Moc Procesora

[Gim]

Skoro to mój pierwszy post na tym forum, to warto się przywitać. Jestem studentem Inżynierii Chemicznej i zbieram materiały do pracy na temat chłodzenia CPU. Niestety jeśli idzie o sprawy elektroniki to u mnie z tym kiepsko, a że sporo osób polecało mi to miejsce wiec przybywam z zapytaniami.

 

Po pierwsze, jak obliczyć zapotrzebowanie mocy procesora? Jest co prawda programik CPUPower jednakże mnie interesują podstawy teoretyczne. Równocześnie jak się ma moc obliczeniowa procesora do mocy prądu który on pobiera ( klasyczna sytuacja Athlon Vs Intel ).

Kolejna sprawa to jak ma się napięcie na procesorze do jego taktowania. Dlaczego zwiększajac częstotliwość zegara należy podnieść napięcie (wiem - procesor potrzebuje więcej mocy, ale chciałbym jakies podstawy teoretyczne (wzór :wink: ) do tego). No i na koniec natęzenie prądu - jeżeli procesor jest obciązony na 100% jaki przebiega przez niego prąd (czy to jest wartosć IDD_MAX podana w specyfikacji procesora?), a jaki przy 0 obciążeniu?

 

To moze teraz na tyle. Z góry dziękuję za pomoc

[Orgiusz]

przede wszyskim przedmiotem twojego pytania powinna byc raczej wydzielana energia cieplna cpu a nie moc. bo to drugie mozna interpretowac jako wydajnosc w poszczegolnych benchmarkach ;]

a reszty to pytaj sie elektronikow forum bo ja jestem tylko userem ciekawe czy to sie kiedys zmieni ;]

[Gim]

Moc wydzielaną w postaci ciepła zmierzę w laboratorium lub po prostu wezmę z CPUPowera - to w żadnym wypadku nie stanowi dla mnie problemu. Jednak muszę znać podstawy teoretyczne skad te ciepło się bierze i stąd moje pytania.

[hinco]

ja sobie wyobrażałem to tak ( w powiedzszeniu :D )

 

puścić pare amperów przez cieniuni kabelek od np lini tel, nagrzeje sie albo przepali, tak samo bezpieczniki :lol:

napięcia są małe a natęzenia duze ;)

ale czemu sie nagrzewa to mi sie wydaje od tego że prąd płynie tzn że cząsteczki sie zderzaja itede...

nie jestem elektrykiem <_<

[kszonek]

ja sobie wyobrażałem to tak ( w powiedzszeniu :D )

 

puścić pare amperów przez cieniuni kabelek od np lini tel, nagrzeje sie albo przepali, tak samo bezpieczniki :lol:

napięcia są małe a natęzenia duze ;)

ale czemu sie nagrzewa to mi sie wydaje od tego że prąd płynie tzn że cząsteczki sie zderzaja itede...

nie jestem elektrykiem <_<

1608800[/snapback]

:banana: :banana: :banana: :banana:

 

Dobre....

 

a co do tematu to nie ma wzoru. Jak sam (zapewne?) wiesz jak ci sie procesor podkreci zalezy od egzemlarza. Po za tym kazdy procesor jest inny i potrzebuje inne ilosci prądu. Niektore procesory zxeby chodzic stabilnier podkreconeo 10% potrzebuja wyzszego napiecia a inne podkrecone o 50% nie potrzebują wyzzszego. To jest loteria. Moc procesora jest zalezna od: taktowania i napiecia jakie jest na rdzeniu - wszystko zalezne od egzemlarza jak widac. Przede wszystkim musiałbys podac jaki proc cie interesuje i jak znasz dobr4ze angielski poszperaj na stronie amd/intela albo npisz do nich ze masz taka sprawemoze jak sa w porzadku to odpowiedzą :D :D :D :D

[Gim]

ja sobie wyobrażałem to tak ( w powiedzszeniu :D )

 

puścić pare amperów przez cieniuni kabelek od np lini tel, nagrzeje sie albo przepali, tak samo bezpieczniki :lol:

napięcia są małe a natęzenia duze ;)

ale czemu sie nagrzewa to mi sie wydaje od tego że prąd płynie tzn że cząsteczki sie zderzaja itede...

nie jestem elektrykiem <_<

1608800[/snapback]

Ciepło wydzielone wynika z prawa Joule'a :D

 

 

Kszonek - przeczytałem gdzieś że:

 

W wyniku zwiększonego taktowania procesora zwiększa się ilosć wydzielanego ciepła. Ciepło to wprowadza szumy (zakłucenia) w pracy procesora i aby je zniwelować zwiększa się napięcie... Ale wlaśnie chciałem potwierdzić lub też obalić tą tezę tutaj...

