সিপিইউর ক্লকরেট বৃদ্ধির সাথে কেন তাপের উত্পাদন বাড়ে?

19

পুরো মাল্টি-কোর বিতর্কটি আমাকে ভাবছে got

দুটি কোর উত্পাদন করা অনেক সহজ (এক প্যাকেজে) তারপরে একটি কোরকে দুটি গুনের সাথে গতি বাড়িয়ে তোলে। ঠিক এটাই কেন? আমি কিছুটা গুগল করেছিলাম, তবে বেশিরভাগ ক্লকিং বোর্ডগুলি থেকে অন্তর্নিহিত পদার্থবিজ্ঞানের ব্যাখ্যা দেয় না এমন বেশিরভাগ অনর্থক উত্তর পেয়েছি।

ভোল্টেজটির সর্বাধিক প্রভাব রয়েছে (চতুষ্কোণ), তবে আমি কি দ্রুত ক্লক রেট চাইলে উচ্চতর ভোল্টেজে সিপিইউ চালানো দরকার? এছাড়াও আমি জানতে চাই যে একটি নির্দিষ্ট ঘড়ির গতিতে যখন চালানো হয় তখন কোনও সেমিকন্ডাক্টর সার্কিট কেন সঠিকভাবে (এবং কত) তাপ দেয়।

cpu-architecture

— নিলস
সূত্র

মাল্টি-কোর বিতর্ক আছে? আমি ভেবেছিলাম মারফির আইন ফুরিয়েছে এবং কমপ খিলান ছেলেরা আর কিছু করার জন্য খুঁজে পাচ্ছে না।

7

মুরের সূত্র. মারফির আইনটি সবচেয়ে খারাপ মুহুর্তে ফুরিয়ে যাবে। :-)

— ও. জোন্স

গ্যারির মন্তব্যে সত্যের একটি উপাদান রয়েছে যদিও। এই মুহুর্তে ট্রানজিস্টর গণনাগুলি যথেষ্ট পরিমাণে বেশি যে বৃহত্তর সিপিইউগুলির জন্য ডিজাইনাররা বাছাই এবং বেছে নেওয়ার পরিবর্তে সবকিছু মরতে পারে এবং ক্যাশে যুক্ত করে অবশেষে হ্রাসকারী রিটার্নগুলিতে চলে। নতুন স্থাপত্যগুলির সাথে 10-20% লাভ ইঙ্গিত দেয় যে ডিজাইনাররা এখনও পারফরম্যান্স সাম্প্রচারের জন্য পরিচালনা করছেন তবে সম্ভবত বিপ্লবী কিছু নেই যা বাস্তবায়িত হতে পারে যদি ব্যয় করার জন্য আরও ট্রানজিস্টর পাওয়া যেত।

— ড্যান নীলি

35

প্রতিবার ঘড়িটি টিক্স দিচ্ছে যখন আপনি একগুচ্ছ ক্যাপাসিটার চার্জ করছেন বা স্রাব করছেন। ক্যাপাসিটর চার্জ করার শক্তিটি হ'ল:

E = 1/2*C*V^2

Cক্যাপাসিট্যান্সটি কোথায় এবং Vএটি ভোল্টেজ যা এটি থেকে নেওয়া হয়েছিল।

যদি আপনার ফ্রিকোয়েন্সি হয় f[Hz]তবে আপনার fপ্রতি সেকেন্ডে চক্র রয়েছে এবং আপনার শক্তিটি হ'ল:

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

এজন্য শক্তি ফ্রিকোয়েন্সি সহ রৈখিকভাবে উপরে যায়।

আপনি দেখতে পারেন যে এটি ভোল্টেজের সাথে চতুর্ভুজভাবে উঠে গেছে। যে কারণে আপনি সর্বদা সর্বনিম্নতম ভোল্টেজে চালাতে চান। যাইহোক, আপনি যদি ফ্রিকোয়েন্সি বাড়াতে চান তবে আপনারও ভোল্টেজ বাড়াতে হবে, কারণ উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে উচ্চ অপারেটিং ভোল্টেজের প্রয়োজন হয়, তাই ভোল্টেজ ফ্রিকোয়েন্সি সহ রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়।

এই কারণে, শক্তিটি f^3(বা পছন্দ V^3) এর মতো বেড়ে যায় ।

এখন, আপনি যখন কোরের সংখ্যা বাড়ান, আপনি মূলত ক্যাপাসিট্যান্স বাড়িয়ে তুলছেন C। এটি ভোল্টেজ এবং ফ্রিকোয়েন্সি থেকে স্বতন্ত্র, তাই বিদ্যুৎটি রৈখিকভাবে উত্থিত হয় C। এজন্য ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ানোর জন্য কোরের সংখ্যা বাড়ানোর জন্য এটি আরও বেশি দক্ষ দক্ষ।

