একটি CPU এর ঘড়ি বৃদ্ধি হিসাবে তাপ উত্পাদন বৃদ্ধি পায় কেন?

পুরো মাল্টি কোর বিতর্ক আমাকে চিন্তা পেয়েছিলাম।

দুইটি কোর (এক প্যাকেজে) তৈরি করা অনেক সহজ এবং তারপরে দুইটি ফ্যাক্টর দ্বারা একটি কোর দ্রুততর করা হয়। কেন এই ঠিক? আমি একটি বিট googled, কিন্তু ঘনিষ্ঠ বোর্ড উপর থেকে বেশিরভাগ খুব imprecise উত্তর পাওয়া যা অন্তর্নিহিত পদার্থবিজ্ঞান ব্যাখ্যা না।

ভোল্টেজটি সবচেয়ে বেশি প্রভাব (চতুর্ভুজ) বলে মনে হচ্ছে, তবে যদি আমার দ্রুত ঘড়ির হার চান তবে উচ্চতর ভোল্টেজে একটি CPU চালানোর প্রয়োজন? এছাড়াও আমি একটি নির্দিষ্ট ঘড়ি গতিতে সঞ্চালিত হয় যখন একটি সেমিকন্ডাক্টর বর্তনী তাপ ঠিক (এবং কত) তাপ উত্পাদন কেন জানি।

18

7 উত্তর

প্রতিটি সময় ঘড়ি আপনি ক্যাপাসিটারগুলির একটি গুচ্ছ চার্জিং বা ডিসচার্জ করছি ticks। একটি ক্যাপাসিটরের চার্জিং জন্য শক্তি হল:

E = 1/2*C*V^2

যেখানে C ক্যাপ্যাসিট্যান্স এবং V এটির জন্য চার্জ করা হয়েছে এমন ভোল্টেজ।

যদি আপনার ফ্রিকোয়েন্সি f [Hz] হয় তবে আপনার কাছে প্রতি সেকেন্ডে f চক্র রয়েছে এবং আপনার শক্তিটি হল:

P = f*E = 1/2*C*V^2*f

তাই শক্তি ফ্রিকোয়েন্সি সঙ্গে লিনিয়ার আপ যায়।

আপনি ভোল্টেজ সঙ্গে quadratically যায় যে দেখতে পারেন। যে কারণে, আপনি সর্বদা সর্বনিম্ন ভোল্টেজ সম্ভব চালাতে চান। যাইহোক, যদি আপনি ফ্রিকোয়েন্সি বাড়াতে চান তবে আপনাকেও ভোল্টেজ বাড়াতে হবে, কারণ উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য উচ্চতর অপারেটিং ভোল্টেজ প্রয়োজন হয়, তাই ভোল্টেজ ফ্রিকোয়েন্সি দিয়ে রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়।

এই কারণে, শক্তিটি f ^ 3 (বা V ^ 3 ) পছন্দ করে।

এখন, যখন আপনি কোরের সংখ্যা বৃদ্ধি করেন, আপনি মূলত ক্যাপ্যাসিট্যান্স C বৃদ্ধি করছেন। এই ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি থেকে স্বাধীন, তাই ক্ষমতা সি সঙ্গে রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়। এ কারণে ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ানোর জন্য কোরের সংখ্যা বৃদ্ধি করার জন্য এটি আরও বেশি কার্যকর।

কেন আপনি ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি ভোল্টেজ বৃদ্ধি প্রয়োজন? ভাল, একটি ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়:

dV/dt = I/C

যেখানে আমি বর্তমান। সুতরাং, বর্তমানের উচ্চতর, যত দ্রুত আপনি ট্রান্সজিস্টারের গেট ক্যাপ্যাসিট্যান্সটি তার "অন" ভোল্টেজে ("অন" ভোল্টেজটি অপারেটিং ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে না) চার্জ করতে পারেন এবং যত দ্রুত আপনি ট্রানজিস্টারটি স্যুইচ করতে পারেন। বর্তমান অপারেটিং ভোল্টেজ সঙ্গে রৈখিকভাবে rises। এজন্য আপনাকে ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ানোর জন্য ভোল্টেজ বৃদ্ধি করতে হবে।

32
যোগ

খুব মূলত:

  • আপনি যখন আরো ভোল্টেজ প্রয়োগ করেন তখন একটি ট্রানজিস্টার দ্রুত স্যুইচ করে।
  • এক অবস্থা থেকে পরবর্তী দিকে (ঘড়ির টিক চিহ্নে) সুইচ করার সময় আধুনিক আইসিটি সর্বাধিক শক্তি ব্যবহার করে, কিন্তু একই অবস্থায় থাকার শক্তি নেই (ভাল, ফুটো আছে, তাই ঠিক কোন শক্তি নেই) তাই দ্রুত আপনি সুইচ, আপনার প্রতি সেকেন্ডে আরো সুইচ, আপনি যত বেশি শক্তি ব্যবহার করেন।

প্রসেসর আর্কিটেকচারের সমস্ত বিশদ সম্পর্কে একটি খুব ভাল বই: ডেভিড এ। প্যাটারসনের কম্পিউটার সংস্থা ও ডিজাইন, জন এল। হেনেসি।

