Como a temperatura da CPU está relacionada à frequência do clock e à utilização do processador? [fechadas]

Question

Enquanto lia a resposta de Dennis , isso me faz pensar sobre o que determina a temperatura da CPU. Segue minha compreensão.

A temperatura da CPU é determinada apenas pelo uso da CPU em uma unidade de tempo.

O uso da CPU em uma unidade de tempo é igual ao percentual de uso da CPU vezes a freqüência da CPU.

Assim como a porcentagem de uso da CPU ou a freqüência da CPU diminui, o uso da CPU em uma unidade diminui e a temperatura da CPU diminui.

A seguir, uma citação de parte da resposta de Dennis , com a qual meu entendimento acima não concorda:

Higher usage means higher temperature. Lower usage means lower temperature.

Underclocking your CPU frequency with cpufreq will only affect the percentage of CPU usage without lowering the temperature.

The percentage is an absolutely meaningless value. With the exact same workload, your percentage might go up or down when under- or overclocking your CPU. But it's still the same workload, so any potential harm (and I'm not sure there is any) caused by usage will be exactly the same.

Likewise, cpulimit limits the CPU usage, thus keeping percentage and temperature low.

Você pode me dizer qual deles está correto, Dennis ou eu? Por quê?

Obrigado!

    

Answer 1

The CPU temperature is solely determined by the CPU usage in a unit time. [...] So as the CPU usage percentage or the CPU frequency decreases, the CPU usage in a unit time decreases, and the CPU temperature decreases.

O consumo de energia (ou seja, gerado pelo calor) não é somente determinado pela utilização da CPU, embora isso também dependa de quais instruções a CPU está executando. Em um circuito CMOS digital e síncrono (como o processador), o consumo de energia pode ser calculado como :

P = C x V^2 x f

Onde C é a capacitância do circuito digital (alterações com base nas instruções que estão sendo executadas), V é a tensão da CPU e f é a freqüência do clock. Algumas instruções desenham mais poder do que outras , então vamos assumir está corrigido aqui (isto é, rodando os mesmos programas que fazem algum trabalho apreciável que não seja o ocioso). Como efeito colateral disso, a temperatura da CPU diminuirá quando estiver ociosa (apenas NOP s), mesmo com a mesma frequência de clock.

Note, no entanto, que a energia consumida pela CPU ainda está diretamente relacionada à frequência e voltagem. Reduzir pela metade a frequência reduzirá o consumo de energia para 50%, enquanto reduzir pela metade a tensão reduzirá o consumo de energia para 25% de seu valor original. Isso tem um efeito enorme na geração de calor, mesmo se quisermos realizar a mesma quantidade de trabalho (lembre-se de que a energia é trabalho por unidade de tempo; veja abaixo).

Higher usage means higher temperature. Lower usage means lower temperature.

Sim, isso é verdade . Quando o computador está inativo, ele geralmente não faz "nada" (ou seja, NOP instruções, em um estado de baixa energia ou simplesmente não está fazendo instruções intensivas de energia). Quando está fazendo algo, como renderizar gráficos, ele usa muito mais componentes na CPU (como a ALU, FPU, MIU), gerando mais calor.

Underclocking your CPU frequency with cpufreq will only affect the percentage of CPU usage without lowering the temperature.

Não, isso é falso . Veja a equação acima. O underclocking fará com que os programas sejam executados em um período de tempo mais longo, mas a energia consumida pelo circuito diminuirá . O consumo de energia do CMOS está diretamente relacionado ao número de chaves lógicas por unidade de tempo.

Isso é muito intuitivo, dada a definição de poder , que é simplesmente trabalho por unidade de tempo , ou a taxa na qual realizamos trabalho / cálculos. Se executarmos o mesmo programa até a conclusão em uma determinada frequência f e, em seguida, compará-lo na frequência f/2 , no último caso, embora tenhamos o dobro do tempo para executar o programa, fizemos a mesma quantidade de trabalho - e assim, a energia consumida pela CPU durante este tempo será metade .

A CPU irá, portanto, operar a uma temperatura mais baixa, mesmo que demore mais tempo para realizar a mesma quantidade de trabalho, já que agora tem mais tempo para dissipar o calor na CPU. O underclocking também permite operar a CPU em uma voltagem mais baixa (diminuindo), diminuindo ainda mais o consumo de energia sem afetar o trabalho.

    

Answer 2

Depende do seu processador, mas limitar o máximo de CPU pode diminuir definitivamente a quantidade de calor gerada. Primeiro, tenha em mente que o calor é determinado pela tensão Vcore e não pela freqüência. Então, se você puder limitar seu processador a um estado P mais baixo, ele também limitará a tensão do vcore. Tenha em mente que isso é apenas em processadores Intel mais recentes (eu assumo a AMD como algo similar), então eu acho que é de onde vem a confusão. Eu fiz alguns testes para provar minha teoria.

1. Primeiramente eu deixei meu I7 3930k @ 4.2Ghz executar um passe de linpack e fiz uma captura de tela de vcore e temperaturas:

Comovocêpodeverdepoisdeumapassagemdolinpack,meupacotedeCPUestáem55C

Agoralimiteia75%eexecuteioutrapassagemdolinpack:

Observe as diferenças no vcore em 4,2 Ghz vs 2,4 Ghz, 1,280 e 0,984. Em termos de Vcore, isso é uma enorme diferença. Observe como o calor gerado reflete isso: 55C vs 40C.

Portanto, há alguma verdade em limitar a frequência reduzindo o calor gerado. Embora uma CPU a 3,8 GHZ com 1,28 Vcore e uma CPU a 4,2 Ghz com 1,28 Vcore gerem a mesma quantidade de calor, isso só é relevante para os subtensões de CPU, bem como para os downclocks.

    

Answer 3

O que dennis disse é O underclock da freqüência da CPU com o cpufreq afetará apenas a porcentagem. Isso significa que a carga de trabalho é a mesma, mas a porcentagem será baixa (praticamente é alta). Como a carga de trabalho é maior, a temperatura da CPU será maior.