 

Jeszcze nie mam konkretnego procesora na oku ale raczej wybiorę coś z AMD bo one ladniej się grzeja i łatwiej będzie wszystko zmierzyć. Wyglada na to że nie uniknę listu do AMD :]

[sideband]

niby jestem elektronikiem ale na procesorach dogłebnie sie nie znam a co do wzrostu temp wraz mhz to chyba logiczne im wieksza czestotliwość tym elektrony poruszają sie szybciej i powstają wieksze energia cieplna

[Fidel]

oj teraz to sie chyba intele bardzie grzeja a zwlaszcza prescotty:P

[grzmot]

Moje zdanie: moc elektryczna pobierana ma się nijak do mocy obliczeniowej, wszystko zależy od konkretnej konstrukcji, architektury i użytej technologii (materiały, upakowanie).

 

Co do konieczności zwiększania napięcia i zwiększonego poboru mocy przy podkręcaniu - prąd pobierany jest przy przełączaniu bramek, głównie z powodu pojemności złączowych - im częściej się przełącza, tym więcej średnio prądu potrzeba. Aby można było szybko przełączać, trzeba szybko przeładowywać te pojemności, w czym pomaga zwiększone napięcie.

[LOBO]

niby jestem elektronikiem ale na procesorach dogłebnie sie nie znam a co do wzrostu temp wraz mhz to chyba logiczne im wieksza czestotliwość tym elektrony poruszają sie szybciej i powstają wieksze energia cieplna

'Niby elektronik' - no widzę :D Prędkość poruszania się elektronów w danym materiale i ustalonych warunkach jest stała - częstotliwość procesora nie ma tu NIC do rzeczy. Ciepło powstaje z prostego powodu - zawsze jest opór - więc zawsze są straty energii - rozprasza się to w postaci ciepła. Wraz z rosnącą ilością tranzystorów na mm^2 rośnie droga którą prąd musi pokonać - więc rośnie i opór. Nie ma również ogólnego powiązania między wydzielanym ciepłem a mocą obliczeniową procesora - zależy to od wielu czynników (technologii wykonania (grubości ścieżek), logicznej konstrukcji procesora, materiałów z których jest wykonany itp). Po ścisłe podstawy teoretyczne musiałbyś się zgłosić do Intela lub AMD - ale podejrzewam że z powodu wielu patentów dużo się nie dowiesz :D Edytowane 24 Sierpnia 2005 przez LOBO

[x3n]

http://dzikie.net/index.php?art=ocguide

a moze sie przyda...

[Gim]

1610410[/snapback]

 

Link bardzo się przydał. Sprawa napięcia jest już dla mnie jasna. Dziękuję takze za pozostałe odpowiedzi.

 

Moje kolejne pytanie dotyczy natęzenia prądu. Bo tak jak ja sobie to wyobrażałem (i po części potwierdził to tekst z linku) natężenie prądu płynącego przez procesor strikte zależy od obciążenia procesora. Czy jest tak, że przy zerowym obciązeniu płynie jakaś wartosć minimalna (w ogóle nie płynie?) prądu, a przy 100% wartość maksymalna?

 

Tutaj podaję przykladową specyfikacje Athlona:

 

 

Czy wartosć IDD_MAX jest własnie tą wartoscia maksymalną?

