Pytanie:
Dlaczego procesor przetaktowuje się szybciej, gdy jest chłodzony ciekłym azotem?
user3045
2011-06-14 23:42:32 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dlaczego procesor przetaktowuje się szybciej, gdy jest chłodzony ciekłym azotem? Czy jest też odwrotna przyczyna, dla której procesor zwalnia, gdy robi się gorąco?

Szczególnie interesują mnie procesory Intela.

Pięć odpowiedzi:
Olin Lathrop
2011-06-15 00:06:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

To nie temperatura sprawia, że ​​działa szybciej lub wolniej. Niższa temperatura pozwala na usunięcie większej ilości energii cieplnej z urządzenia, co pozwala na doprowadzenie większej ilości energii elektrycznej bez jego spalania, co pozwala na szybsze taktowanie. Część wymaganej mocy elektrycznej jest proporcjonalna do szybkości zegara.

Jest to więc funkcja odprowadzania ciepła z mocy wejściowej. Jeśli tak jest, to dlaczego system Windows zwolni, jeśli procesor stanie się zbyt gorący?
@kurtnelle, wiele nowszych procesorów automatycznie obniża częstotliwość, jeśli zbytnio się nagrzeją, aby zapobiec uszkodzeniom. Większość procesorów wyłączy się również, jeśli przekroczą pewną temperaturę (może to być od 70 ° C do 95 + C)
Ponieważ zwalniając rdzeń może pracować wolniej, co zużywa mniej energii elektrycznej, co wytwarza mniej ciepła, co nadal może powstrzymać procesor przed smażeniem się, gdy jest gorący. Właściwie nie wiedziałem, że Windows był wystarczająco inteligentny, aby to zrobić. Wierzę na słowo i wyjaśniam powód, dla którego to naprawdę działa.
Teraz, kiedy myślę o tym więcej, jest bardziej prawdopodobne, że sprzęt procesora automatycznie skaluje zegar, gdy robi się gorąco, niż system Windows, który ma z tym coś wspólnego.
„Niższa temperatura pozwala na usunięcie większej ilości energii cieplnej z urządzenia, co w przeciwnym razie spowodowałoby spalenie urządzenia przy szybszym taktowaniu”.
@Olin Lathrop Musimy przestać się tak spotykać! :) Według tej strony (http://www.diodes.com/_files/design_note_pdfs/zetex/dn4.pdf) Szybkość krawędzi urządzeń bipolarnych i tranzystorów MOSFET spada o 1,0 do 2,5% na wzrost stopnia C. Szybkość przełączania tranzystorów FET nie zmienia się zbytnio, ale efektywna prędkość zmienia się ze względu na szybkości krawędzi.
Wow, więc to prawda? !!!
@kurtnelle, David mówi o niewielkim efekcie. Niezależnie od tego, czy bramki logiczne osiągają nieco szybszą temperaturę, czy nie, temperatura bezpośrednio nie wpływa na szybkość procesora komputera. Zależy to wyłącznie od szybkości zegara. Innymi słowy, procesor działa tak szybko, jak zdecydujemy się go taktować. Jednak zegar jest zbyt szybki i może się spalić lub nie działać poprawnie. Zimno * pozwala * na szybsze taktowanie, ale samo w sobie nie sprawia, że ​​działa szybciej.
Ok, więc sprzęt robi, inteligentnie zwalnia, aby zapobiec uszkodzeniom; przynajmniej na nowoczesnych procesorach (a przez nowoczesne mam na myśli p4 i nowsze).
@kurtnelle Niektóre rodziny procesorów mają tę funkcję, na przykład seria Core i7 ma ustalone limity TDP. Ponadto procesor jest również znacznie bardziej podatny na błędy wewnętrzne, gdy działa „na gorąco” lub jest podkręcony bez dodatkowego napięcia. Niektóre błędy są krytyczne (zwykle BSOD w systemie Windows), niektóre błędy można poprawić, ale często wymagają opróżnienia potoku i / lub pamięci podręcznych, co skutecznie zatrzymuje procesor na pewien czas. Inne błędy nie są krytyczne, nie są wychwytywane przez wewnętrzne mechanizmy, ale są wychwytywane przez system operacyjny, który zwykle próbuje je naprawić, co może być powolnym procesem.
Kilka lat temu widziałem film, w którym zasadniczo promowano funkcję Intela polegającą na zmniejszaniu taktowania, gdy procesor robi się zbyt gorący. Intel i Athlon MB znajdowały się obok siebie, a na ich ekranach działała gra akcji. Jednocześnie z procesorów zdjęto radiatory. Wkrótce ekran Intela zwolnił (pokazując samoochronne zmniejszanie zegara), podczas gdy Athlon kontynuował pracę na pełnych obrotach. Niedługo potem żeton Athlona eksplodował i gra dobiegła końca.
nie jestem pewien, czy to to, pomyślałem, że istnieje obok siebie bez ucięć, ale w zasadzie ma rację: http://www.youtube.com/watch?v=XgOmMAasqto
@JustJeff Tak, to z powodu problemu termicznego z AMD do dziś jestem sceptyczny co do chipów AMD. @Mark, czy masz jakieś informacje na temat nazwy metody używanej do „opróżniania pamięci podręcznej” itp. W celu uwzględnienia błędów?
@Kurtnelle Nie wszystkie informacje, nie wątpią nikogo oprócz Intel / AMD. Większość pamięci podręcznej procesora to ECC, może korygować błędy 1-bitowe i wykrywać błędy 2-bitowe. Wykrycie 2-bitowego błędu jest wyzwalaczem do opróżnienia (przynajmniej) tej linii pamięci podręcznej i ponownego załadowania z pamięci RAM.
Ach, więc procesor może pobrać dane z pamięci RAM do pamięci podręcznej. Wykonaj obliczenia. Jeśli wykryje i wystąpi błąd, opróżnij pamięć podręczną i zacznij od nowa. Ma sens. Dzięki Mark.
To demo było w pewnym sensie niesprawiedliwe. Procesory są zaprojektowane do użytku z radiatorami, a prawidłowo zainstalowany radiator nie zniknie całkowicie bez sabotażu (a jeśli sabotażysta może usunąć radiator, równie dobrze mógłby zniszczyć wszystko inne). Lepszym testem byłoby zablokowanie wentylatora radiatora (ponieważ wentylatory mogą i zawodzą). Spodziewałbym się, że przynajmniej późniejszy model AMD prawdopodobnie przetrwałby ten test.
old_timer
2011-06-15 00:22:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Chcesz, aby rdzeń pozostawał w zasięgu operacyjnym. Jeśli chcesz, aby rdzeń działał szybciej, co oznacza, że ​​zużywa więcej ciepła / energii, musisz usunąć więcej ciepła, aby utrzymać go w zakresie temperatur roboczych. Jeśli możesz poprawić chłodzenie różnymi metodami, wentylatorami, cieczą, gazem, w przeciwnym razie, możesz dodać więcej energii w postaci zwiększonego zegara (mnożnika). Możesz uszkodzić część, próbując uruchomić ją zbyt zimną, a także, uruchamiając ją za gorąco. Jest też fizyczne ograniczenie tego, że nie możesz go uruchomić nieskończenie szybko, nieskończenie zimno. Twój limit jest prawdopodobnie określony przez sam krzem, istnieje ograniczenie mnożnika zegara i musiałbyś zmienić oscylator odniesienia, aby nadal zwiększać częstotliwość zegara.

