Sí, es posible hacer que los circuitos integrados sean más eficientes, a expensas de la velocidad. El problema es que uno se crea cargando la capacidad de la compuerta de un mosfet a un determinado valor. Si desea cambiar ese bit a cero, debe descargar ese condensador.
La ecuación determinante de la potencia en un proceso CMOS para la potencia activa es:
$$ P_ {active} = CV ^ 2f * A $$
C = capacitancia, V = Voltaje, f = frecuencia (velocidad de reloj) y A = factor de actividad.
Usted suma miles de millones de puertas y el calor se vuelve significativo. Una máquina teóricamente eficiente al 100% tendría un retraso de propagación infinito, al menos hasta que alguien descubra una mejor manera que usar el voltaje para indicar un bit. Hasta entonces, las únicas formas de reducir el calor son:
- Reducir la velocidad del reloj.
- Reduzca la capacitancia de la compuerta, generalmente haciendo transistores más pequeños.
- Reducir el voltaje.
- Apague las partes del chip que no necesita.
Este es el enfoque adoptado en aplicaciones alimentadas por batería. Tengo una placa ARM de 1 GHz que funciona completamente fría al tacto sin ventiladores ni disipadores de calor. Es una mejora notable con respecto a un IC de escritorio de 1 GHz de hace 10 años aproximadamente, pero las computadoras actuales de última generación toman esas mismas mejoras y aumentan la velocidad, por lo que se mantiene igual de caliente.