POPPUR爱换

标题: 开帖说降cpu电压所带来的各种影响 [打印本页]
作者: cadence    时间: 2006-7-19 12:33
标题: 开帖说降cpu电压所带来的各种影响
看了N年对于命题“降压是否对cpu有害“的讨论了，今日发帖，希望能最终结论。2 i9 l. e$ ?2 ?7 R) R0 s7 x7 O3 m
    首先我的论点：在不会影响系统稳定性的前提下，降低cpu电压对cpu无害。下面来具体阐述我的理由。: j4 g1 d& T; \7 Y: }& y' [1 I* F- c
    我是学集成电路设计的，所以对此还是有发言权的，在设计中功耗是十分重要的指标，要降低集成电路的功耗一个十分重要的手段就是供电电压。要想彻底搞清楚这个问题，你需要半导体物理学，微电子学概论，数字（集成）电路，最好还有量子力学的基础，当然这对非专业人士来说不太实际，所以我经可能用简单的非专业语言来表述我的观点。0 W; a% g3 m2 I+ m/ J9 m$ h' s
8 L- ~2 y( J0 [* a
[ 本帖最后由 cadence 于 2006-7-19 17:53 编辑 ]
作者: cadence    时间: 2006-7-19 12:34
首先从集成电路功耗入手分析，电路功耗可分为静态功耗和动态功耗，对于静态功耗，你可以简单的理解为cpu的静态功耗是被等效成一个大的电阻所产生的能量消耗的，符合欧姆定律，可假定电阻是不变的，所以电压高则静态功耗高，反之亦然，所谓的降低电压会导致电流增大，这种观点的错误在于认为cpu功耗是不会变的，而事实是cpu的功耗随cpu电压而动，电压下降，电流也会下降；对于动态功耗，它和电路运行的频率有关，对数字集成电路而言，其中包含很多0、1代码，每一次0、1翻转都会产生动态功耗，用公式P＝C*f*V^2表示，C表示cpu内的电容，f是有效频率，V是电源电源，对于电容c，假定电容总是不变（这个假设在此模型中很合理）。可见，动态功耗是和cpu的工作频率成正比，和电源电压的平方成正比，可见降低cpu电压对于动态功耗能够又很大的降低效果。% V& P1 r) Z4 `. E. o
    下一个问题，动态功耗和静态功耗那个大些？老实说这个问题我真的的很难回答，从理论上讲，静态功耗是很低的，对于采用cmos制造的集成电路而言，从前静态功耗是可以不计的，但是，随着技术的进步，90nm，65nm在意味着更小尺寸的同时也带来了更高的漏电流，更高的静态功耗，所以我很难说谁占的比例是多少，况且cpu内也不完全是数字电路，也后很多模拟电路，它们的功耗计算就很微妙了，但是不管怎么说，降低电压对于cpu的功耗绝对是有好处的，更低的能耗就意味着更低的发热量，这就是为什么各个IC厂商都努力降低供电电压的原因。4 z* }9 x! \; I( R1 o
. u& `6 n* p4 k# \3 N( U
[ 本帖最后由 cadence 于 2006-7-19 18:01 编辑 ]
作者: cadence    时间: 2006-7-19 12:35
那么降低电压只有利，没有弊端吗？6 j" D( n4 N7 i  \) @
    很遗憾，不是没有，是很严重,过低的电压容易导致cpu工作不稳定./ s& _) H. S9 t  @
    降低电压带来的最大问题就是cpu频率很可能上不去了，这是什么原因呢？要搞清楚这个问题，首先你要先明白，RC延时，R是电阻，C是电容，电路内部的从0到1，或者从1到0都是电源对电容的充放电过程，这些过程都要时间，降低电源电压会导致从0到1或从1到0时间的增加，这就会导致在原本电路所规定的时间内有可能来不及做要做的工作，大个比方，老板原来要你1天做好某件事，给你3元，现在给你2元，由于rmb动力不足，导致你花了1.5天时间才完成，这对你老板来说简直是nightmare，差不多这意思，过低的电压容易导致cpu工作不稳定，重启当机都是十分正常的，所以电路的设计者都会有电压设计余量，保证电压过低时电路也能正常使用。而我们的工作就是找出这个极限，如果你不想超频，那把电压降低到能使电脑正常工作的极限，能减少cpu发热量，如，把3000+的电压从1.4弄到1.3一般都没问题的，当然如果你要超频那不建议你降低电压，如果你说你有个cpu降压还能超频，那你买到极品了，或者说这个U的电压余量很大。
' o+ t/ ~! c6 B: X; b  F$ }% _% I: q+ u! G  d
[ 本帖最后由 cadence 于 2006-7-19 18:04 编辑 ]
作者: agrantleung    时间: 2006-7-19 12:40
虽然看了一遍，但还是似懂非懂，只能支持了……
作者: liao228    时间: 2006-7-19 13:19
同意楼主的说法，偶总结一下：  F: r$ V) v' a
　  降压超频就象老板不给工人吃饱，还叫他多干活。如果这个工人能力强的话，每天饿着点照样能干活，还能减肥，一举两得，要是能力不强，那么也就窝窝工，干慢点，实在不行了就休息两天，反正死不了，呵呵。, M" G: _1 ?# m
　升压超频就不同了，给工人拼命吃，还叫他多干活，这样的话，弄不好就撑死了说。
作者: agrantleung    时间: 2006-7-19 13:23
原帖由 liao228 于 2006-7-19 13:19 发表8 f5 t; j& ^7 ?
同意楼主的说法，偶总结一下：
& S; q# R) I5 ]9 H5 v　  降压超频就象老板不给工人吃饱，还叫他多干活。如果这个工人能力强的话，每天饿着点照样能干活，还能减肥，一举两得，要是能力不强，那么也就窝窝工，干慢点，实在不行了就休息 ...
( \) T3 b3 {6 D: ~
这个好理解多了……
作者: zl36    时间: 2006-7-19 13:34
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: cadence    时间: 2006-7-19 15:10
晚上再修改一下) k7 S) R2 h& v: m( g
gfgsdfgfsdgsdfgfsdgsdfgsdfgsdf
作者: 风声鹤唳    时间: 2006-7-19 16:20
看了LZ的话题就想到偶以前的那块极品BT2500+,在1.5V就可以稳超3200+,比额定电压1.65V整整低了0.15V.
作者: box486gm    时间: 2006-7-19 16:38
:thumbsup:看完了 我终于明白了 LZ
1 t; e# M5 S. a% [/ @& Z! P
8 Q7 V5 C& w' E) n  M# v* U
- F8 v5 h( m- l: A5 n" e# C1 F9 c1 ?