Pomyśl o ludzkim ciele, spróbuj biec półtora kilometra, gdy na zewnątrz jest 60 stopni, a potem znajdź miejsce, aby spróbować biegać w tych samych ubraniach, gdy na zewnątrz jest 110 lub 120 stopni. Który z nich najprawdopodobniej przejdziesz milę bez utraty przytomności (niepowodzenie)? Jaka temperatura pozwoli Ci naciskać mocniej niż zwykle? Trzymaj ciało w zakresie temperatur roboczych, a możesz je mocniej naciskać, przynajmniej przez pewien czas. Jeśli rozgrzewałeś się w środku przed biegiem, możesz trochę przyspieszyć, gdyby na zewnątrz było 50 stopni. Ale jest limit, rozgrzej wszystko, co chcesz w pomieszczeniu, ale w koszulce i spodenkach możesz nie zrobić tego, gdy jest 30 poniżej na zewnątrz, 40 poniżej, 50 poniżej.

user3624
2011-06-14 23:45:14 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Półprzewodniki działają szybciej w niższej temperaturze i przy wyższym napięciu zasilania. Wyższe napięcie oznacza więcej generowanego ciepła, co oznacza, że ​​musi być bardziej schłodzone. Im więcej możesz schłodzić chipa, tym szybciej możesz go uruchomić.

