做低功耗设计时，静态功耗（Static Power）是个绕不开的坑。它跟动态功耗不同，不管芯片干不干活，只要通电就在耗电。

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静态功耗从哪来

晶体管尺寸缩小后，漏电流（Leakage Current）增大。即使晶体管处于"关闭"状态，也有电流偷偷流过。晶体管数量越多，这部分功耗越大。

2011年的数据：

• 低功耗系统：静态功耗占总功耗的25%
• 高性能芯片：可达50%，甚至更高

高性能芯片静态功耗占比高的主要原因是大型SRAM缓存。SRAM需要持续供电维持数据，“静态”（Static）指的就是这个特性——不需要时钟刷新，但必须一直通电。

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静态功耗 vs 空闲功耗

这两个概念容易混淆，实际完全不同：

维度	静态功耗（Static Power）	空闲功耗（Idle Power）
定义	晶体管漏电流导致的固有损耗	系统空闲时的总功耗
组成	纯漏电流	静态功耗 + 维持时钟 + 部分模块待机
可控性	工艺决定，设计阶段优化	可通过软件策略调节

空闲功耗是系统层面的概念。芯片空闲时，可能还在跑定时器、维持总线时钟、监听中断。这些加起来叫空闲功耗，静态功耗只是其中一部分。

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空闲时 vs 繁忙时：静态功耗怎么变

绝对值：基本不变。漏电流跟晶体管开关频率关系不大，只要通电就有。所以系统空闲时，静态功耗的绝对值几乎和繁忙时一样。

比例：空闲时占比高得多。

举个例子：

• 繁忙时：动态功耗80W，静态功耗20W，静态占20%
• 空闲时：动态功耗降到5W，静态功耗还是20W，静态占80%

这就是为什么手机锁屏后电池还在掉——CPU虽然没任务，但几十亿个晶体管在漏电。极端情况下，静态功耗甚至超过动态功耗，成为耗电主力。

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怎么解决：电源门控（Power Gating）

既然漏电流关不掉，干脆断电。电源门控就是给非活动模块彻底断电，让静态功耗归零。

代价是：

• 需要电源开关晶体管，增加面积
• 唤醒有延迟，重新上电需要时间
• 状态保存/恢复需要额外电路

所以只适用于长时间空闲的模块。频繁开关的模块，电源门控的 overhead 反而得不偿失。

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实际设计中的权衡

低功耗芯片（如可穿戴设备）会激进地使用电源门控，甚至把SRAM也关掉，数据转存到Flash。唤醒慢，但待机电流可以做到微安级。

高性能芯片（如服务器CPU）SRAM太大，没法全关。只能接受较高的静态功耗，靠散热和供电设计硬扛。这也是为什么服务器空载时电费依然可观——几十亿晶体管在24小时漏电。

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一句话总结

静态功耗是芯片的"基础代谢"，通电就有，空闲时反而更显眼。想省电，要么工艺进步降低漏电流，要么干脆断电——电源门控就是后者的工程实现。