$ A2 p1 q% K3 a- C# Q3 \
) U) r: u; B6 [( S5 x+ M! a- u; h' Z- X, X: E" j- z( e

/ y7 N5 r+ u5 H. q- m
) e; K* b0 t3 E7 F7 }) U9 r
  |& k( M4 r( N8 _  J7 k
' W& A' z5 p1 v; N' P8 I5 x8 F! S+ t; Q" V
2 ~- ?3 n  |% R9 ?; t
/ D+ e4 c* K) D8 L6 G- `
+ \! Z( o' i8 j/ f8 a! j
1 Y- Y  |4 G2 L
+ j4 F; h3 i+ d; ^+ _& u2 I* R5 R

. E+ m7 J7 D$ J  A  A, ?. E2 p1 q1 ~7 g
7 k: b2 m; W  K- X- o
. t# _% ^8 N2 p0 F9 y

5 Z9 b4 x2 Q. Z+ v' t* ~% i" \4 {& t" J
' L0 l5 ~9 e7 T
0 S1 q% T& O& F5 X! x

6 R( i/ t+ @& U0 @3 u* [0 g; G9 `4 b! P* V
" G$ a+ N6 p- P% C; P
是学集成电路设计的，所以对此还是有发言权的
! Z: e+ Q  C3 w. v) o/ n8 I9 y. Z& W* G! J' B$ `; ~
7 m! w2 t; H) G  ^+ Q
:devil:
作者: TopGame    时间: 2006-7-20 01:36
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: 风神越野    时间: 2006-7-20 02:31
反正我的1700+一直降在1.475V超2G稳定运行
作者: 神的马甲    时间: 2006-7-20 02:44
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: 神的马甲    时间: 2006-7-20 02:53
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: cadence    时间: 2006-7-20 09:56
启动是一个不稳定状态，尤其对于低压cpu，尤其敏感，一旦稳定，对电压要求会降低
2 m, ^4 b) h/ u频率低对电压要求也会降低，频率低对延时要求降低，对电压的充放电时间也会降低要求，所以可以用更低的电压开启、关闭
作者: flying.B    时间: 2006-7-20 11:29
学习贴，没学过这玩意，只能简单的理解下~
! Q: [) U$ ?# D* a
) \7 c/ W6 B0 u所说的安全电压值，是否就是厂商给出的值呢？
% V) l& Q; V* y9 \. u, s$ s' ~- o% Z3 f1 ?! M! |7 R, U) |! l
如果说遇极品，是否可以正负出厂商给的值呢？
作者: cadence    时间: 2006-7-20 11:49
一般厂商给定的是一个有丰富余量的值，它能保证在任何环境下cpu的正常工作，一般可以减小，对于超频，如果频率升高，加大电压是对的，但会导致过高的发热量，这个也会导致超不上去，降低电压超频，能减小发热量，但不利于cpu的稳定工作6 I, S4 J7 s& j4 V
所以，发热量和稳定工作是cpu超频的一对主要矛盾，鱼和熊掌不能兼得，所要做的就是找最HI的点，两者的平衡点，当然这也得看你更关注什么，希望小发热量，那么就降低电压
作者: Rafale    时间: 2006-7-20 12:10
看都懒得看，I和A不是经常推出什么“低电压”、“低功耗”版的U吗，那都是人家在同样的晶圆里挑出来的……出于市场容量问题，他们挑多了了没用，剩下的我们就自己挑就是。, ]5 z# r( r" f5 X. _5 u& m