Vintage
2011-06-15 03:24:08 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kilka osób słusznie odpowiedziało, że większe chłodzenie pozwala procesorowi działać szybciej, PONIEWAŻ chłodzenie pozwala na większe podkręcenie. Ci sami ludzie słusznie zasugerowali to, co zaraz powiem: to nie był (do niedawna) natywny talent procesorów. I nigdy nie było fizycznym prawem półprzewodników.

Procesor o taktowaniu 1,2 GHz pracuje z częstotliwością dokładnie 1,2 GHZ, niezależnie od tego, czy jest chłodzony do 60F, czy pracuje z 160F. Jeśli stracisz chłodzenie (np. Wyjmiesz wentylator chłodzący + radiator), będzie działać z częstotliwością 1,2 GHz, dopóki nie rozpuści się w kałużę i nie będzie już działać z żadną prędkością. Ale będzie działać z częstotliwością dokładnie 1,2 GHz, aż do samej sekundy śmierci. Założę się, że wielu na tym forum było tego świadkami / doświadczyło.

Niektóre z nowopowstałych komputerów mają własne systemy monitorowania i kontroli temperatury, które automatycznie włączają / wyłączają podkręcanie (lub w inny sposób dostosowują prędkość procesora) na podstawie temperatury procesora. Więc jeśli procesor nagrzewa się zbytnio, zwalnia (zmniejsza energię), zamiast się rozpalać. (Wydaje mi się, że robi to poprzez wybranie wolniejszego zegara lub podzielenie istniejącego zegara w dół; ale nie jestem ekspertem w nowszych wnętrzach procesora.)

Jeśli procesor się ochłodzi, automatyczny obwód zarządzający odwraca to aby umożliwić szybsze działanie procesora.

W wyższych temperaturach zarówno przewodniki, jak i izolatory są często mniej skuteczne niż byłyby na zimno. W konsekwencji wiele urządzeń zaczyna działać nieprawidłowo, gdy stają się zbyt gorące, nawet zanim osiągną temperaturę, która mogłaby spowodować uszkodzenie.
BarsMonster
2011-06-15 10:13:51 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dla wyjaśnienia: nie chodzi tylko o odprowadzanie ciepła. Możesz rozproszyć 1000 W mocy za pomocą nudnego chłodzenia wodą, ale nie pozwoliłoby ci to dostać się na szczyt.

Chodzi o to, że zmienia się właściwość półprzewodników, a także rezystancja interkonektu (= miedź) Niższa rezystancja - niższa stała RC, która jest głównym czynnikiem ograniczającym szybkość procesora.

Gdyby można było schłodzić go do poziomu nadprzewodnictwa, zegar wzrósłby jeszcze bardziej - ale jest to mało prawdopodobne w przypadku połączeń miedzianych, które widzimy w Procesory.

Również jeśli ochłodzisz go do nadprzewodnictwa, żaden z tranzystorów nie zadziała; nie bez powodu nazywa się to „półprzewodnikiem”.
Krzem nie jest nadprzewodnikiem, nawet przy 0,000001K. Nie ma też szczęścia z miedzią - tylko aluminium (który jest kolejnym popularnym metalem łączącym) jest nadprzewodnikiem o mocy 1,2K.
Więc powinniśmy użyć błota Helium, jeśli chcemy, aby procesor był naprawdę szybki.
@OskarSkog Nie jest konieczne.Ruchliwość elektronów / dziur również spada w niskiej temperaturze (po prostu rezystancja jest znacznie bardziej istotna blokada pokazu) - jest więc optymalna temperatura i nie jest bliska 0K.Optymalnie potrzebujesz czegoś w zakresie 100-200K z określoną temperaturą różną dla różnych chipów i technologii produkcji.
Ach tak, ujemny współczynnik temperaturowy półprzewodników.


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 3.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...