，并且假设Vin是一个理想的阶跃信号，即从0->1不需要时间。我们发现，从Vin跳变开始，第二个反相器的输入端经过了这么长时间：

　　0.69R(2Cgd12+Cdb1+Cdb2+Cw+Cg3+Cg4)

　　才变到0.5VDD，其中R是M2的导通等效电阻。

　　这个长长的表达式告诉我们：

　　在动态情况下，CMOS电路的响应时有传输延时(propagation delay)的。输入的信息要等一段时间才能被正确地处理并且得到相应的输出。将多个CMOS逻辑门串连在一起，传输延时便会逐级积累。

　　一般而言，传输延时大致等于电路工作的最短时钟间隔，即极限频率的倒数。

　　就一般的深亚微米器件而言，这个时间在10^-11s数量级左右，即频率最高至100GHz左右。

　　上面的图片简化一下，便得到了下面这张图片：

　　这个电路绝不仅仅只是一个简单的例子，它告诉我们：

　　电路的性能取决于MOS管导通电阻与MOS管寄生电容。

　　这个事实是评价一切电路性能的基础。

　　举个例子来说，由于有以下关系：

　　又寄生电容在电压的小范围变化下基本不变，所以CPU在提升频率的同时一般要提升供电电压，以减小0.69RC提高极限频率。