CPU의 모든 전력 소비량은 어디입니까? PC의 CPU에 의해 소비되는 모든 전력이 열로 변환됩니까? 아니면 부분 열과 다른 종류의 에너지로 변형됩니까?
답변:
이상적으로 어떤 작업도 수행하지 않는 컴퓨터는 에너지를 소비하지 않지만 작은 전하 누출이 있으며 펜티엄과 같은 10 억 개의 트랜지스터 프로세서에는 작은 누설의 조합으로 여전히 많은 전력 손실이 발생합니다.
VCC 및 GND 핀을 통해 거의 모든 CMOS 기반 CPU로 전송되는 전력은 3 곳으로갑니다.
전력 은 외부 장치의 "실제 전력"요구 사항을 구동하기 위해 출력 핀을 통해 CPU를 떠나게됩니다. LED, LED 안정기 저항, 전송선, 전송선 바이어 싱 저항, 전송선 종단 저항 등이 그 예이다. 이러한 외부 장치는 100 % 효율적이지 않으므로 일부 또는 대부분의 전력이 열로 변환되어 외부 장치가 더 따뜻해집니다. (많은 전류가 I / O 패드 링의 트랜지스터를 통해 흐르지 만, 해당 트랜지스터의 전압은 비교적 작습니다). 이것은 종종 많은 LED를 구동하는 저전력 CPU에서 가장 큰 부분의 전력입니다.
I / O 패드 링 구동 (충전 및 방전) 외부 커패시턴스 의 트랜지스터에서 전력이 열로 변환됩니다 . PCB 트레이스의 기생 커패시턴스, RAM 및 기타 CMOS 칩의 입력 핀의 작은 게이트 커패시턴스, 큰 이산 FET의 큰 게이트 커패시턴스 등이 이러한 외부 커패시턴스의 예입니다. 각 충전 / 방전주기 동안, 그 커패시턴스에 일시적으로 저장된 모든 에너지는 CPU의 I / O 패드 트랜지스터 채널에서 열로 소산됩니다. (그주기 동안 전력이 어디로 가는지에 대한 즉각적인 세부 사항은 더 복잡합니다).
(마찬가지로 CPU의 입력 핀은 일반적으로 일부 외부 칩의 I / O 패드 링에있는 트랜지스터에 의해 구동됩니다. 각 충전 / 방전주기마다 CPU 내부의 커패시턴스에 일시적으로 저장된 모든 에너지는 즉, 외부 칩의 I / O 패드 트랜지스터 채널 (즉, CPU의 입력 핀을 통해 순 전원이 들어가거나 나가지 않습니다).
다른 내부 트랜지스터의 게이트 커패시턴스를 구동 (충전 및 방전)하는 내부 코어 트랜지스터에서 전력이 열로 변환 된다. 또한, 각각의 충전 / 방전 사이클에 걸쳐, 그 커패시턴스에 일시적으로 저장된 모든 에너지는 내부 코어 트랜지스터의 채널에서 열로서 소산된다. 이것은 고성능 데스크탑 CPU에서 가장 큰 부분의 전력입니다.
(*) 일부 연구자들은 내장 한 로직 재활용 에너지 즉, 오히려 모든 일시적으로 내부 및 외부 커패시턴스에 저장된 에너지를 열로 발산보다 대신 그 에너지의 대부분을 반환 (틱, 플랫 톱, 그리고 진자 CPU를 포함) 장치 받는 다시 전력 공급 .