ফ্রিকোয়েন্সি বাড়াতে আপনার কেন ভোল্টেজ বাড়ানোর দরকার? ভাল, একটি ক্যাপাসিটরের ভোল্টেজ অনুযায়ী অনুযায়ী পরিবর্তন:

dV/dt = I/C

Iস্রোত কোথায় সুতরাং, তত বেশি বর্তমান, আপনি তার "অন" ভোল্টেজের ("অন" ভোল্টেজ অপারেটিং ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে না) ট্রানজিস্টরের গেট ক্যাপাসিটেন্সটি তত দ্রুত চার্জ করতে পারবেন এবং ট্রানজিস্টারটি তত দ্রুত আপনি চালু করতে পারবেন। অপারেটিং ভোল্টেজের সাথে সীমাবদ্ধভাবে বর্তমান উত্থিত হয় es এজন্য ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ানোর জন্য আপনার ভোল্টেজ বাড়ানো দরকার।

— নাথান ফেলম্যান
সূত্র

7

ট্রানজিস্টরের গতিশীল ক্যাপাসিটেন্স থাকে। একটি ট্রানজিস্টর "খোলার" জন্য আপনাকে এর গেট-ক্যাপাসিটেন্স চার্জ করতে হবে।

— নাথান ফেলম্যান

1

এমনকি আমি ফুটোতেও যাইনি, তবে এটি বেশ একইরকম কাজ করে। এটি আরও কিছু ধরণের প্রতিরোধকের মতো, এবং ক্যাপাসিটরের মতো কম, তাই এটি একই ফ্রিকোয়েন্সি এফ ^ 2 / আর এর ভিত্তিতে শক্তি গ্রহণ করে।

— নাথান ফেলম্যান

1

আপনি ভুল. এটি ক্যাপাসিটেন্স সম্পর্কে 100%। উত্স-নিকাশী প্রতিরোধের মাধ্যমে ক্যাপাসিট্যান্স চার্জ করা হয় এবং ছেড়ে দেওয়া হয়, যা অবশ্যই ফুটো হয় না , তবে যা ক্যাপাসিটরদের চার্জ ও ডিসচার্জ করার জন্য আপনি ব্যয় করেছেন সেই শক্তি গ্রহণ করে। এছাড়াও, এটি কোনওভাবেই আদর্শ ক্যাপাসিটার নয়। প্রথমত তারা বাস্তব-বিশ্বের ক্যাপাসিটার, সর্বোপরি 2 তারা মোস ক্যাপাসিটার যার আচরণ নিয়মিত ক্যাপাসিটারগুলির থেকে খুব আলাদা, কেবল যদি তাদের ক্যাপাসিটেন্স বর্তমান ভোল্টেজের উপর নির্ভর করে।

— নাথান ফেলম্যান

3

ঠিক আছে ... ক্যাপাসিট্যান্সটির তাপ রূপান্তরকরণের সাথে কোনও সম্পর্ক নেই, তবে এটির সাথে শক্তি খরচ হয়, কারণ ক্যাপাসিটরটি চার্জ করতে আপনাকে 1 / 2CV ^ 2 বিনিয়োগ করতে হবে। সেই শক্তিটি কোনও শক্তির উত্স থেকে আসে, তাই প্রতিবার আপনি ক্যাপাসিটরটি চার্জ করার সময় আপনি সেই উত্স থেকে 1 / 2CV ^ 2 ব্যয় করছেন। উত্তাপ থেকে উত্সটি রাখার মতো কিছুই নেই। প্রতি-সে- এর ক্যাপাসিটেন্স দোষারোপ করে না। পরিবেশের ক্যাপাসিটরের হয় হয় দায়ী।

— নাথান ফেলম্যান

1

@ গ্যারি আপনি ক্যাপাসিট্যান্সকে দোষারোপ করছেন কারণ ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে তাপ স্কেল করে। বলুন আপনার একটি ট্রানজিস্টরের ভোল্টেজকে 0.9V উত্স থেকে এক সেকেন্ডের এক বিলিয়ন্তে 0.2V থেকে 0.75V তে বাড়ানো দরকার। আপনি যে শক্তিটি ব্যবহার করতে চান তা বর্তমানের প্রতিরোধের এবং গেটের ক্যাপাসিট্যান্সের মধ্য দিয়ে যাওয়ার জন্য প্রতিরোধের উপর রৈখিকভাবে নির্ভর করে। ক্যাপাসিট্যান্স শূন্য হলে কোনও স্রোতের প্রতিরোধের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হতে হবে না।