Jeśli dobrze rozumiem wartość VID_VDD jest nominalną wartoscią napięcia na procesorze (tzn takie napięcie powinno być przy standardowej pracy procka - nie podkręcany itd itp)

[sideband]

'Niby elektronik' - no widzę :D Prędkość poruszania się elektronów w danym materiale i ustalonych warunkach jest stała - częstotliwość procesora nie ma tu NIC do rzeczy. Ciepło powstaje z prostego powodu - zawsze jest opór - więc zawsze są straty energii - rozprasza się to w postaci ciepła. Wraz z rosnącą ilością tranzystorów na mm^2 rośnie droga którą prąd musi pokonać - więc rośnie i opór. Nie ma również ogólnego powiązania między wydzielanym ciepłem a mocą obliczeniową procesora - zależy to od wielu czynników (technologii wykonania (grubości ścieżek), logicznej konstrukcji procesora, materiałów z których jest wykonany itp). Po ścisłe podstawy teoretyczne musiałbyś się zgłosić do Intela lub AMD - ale podejrzewam że z powodu wielu patentów dużo się nie dowiesz :D

1610402[/snapback]

ale pisałem o przewodniku a nie półprzewodniku sam napisałeś że tarcie rośnie jeżeli tarcie wzrosło to predkość też musiała wzrośnąć może sie myle ale praktyczna elektronika jest dla mnie ważniejsza , znam tylko tą teorie która jest mi przydatna przecież elektronik nie jest alphą i omegą a można umieć teorie a być głąbem w praktyce

[Errorx]

Zerknij tu:

http://www.benchmark.pl/kalkulator/index.html

[LOBO]

ale pisałem o przewodniku a nie półprzewodniku sam napisałeś że tarcie rośnie jeżeli tarcie wzrosło to predkość też musiała wzrośnąć może sie myle ale praktyczna elektronika jest dla mnie ważniejsza , znam tylko tą teorie która jest mi przydatna przecież elektronik nie jest alphą i omegą a można umieć teorie a być głąbem w praktyce

A mogłeś nawet pisać o dielektryku - wszystko jedno :D Zresztą elektrony np. w drucie miedzianym (takim powiedzmy jak w ścianach leci) poruszają się zabójczą prędkością kilku cm/minutę.

 

Jeśli dobrze rozumiem wartość VID_VDD jest nominalną wartoscią napięcia na procesorze (tzn takie napięcie powinno być przy standardowej pracy procka - nie podkręcany itd itp)

Hmmm w przypadku athlonów 64 sprawa się trochę komplikuje - przedtem było ciągle jedno napięcie pracy i sięnie zmieniało w trakcie - zmieniało się natężenie. Teraz zapotrzebowanie na prąd jest zależne od zapotrzebowania na moc obliczniową. Poczytaj o zasadach działania programów chłodzących procesor - jak CPUIdle. Programowo odłączają bloki procesora aktualnie nieużywane.

 

Czy jest tak, że przy zerowym obciązeniu płynie jakaś wartosć minimalna (w ogóle nie płynie?) prądu, a przy 100% wartość maksymalna?

Jeżeli przez prąd rozumiesz wypadkową moc (bo w athlonach zmienia sięi napięcie i natężenie) to tak - można prawie całkiem odłączyć - wtyedy procesor przechodzi w stan 'uśpienia' - tu polecam lekturę na temat ACPI i stanów emergetycznych (S1, S3).

[Gim]

Lista z Athlona 64 była tylko przykładem bo akurat nią miałem pod ręką. Standardowo badania będę prowadził na czymś bardziej przyziemnym.

 

Tak, czytałem już coś na temat softcoolerów (taką ładną nazwę znalazłem w sieci) ale muszę jeszcze na ten temat troszkę poszukać. Jeżeli macie jakieś ciekawe linki na ten temat z chęcią poczytam.

 

Poczytam też a propos stanów energetycznych - dziękuję za naprowadzenie na temat :D

 

Errox ten kalkulator znam - jest także programik Radiate o dużych możliwościach. One wszystkie na podstawie danych procesorach ustalają moc przy 100% obciążeniu. Mnie własnie interesują podstawy teoretyczne tego.

 

Co razy co daje tą moc :D

 

Dla podanego przykładu:

 

VID_VDDxIDD_MAX= Moc?

 

1,5x57,8=86,7 W

 

89-86,7=2,3 W - Margines bezpieczeństwa dla układu chłodzącego?

[LOBO]

Napięcie x Natężenie daje moc - z tym że nie cała moc jest rozpraszana w postaci ciepła - część jest zużywana na to na co powinna - przełączanie bramek. Straty cieplne to jak nazwa wskazuje tylko straty - ale nei jestem w stanie teraz powiedzieć jaka jest sprawność przeciętnego procesora (tzn ile % mocy jest wykorzystane użytecznie a ile jest rozpraszane) - ale podejrzewam że ok 2/3 to straty w postaci ciepła.