这么简单的道理居然2年来一直有人在纠缠，实在是高中物理不及格。' ]/ l; E( i' w0 t" U3 q) y" c
反正我的2奶机BT2500＋运行在1.4V 2.1G（3000＋）以下已经2年了-_-
作者: 下午开船    时间: 2006-7-20 15:24
我的 506 现在降到 1.024稳定运行
作者: alom    时间: 2006-7-20 15:26
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: qymeng    时间: 2006-7-20 15:35
看完lz的帖子，感觉amd cpu的cnq功能还是应该开启的，省电呀　＃
作者: 发烧玩家    时间: 2006-7-25 00:05
:huh:我的146    1V稳定使用中。2G~* f$ y7 m7 U3 x
不会将来超不上去吧？
作者: eagleli    时间: 2006-9-22 09:17
小声问一下，楼上降压的达人们，都是怎么降的？
. N: C& b/ y4 H) ~, Mbios？
+ q3 E' q* x- g2 D1 C还是软件降的？:unsure:
作者: 下午开船    时间: 2006-9-22 10:11
原帖由 eagleli 于 2006-9-22 09:17 发表
8 Q5 e- g- X" I- Z6 ]$ @5 E小声问一下，楼上降压的达人们，都是怎么降的？+ P- M& |6 ~1 c7 v. Y
bios？8 J. k# S5 H. @4 J
还是软件降的？:unsure:
* ^. x0 @# l0 l5 T0 _1 O
在 BIOS里面调:loveliness: :loveliness: ( V  r, e4 C# Z3 W0 o
3 s+ T( ?/ c0 A9 }. U
E6400 降到 1.0625V了   默认电压是1.325V:p :p :p :p   超频在搞上去
作者: whsyjt    时间: 2006-9-22 11:34
楼上的也太刻薄了吧,6400才给1.0625的电压,饿死扣肉怎么办?! F3 B. t9 K" t* j* z  p2 L
回家也把6300的口粮从1.2继续往下砍~~~
作者: Trowa    时间: 2006-9-22 15:42
原帖由 whsyjt 于 2006-9-22 11:34 发表
0 R8 E4 y0 R& q. G' B  C楼上的也太刻薄了吧,6400才给1.0625的电压,饿死扣肉怎么办?
# R+ t9 _6 V& X5 I# P2 o" Z2 y" K; \8 k回家也把6300的口粮从1.2继续往下砍~~~

, n1 K0 p! ], D/ l1 l# m' |3 n扣肉成瘦肉w00t)
作者: apexmfg    时间: 2006-10-9 10:05
:funk:
原帖由 whsyjt 于 2006-9-22 11:34 发表4 E/ g, i# t8 t# E; g& H
楼上的也太刻薄了吧,6400才给1.0625的电压,饿死扣肉怎么办?: G7 A7 W% ?- Q5 r7 }. j/ t! V
回家也把6300的口粮从1.2继续往下砍~~~

- n' T/ E" z: s/ u
7 l& f6 i0 o! S: ~我的6300 , 400X7 , 1.25v還在偷偷樂:funk:
3 t& I0 X" ~5 i* X
' a1 j$ g; ]$ Z: F5 v) y4 M回家給它1.0算了:p
作者: apexmfg    时间: 2006-10-11 09:56
原帖由 whsyjt 于 2006-9-22 11:34 发表
# W' \  q) c. I楼上的也太刻薄了吧,6400才给1.0625的电压,饿死扣肉怎么办?' C/ n* _  L, f8 l+ a0 D, D0 [( _
回家也把6300的口粮从1.2继续往下砍~~~
) R7 }! v, h3 \4 S' t