— ডেভিড শোয়ার্টজ

7

মূলত:

আপনি যখন এতে আরও ভোল্টেজ প্রয়োগ করেন তখন একটি ট্রানজিস্টার দ্রুত স্যুইচ করে।
আধুনিক আইসি এক রাজ্য থেকে পরের দিকে (ঘড়ির টিকের উপরে) যাওয়ার সময় সর্বাধিক শক্তি গ্রাস করে, তবে একই অবস্থায় থাকার শক্তি ব্যবহার করে না (ভাল, সেখানে ফুটো আছে, ঠিক তেমন শক্তি নেই) তাই আপনি যত দ্রুত স্যুইচ করুন, আপনার প্রতি সেকেন্ডে আরও স্যুইচ করুন, আপনি তত বেশি শক্তি ব্যবহার করবেন।

প্রসেসরের আর্কিটেকচারের সমস্ত বিশদ সম্পর্কিত একটি খুব ভাল বই: কম্পিউটার সংগঠন এবং ডেভিড এ। প্যাটারসন, জন এল। হেনেসির নকশা।

— Guillaume,
সূত্র

এটি একটি ক্লাসিক বই।

এটা কি নিউ ইয়র্ক রাজ্যের গভর্নর?

— নাথান ফেলম্যান

5

যখনই কোনও ট্রানজিস্টর স্যুইচ করে, স্রোত ব্যয় হয়। উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি মানে দ্রুত স্যুইচিং, আরও বর্তমানের অপচয়। এবং সমস্ত কিছুর প্রতিবন্ধকতা এটিকে উত্তাপে রূপান্তরিত করে। পি = আমি ^ 2 * আর সমস্ত কি। এবং পি হ'ল ভি ^ 2 / আর। যদিও এই ক্ষেত্রে, আপনি সময়ের চেয়ে গড় গড় ভি এবং আমি সময়ের সাথে গণনা করতে সক্ষম হতে চাই এবং এটি ভোল্টেজ এবং বর্তমান উভয়ই চতুর্ভুজ হতে পারে।

— gtrak
সূত্র

প্রকৃত স্যুইচিং শক্তি যে ফুটো কম তাৎপর্যপূর্ণ।

— নাথান ফেলম্যান

দুঃখিত, আমি 'ফাঁস' "নষ্ট"

"এবং সমস্ত কিছুর প্রতিবন্ধকতা তা উত্তাপে রূপান্তরিত করে" - আসলে, প্রতিবন্ধকতা নয়। শুধু প্রতিরোধ। প্রতিবন্ধকতার কাল্পনিক অংশগুলি উত্তাপে রূপান্তরিত হয় না।

— নাথান ফেলম্যান

2

1) দুটি কোর বনাম একটি কোরকে
গতি বাড়িয়েছে একটি কোরকে গতি বাড়ানোর জন্য আপনার ট্রানজিস্টরকে এক রাজ্য থেকে অন্য রাজ্যে স্যুইচিংয়ে গতি বাড়ানোর জন্য নতুন প্রযুক্তি প্রয়োজন। অন্য একটি কোর যুক্ত করতে আপনার একই ট্রানজিস্টরগুলির আরও বেশি প্রয়োজন।

2) তাপ
শক্তি হ্রাস তাপ আকারে হয়। শক্তি = ভোল্টেজ * বর্তমান ভোল্টেজ = প্রতিরোধের * কারেন্ট। শক্তি = ভোল্টেজ ^ 2 / প্রতিরোধের। সুতরাং তাপটি ভোল্টেজ স্কোয়ারের সমানুপাতিক।

— রবার্ট
সূত্র

হ্যাঁ আমি জানি যে তাপটি ভোল্টেজের সাথে চতুর্ভুজ বৃদ্ধি করে, যা আমি পাই না তা কী ভোল্টেজটির ঘড়ির গতিতে প্রভাব ফেলে? উচ্চ ঘড়ির গতির জন্য আমার কি উচ্চ ভোল্টেজের প্রয়োজন?

