早期的电路设计,尺寸小,工作频率较低,功耗并不明显,随着半导体工艺节点的降低和系统设计复杂度的不断提高,功耗在集成电路设计方面的重要性不断凸显,低功耗物理设计在工程领域具有重要的实用价值和研究意义,引起了半导体从业者的广泛关注。本论文的研究是基于晶晨半导体（西安）有限公司实际项目的需求,使用TSMC 6nm工艺,在低功耗布局方面,采用多电源多电压域和电源门控技术,在低功耗时钟树方面采用时钟门控技术,在低功耗标准单元方面采用多阈值电压单元等常用的低功耗优化手段,对本论文使用的GPU模块进行低功耗物理设计。然后通过分析GPU模块的时钟树的性能和结构,在保证GPU性能的前提下,通过将时钟网络中的触发器进行集群来尝试更进一步地降低GPU模块的动态功耗。将时钟树上的触发器进行集群是依据最小生成树算法,以降低时钟树互连线的线长为标准,通过阈值距离和阈值电容来约束触发器群的规模,并为触发器群分配缓冲器来完成时钟树综合,最后完成GPU模块的绕线。相较于使用常用低功耗优化手段的GPU模块,进行集群的GPU模块的时钟树,插入的缓冲器数量减少了40%,时钟树的动态功耗降低了5%,其中开关功耗降低了8%。在时序方面,进行集群的GPU模块的总负时序余量也有明显降低。本论文采用的触发器集群的算法是在不改变触发器原始物理位置的前提下,通过就近分组的原则来进行集群的,算法采用TCL语言,可以集成进本论文所使用的EDA工具,实用性强,实现了通过对触发器进行集群来优化GPU模块动态功耗的目的。