Zakładasz, że rozpraszanie mocy jest bezpośrednio związane z częstotliwością zegara. To prawda, ale jest więcej.

Załóżmy, że mam ten chip A, w którym tylko 10% obszaru chipa (rozmiar matrycy) pracuje z najwyższą częstotliwością taktowania. W porównaniu z chipem B tej samej wielkości, w którym 100% obwodów pracuje z wysoką częstotliwością taktowania, chip A rozproszy tylko około 1/10 mocy, którą rozprasza chip B.

Moja uwaga: liczy się nie tylko częstotliwość zegara, ale także to, jaka część chipa faktycznie pracuje z tą częstotliwością.

W przypadku układów DRAM (moduły PC DIMM używają DRAM) większość obszaru chipa to komórki DRAM (oczywiście) i działają one ze znacznie niższą szybkością niż częstotliwość zegara zewnętrznego. Kontroler DRAM uzyskuje dostęp do chipów równolegle i po kolei, dzięki czemu ta mniejsza prędkość jest w pewnym stopniu kompensowana przez równoległość.

W przypadku procesora znacznie większa część obwodów działa w rzeczywistości z maksymalną częstotliwością taktowania (w zależności od tego, jak bardzo procesor jest zajęty), więc jest skazany na rozproszenie znacznie większej mocy niż układ DRAM, w którym tylko niewielka część chipa działa bardzo szybko.

Moduły DIMM nie zużywają takiej samej mocy, jak procesor, więc nie potrzebują takiego samego chłodzenia.Ponadto moc rozpraszana przez układy pamięci i kontrolne jest znacznie bardziej rozproszona fizycznie.

Straty mocy mogą być mniej więcej proporcjonalne do częstotliwości zegara, ale ta stała proporcjonalności jest zupełnie inna w przypadku procesora i pamięci.Procesor ma o wiele więcej tranzystorów i bramek przełączających się przy zmianach zegara niż pamięć.

Pamiętaj, że w przypadku CMOS, zanim prąd osiągnie mniej więcej proporcjonalną do szybkości zegara, dominujący prąd ładuje i rozładowuje wszystkie małe pasożytnicze kondensatory na wyjściach każdej bramki.Jeśli masz mniej bramek zmieniających stan, to jest mniejszy prąd, co powoduje mniejsze rozpraszanie przy tej samej częstotliwości zegara.

Radiator jest potrzebny, jeśli komponent wytwarza więcej ciepła, niż jest w stanie rozproszyć we własnym opakowaniu. Ciepło to energia elektryczna zamieniana na zmianę temperatury o pewnej masie

W nowoczesnym procesorze energia elektryczna jest zużywana głównie w procesie przełączania tranzystora. Każde przełączenie tranzystora kosztuje energię, a im szybciej musi nastąpić przełączenie, tym większa ilość energii przypadająca na przełączenie.

Teraz, dla każdego cyklu zegara, twój procesor wykonuje wiele skomplikowanych rzeczy, takich jak mnożenie liczb, obliczanie adresów, spekulowanie, co może obliczyć następna operacja, zanim to się faktycznie stanie, i tak dalej. Operacje te prowadzą do wielu przełączania tranzystorów na raz.

Układ DRAM (taki jak ten w DIMMach) różni się tym, że nie ma żadnych skomplikowanych operacji do wykonania - to tylko pamięć, co oznacza, że ​​w zasadzie musi się przełączać (długość słowa) × (bity adresu pamięci) - więc , naprawdę, mniej niż 2000 tranzystorów na pojedynczy układ scalony (jest trochę narzutu na adres i dekodowanie poleceń, ale to bardzo "słodkie" w porównaniu ze złożonością procesora). Jasne, rzeczy, które przełączają te tranzystory, potrzebują więcej energii (ponieważ ładowanie i rozładowywanie stosunkowo dużych kondensatorów, których ładunek jest faktycznym bitem), ale tak naprawdę jest bardzo niewiele tylko tranzystorów.

Następnie pamięć DRAM również musi być okresowo odświeżana, ale dzieje się to tylko co kilka milisekund, a więc tylko co kilka milionów cykli zegara pamięci - a zatem nie przyczynia się w dużym stopniu do ogólnego zużycia energii.

Niektóre typy modułów DIMM mają (i wymagają) radiatory.Podczas gdy te na pendrive'ach zorientowanych na graczy są głównie ze względów projektowych / pokazowych, są np.Moduły FBDIMM dla serwerów, które ze względu na swoją inną architekturę wymagają znacznie większej mocy (ostatnie, z których korzystałem, miały mniej więcej 10 W na pendrive), a tym samym wymagają większej wydajności chłodzenia niż może zapewnić opakowanie z gołym plastikowym chipem.

DRAM jest zbudowany z bramek i kondensatorów.Pomyśl o szklankach wody, niektórych pustych, innych pełnych.Wlej trochę wody i okresowo uzupełniaj, gdy paruje.

Pamięć podręczna procesora składa się z przerzutników.Pomyśl o kranach z pełnym strumieniem zimnej lub ciepłej wody.Nie musisz ich uzupełniać, ale zużywają dużo wody (energii).

Z powodu tej różnicy układy DRAM zwykle nie potrzebują radiatorów (nie ma dużej utraty energii), ale procesor tak.Pamiętaj, że procesor również wykonuje obliczenia (inny zestaw węży pożarniczych), które przyczyniają się do wydzielania ciepła.