[sideband]

mnie akurat sie wydaje że sprawnośc energetyczna jest duża w granicach 70% , element który pracuje przy wyższych czestotliwościach bardziej sie grzeje ale nie znaczy że ma mniejszą sprawność np porównaj wzmacniacz m.cz i w.cz wzmacniacze w.cz zazwyczaj pracuja w klasie C czyli mają sprawność min 75% a wzmacniacze m.cz w klasie AB sprawność w granicach 60% , porównując te dwa wzmacniacze przy takich samych mocach strat , wmacniacz w.cz bardziej sie grzeje od m.cz jest to spowodowane , że pracuje przy wyższych czestotliwościach a nie mocą strat

Edytowane 24 Sierpnia 2005 przez sideband

[KGB]

sprawnosc cieplna procesorow jast na poziomie 20% (+/- 5%)

cos jak sprawnosc silnika samochodu :D

[matdys]

..... ale chciałbym jakies podstawy teoretyczne (wzór  :wink: ) do tego). No i na koniec natęzenie prądu - jeżeli procesor jest obciązony na 100% jaki przebiega przez niego prąd (czy to jest wartosć IDD_MAX podana w specyfikacji procesora?), a jaki przy 0 obciążeniu?

1608488[/snapback]

Po co ci takie szczegoly? :blink: zasada jest prosta procek+oc+dobry wentylator=MOCNY SPRZECIOR :wink:

[wunat]

matdys nie przerywaj interesujacego watku. jezeli Cie to nie interesuje to nic nie pisz ...

[Gim]

Zeby nie zaśmiecać forum - w tym samym topicu kolejne pytanie dotyczące technologii ACPI i ogólnie bezpieczeństwa pracy procka:

 

1) Wyłączanie procesora przy jego przegrzaniu.

 

Z tego co przeczytałem same od siebie wyłączają się Pentiumy nie zależnie czy się to płycie podoba czy nie (tzn. gdy osiągną niebezpieczną temperaturę). Czy to prawda i na ile skutecznie to działa?

A co z Athlonami. Czytałem, że płyty główne wyłączą procesor jeżeli jest on zaopatrzony w diodę... A jeżeli nie jest?? :]

Czy jest jakiś inny system zabezpieczeń?

 

2) ACPI kontroluje szybkość obrotu wentylatora zależnie od temperatury procesora (active cooling). Czy można z tego dobrodziejstwa zrezygnować? W badaniach ilość obrotów wentylatora musi być STAŁA niezależnie od warunków (stąd też pytanie nr 1 ;) ). Czy przykladowo polecenia z płyty można obejść za pomocą SpeedFana narzucajac konkretną ilość obrotów.

 

Inaczej rzeczu ujmując. Czy można wlączyć zabezpieczenie żeby płyta wylączała się przy przegrzaniu ale nie mogła wpływać na szybkość obrotów wentylatora.

 

3) To już z czystej ciekawości. ACPI pozwala kontrolować moc przydzielaną procesorowi tak że gdy jest on zbytnio obciążony, obniża on jego temperaturę kosztem wydajności (tzw. passive cooling). Ta technologia jest stosowana w zwyczajnych komputerach? Takich domowych (nie przenośnych).

Intel na swojej stronie wspomina coś o podobnej wlasnej technologi. Zależnie od ilości uruchomionych aplikacji procesor płynnie zmienia swoje taktowanie i napiecie aby pochłaniać jak najmniej energii. Co możecie mi na ten temat powiedzieć?

 

PS:

 

Jak to jest że intel udostępnia Current specification dla swoich procesorów a amd nie (znalazłem jakąś karte sprzed 5 lat :/)

[pci]

Odpowiem na ile potrafie

1.

Czy sie same wyłanczaja to niewiem

Jesli jest zaopatrzony to wyłoncza, a jesli nie to płyty maja swoje czujniki i jesli sie sutawi w biosie to płyta wyłonczy po osiagnieciu wskazanej temp.