আমি জানি মাইক্রোচিপের পিআইসিগুলিতে ভোল্টেজ বনাম ফ্রিকোয়েন্সি জন্য গ্রাফ রয়েছে। একটি সর্বনিম্ন ভোল্টেজ রয়েছে যা চিপটি কম ফ্রিকোয়েন্সিতে চলবে। এটি সর্বাধিক ভোল্টেজ এবং সর্বাধিক ফ্রিকোয়েন্সি পর্যন্ত রৈখিক স্কেল।

— রবার্ট

2

@ নীল, উচ্চতর ভোল্টেজ তীক্ষ্ণ এবং কম अस्पष्ट ট্রানজিশন দেয় এবং রাজ্যগুলি দেয় এবং এটি আরও বেশি করে তোলে যে 1 টি 1 হিসাবে নয় এবং 0 হিসাবে ব্যাখ্যা করা হবে এবং উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি স্থানান্তরগুলি কম স্কোয়ার-ইশ করে তোলে makes মনে রাখবেন বর্গাকার তরঙ্গ বিদ্যমান নেই।

আপনার অর্থ আরও বর্গ-ইশ

— নাথান ফেলম্যান

1

ঠিক আছে, বৈদ্যুতিক শক্তিতে, দুটি ধরণের শক্তি, প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি এবং আসল শক্তি রয়েছে। কিছু লোক প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি গতিশীল শক্তি বলে। প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি কখনই গ্রাস হয় না বা হারিয়ে যায় না। উদাহরণস্বরূপ, যদি কোনও আদর্শ ক্যাপাসিটর আদর্শ লসলেস তার দ্বারা কোনও এসি ভোল্টেজ উত্সের সাথে সংযুক্ত থাকে তবে ক্যাপাসিটার চার্জ ও স্রাব গ্রহণ করবে, একটি চক্রের জেনারেটর থেকে শক্তি গ্রহণ করবে এবং পরবর্তী চক্রের জেনারেটরে শক্তি ফিরিয়ে দেবে। নেট ক্ষতি শূন্য।

তবে, যদি তারগুলি ননাইডাল এবং রেজিস্টিভ হয় তবে ক্যাপাসিটরের চার্জিং এবং স্রাবের সময় তারগুলিতে শক্তি বিচ্ছুরিত হয়। এই বিচ্ছুরিত শক্তিটি আসল শক্তি হ্রাস এবং পুনরুদ্ধার করা যায় না। ঘড়ির হার যতই বাড়ছে, চার্জিং ও ডিসচার্জিংয়ের হার বাড়ছে, তারে বিদ্যুতের ক্ষতি বৃদ্ধি পাচ্ছে।

ট্রানজিস্টরের গেটগুলি ক্যাপাসিটরের মতো আচরণ করে। ঘড়ির হার বাড়ার সাথে সাথে ক্যাপাসিটারগুলিতে আরও প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি সরবরাহ করা হয়। যার ভগ্নাংশটি প্রতিরোধী তারে হারিয়ে যায় এবং উপরে যায়।

— ওয়েং চ
সূত্র

0

একটি জিনিস এখনও অবধি উল্লেখ করা হয়নি - চিপগুলি দ্রুততর হয় এবং লিথোগ্রাফি প্রক্রিয়া তাদের উপাদানগুলি আরও ছোট করে তোলে। তারা এত ছোট হয়ে গেছে যে তারা কিছু ক্ষেত্রে কয়েকটি পরমাণু wide এখন উল্লেখযোগ্য বর্তমান ফুটো আছে, যা সাধারণত তাপ হিসাবে বিলুপ্ত হয়ে যায়।

— ধনী হোমোলকা
সূত্র

0

একটি সার্কিটের স্থিতি দ্রুত পরিবর্তন করতে ধীরে ধীরে স্যুইচ করার চেয়ে আরও বেশি বর্তমান প্রয়োজন। এই স্রোতটি অর্জন করতে আপনার উচ্চতর ভোল্টেজ এবং / বা আরও বেশি, আরও পাওয়ার পিপাসুযুক্ত উপাদানগুলির প্রয়োজন। এবং, অবশ্যই, বৃহত্তর উপাদানগুলির আরও বেশি ড্রাইভ কারেন্ট প্রয়োজন, যার ফলে স্নোবলের প্রভাব হয়।

(মজার বিষয় হল, সর্বশেষ বৈজ্ঞানিক আমেরিকান (জুলাই ২০১১) এ একটি নিবন্ধ ছিল যা মানব মস্তিষ্কের জন্য এই বিষয়টিকে অন্তর্ভুক্ত করে। একই নীতিগুলি, এবং মানব মস্তিষ্ক আরও শক্তিতে প্যাক করার একটি উপায় হ'ল মস্তিষ্ককে পৃথক সাব-প্রসেসরের বিভক্ত করা, তাই কথা বলতে.)

— ড্যানিয়েল আর হিকস
সূত্র