6
যোগ

প্রত্যেক সময় একটি ট্রানজিস্টার রাষ্ট্র সুইচ, বর্তমান ব্যয় করা হয়। উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি মানে দ্রুত স্যুইচিং, আরো বর্তমান অপচয়। এবং সবকিছু impedance তাপ এটি পরিবর্তিত। পি = আমি ^ 2 * আর এবং সব যে। এবং পি হল V ^ 2/R। এই ক্ষেত্রে যদিও, আপনি প্রকৃতপক্ষে গড় V এবং আমি সময় গণনা করতে সক্ষম হব, এবং এটি উভয় ভোল্টেজ এবং বর্তমান উভয় শ্রেণিবদ্ধ হতে চাই।

5
যোগ
ফুটো প্রকৃত সুইচিং ক্ষমতা কম গুরুত্বপূর্ণ।
যোগ লেখক Yossi, উৎস

1) দুই কোর বনাম একটি কোর আপ গতি
এক কোর দ্রুত গতিতে আপনি একটি রাষ্ট্র থেকে অন্য দেশে স্যুইচিং ট্রানজিস্টর গতিতে নতুন প্রযুক্তি প্রয়োজন। অন্য কোর যোগ করার জন্য আপনাকে একই ট্রানজিস্টরগুলির আরো বেশি প্রয়োজন।

2) তাপ
শক্তি অপচয় তাপ আকারে হয়। শক্তি = ভোল্টেজ * বর্তমান। ভোল্টেজ = প্রতিরোধ * বর্তমান। শক্তি = ভোল্টেজ ^ 2/প্রতিরোধ। সুতরাং তাপ disipated ভোল্টেজ স্কয়ার অনুপাতিক।

2
যোগ

আচ্ছা, বৈদ্যুতিক শক্তিতে দুটি ধরণের শক্তি, প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি এবং বাস্তব শক্তি রয়েছে। কিছু মানুষ প্রতিক্রিয়াশীল ক্ষমতা গতিশীল শক্তি কল। প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি খাওয়া বা হারিয়ে না হয়। উদাহরণস্বরূপ, যদি কোনও আদর্শ ক্যাপাসিটর আদর্শ লসলেস তারের দ্বারা একটি এসি ভোল্টেজ উৎসের সাথে সংযুক্ত থাকে, ক্যাপাসিটরের চক্রটি জেনারেটর থেকে এক চক্রের মধ্যে শক্তি গ্রহণ করে এবং পরবর্তী চক্রের মধ্যে জেনারেটরকে শক্তি সরবরাহ করে। নেট ক্ষতি শূন্য।

তবে, তারের nonideal এবং প্রতিরোধী হয়, তাহলে তারের মধ্যে শক্তি অপচয় হয় ক্যাপাসিটরের চার্জিং এবং ডিসচার্জ সময়। এই অপচয় ক্ষমতা প্রকৃত শক্তি ক্ষতি, এবং পুনরুদ্ধার করা যাবে না। ঘড়ির হার বেড়ে যাওয়ার ফলে, চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের হার বেড়ে যায়, তার ফলে বিদ্যুৎ ক্ষতির পরিমাণ বেড়ে যায়।

ট্রানজিস্টর এর দরজা capacitors মত আচরণ। ঘড়ি হার বেড়ে যায়, অধিক প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি capacitors বিতরণ করা হয়। যার ভগ্নাংশ প্রতিরোধী তারের মধ্যে হারিয়ে যায় আপ।

1
যোগ

এক জিনিস এ পর্যন্ত উল্লেখ করা হয়নি - চিপস দ্রুততর হয় এবং লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়াগুলি তাদের উপাদানগুলিকে ছোট করে তুলতে দেয়। তারা এত ছোট পেয়েছে যে তারা কয়েকটি ক্ষেত্রে কয়েকটি পরমাণু বিস্তৃত। এখন উল্লেখযোগ্য বর্তমান ফুটো আছে, যা সাধারণত তাপ হিসাবে অপচয় হয়।

0
যোগ

সার্কিটের অবস্থাটি স্যুইচ করার জন্য এটি ধীরে ধীরে স্যুইচ করার চেয়ে আরও বর্তমানের প্রয়োজন হয়। যে বর্তমান অর্জন করতে আপনি একটি উচ্চ ভোল্টেজ এবং/অথবা বড়, আরো শক্তি-তৃষ্ণার্ত উপাদান প্রয়োজন। এবং, অবশ্যই, বড় উপাদানগুলি আরও ড্রাইভের বর্তমানের প্রয়োজন, যার ফলে একটি তুষারপাত প্রভাব পড়ে।

(আগ্রহজনকভাবে, সর্বশেষ বৈজ্ঞানিক আমেরিকান (জুলাই ২011) তে একটি নিবন্ধ ছিল যা মানব মস্তিষ্কের জন্য এই বিষয়টিকে আচ্ছাদিত করে। একই নীতি, এবং একাধিক ভাবে মানব মস্তিষ্কের ক্ষমতা আরও বেশি ক্ষমতার মধ্যে রয়েছে মস্তিষ্ককে পৃথক উপ-প্রসেসরগুলিতে ভাগ করা, তাই কথা বলতে.)

0
যোগ