2.Regulacie obrotów wentylatora w zaleznosci od temp. mozna wyłonczyc w biosie lub programami dostarczonymi do mobo (tak jest chyba wszedzie)

3.Gdy procek niejst zbytnio obciaznony obiza sie jego taktowanie i napiecie, stosowane jest to np: w A64 i w procesorach intela najnowszych terz to jest stosowane.

 

Pozatym gdy P4 osoaiga bardzo wysoka temp. obniza sie jego taktowanie i traci na wydajnosci.

[Sir_ice]

moj P4 wylacza sie sam przy bodajze 75*C - skutecznosc 100% :D .

Ale nie wiem jaki w tym udzial ma plyta a jaki sam proc.

Edytowane 29 Sierpnia 2005 przez Sir_ice

[Cyrul]

Jak by ci to coś pomogło to układy scalone typu procesor i inne są wykonane w technologii CMOS oraz jej pochodnych (nowszych ulepszonych) są to ogromne ilości bramek logicznych zbudowanych z tranzystorów PMOS i NMOS. Naprzykład by zrobić taki inwerter czyli prosą bramkę NOT w technologii CMOS potrzeba dwóch tranzystorów PMOS i NMOS. Bardziej skomplikowane bramki wymagają już większej ilości tranzystorów. Jeśli chodzi o wydzielaną moc. W układach typu CMOS jest ona największa w momencie przełączania się. Tak więc im większa częstotliwość (im szybciej przełączają się klucze tranzystorowe bramki itd) tym większą temperature będzie miał procesor. W danym stabilnym stanie wydzielana moc jest minimalna maxymalna jest w chwili przełączania układu. Międzyinnymi dlatego wyparte zostały wcześniejsze układy TTL i inne im pochodne gdzie moc wydzielała się również w momencie znajdowania się w konkretnym stanie, a nie tylko podczas samego przełączania jak to jest w CMOSach. Jeśli chodzi o obliczanie prądów płynących i napięc jest to cholernie skomplikowane, trza się było zająć jakimś prostym mikrokontrolerem, on też potrafi się ładnie zagrzać gdy się poprzieprzy nóżki ;]

[MadMat]

Ktos tam wczesniej wspomnial ze im bardziej sie podkreci to trzeba dac więcej napięcia - BZDURA u mnie procek jest odkręcony z 1400 do 1900 i musialem zmniejszyc napięcie o 0,2v aby stabilnie mógl pracowac !!

[hary]

Ktos tam wczesniej wspomnial ze im bardziej sie podkreci to trzeba dac więcej napięcia - BZDURA u mnie procek jest odkręcony z 1400 do 1900 i musialem zmniejszyc napięcie o 0,2v aby stabilnie mógl pracowac !!

1622109[/snapback]

Jak to musiałeś? :lol: Niestabilnie na standardowym pracował?

[KGB]

Ktos tam wczesniej wspomnial ze im bardziej sie podkreci to trzeba dac więcej napięcia - BZDURA u mnie procek jest odkręcony z 1400 do 1900 i musialem zmniejszyc napięcie o 0,2v aby stabilnie mógl pracowac !!

1622109[/snapback]

:lol:

zwiekszone napiecie powoduje szybsze przeladowanie sie bramki ,wiec to jest istota podkrecania (zwiekszanie czestotliwosci bez zwiekszania napiecia to nie podkrecanie :P - to doszlifowanie fabryki)

[Cyrul]

HeHe też bym nie był tego pewny że zwiększanie napięcia powoduje szybsze przełączanie się bramki. Bramka ma mieć swoje nominalne napięcie zasilania i koniec. A to z jaką częstotliwością będzie się zmieniał sygnał na jej wejściu będzie ew. wprowadzało różne opóźnienia w zależności od technologi wykonania bramki w sygnale wyjściowym. Zresztą sam nie jestem pewien. Jak by ktoś był zainteresowany to moge wysłać program z zaprojektowaną prostą bramką i tam można ustalać sygnał wejściowy i napięcie zasilania bramki i obserwować sygnał wyjściowy. Symulacja chyba dokładna w miare bo bazuje na skomplikowanych wzorach matematycznych.

 

zainteresowani niech piszą: cyrul@epf.pl

[pci]

Pozatym temp. ma terz wpływ, kazdy wie ze im wyzsza temp. tym wieksze napiecie trzeba do stablinej pracy.