$ ~+ j0 s9 _* h, l8 w+ w9 G3 X9 ^" ^; G, J/ w* a: i8 U& J
不是吧! O, p' r0 E. U4 x

0 f$ U( f) x) O2 E! z我把電壓改到1.20& c2 z2 G" Z# t& x
溫度卻上升到60多度，看到改低是不行的:funk:
作者: 落凫散人    时间: 2006-10-11 16:33
看完了~没明白~以后当作学习帖经常顶之看之~:p
作者: gzXW    时间: 2006-10-11 17:49
原帖由 cadence 于 2006-7-19 12:35 发表: h, `+ M; Y; o, a8 |. z" y0 K; N
降低电源电压会导致从0到1或从1到0时间的增加，这就会导致在原本电路所规定的时间内有可能来不及做要做的工作， ...

. ?+ A# L0 p5 V/ U  l0 {$ `( ~% m# g

  k8 c7 e! M& _9 x5 Z2 d真能扯， 太想当然了吧。:lol:   还是回去好好把晶体管的开关曲线和电容充放电曲线好好看看吧。
作者: gz0921    时间: 2006-10-11 20:12
偶在05年写过一个该问题的文章~5 ^; ?- A+ Z3 ?5 V* w9 @: E
偶以为那时候这个问题就已经解决了~' V  \) _7 e0 r; a6 I6 Z) E
4 _" c$ E5 \$ P1 q4 V: Q- T# g- S
没想到又出现了~嘿嘿~~2 f" V! o7 ?( y$ m9 Q# z; G
偶也是学微电子DI~~. b% V7 A& {0 |5 K1 g1 C, n
: i+ y6 G2 t  M) A" i
降压使用对cpu没有危害！- -3 Q. g3 k$ r5 C) I
                                       ) d2 I4 R! y% d" V+ _1 K
. N6 Y7 u1 l* }2 r2 G8 u

7 x+ n' y- j/ N4 a只要cpu能正常工作，保持信号的完整性，
) n* l2 b- s8 a系统运行不出错误，那对cpu的就没有危害！
2 n. c+ u4 y; n! \1 V& z3 x
0 p$ t* W+ w9 b5 W" d9 r# t  ]0 t有些人解释说降压工作对cpu有害的原因竟然是降压也能
% V8 F1 J( ?9 w3 L引起电子迁移的加剧！
* y' }. C# V  }' c) }7 d7 I5 T7 J  B/ m2 a6 v; E% e1 ?& c
现在，我就驳斥一下这种说法:+ Y7 I3 l! E2 v1 b

- e; e/ C5 A! M. u* z/ ^) l首先对于电子迁移想象，我不得不再重新解释一下，相信好多人已经看好多遍了。1 r7 D) {7 {8 f+ h

7 e/ e; l4 c7 L  |5 ?% w. i电子迁移现象是始终存在于半导体集成电路里的一种物理现象。) D4 R$ H  L/ e. M9 K- \
在电流加大的情况下，这种现象就更剧烈一些，如果电流太大了
, K9 h7 x, z6 k4 i8 k9 ?! ^就好比洪水决堤--"河道"也就是电路就被损坏了！! C, N% W: M9 p/ E
那为什么电子迁移现象总跟"热"联系起来呢？那是因为"热"
, o5 \  u0 R& c0 D- X* E) e2 x能加剧原子的微观热运动，所以能够加剧电子迁移的程度。" z: C& O% n3 w, k) A2 ?3 u' f. N
而且，集成电路中电流大的时候，总会很热！
* O. @- @2 a' Q* Q$ Z5 q& F+ u8 M; |" U9 |. d3 I8 }
所以，电流大和温度高是造成致命性的电子迁移的根源，而这两个
" d% U5 Y1 N2 W" V根源的实质是统一的，电流大自然会导致温度升高！电流小发热自8 t4 W: }8 n; Q$ q% @
然就小了！' u" o6 _( L; P* m2 a" f  X; q
2 \7 n6 b2 j7 k8 w0 T* n
大家知道，现在cpu采用的都是CMOS电路，CMOS电路是一种互补逻
, @) X5 H+ d) n1 H辑电路,它的功率由三部分组成！
  c4 G& M! ]) s2 j" z* `1 u9 N! V) a6 ]$ M" U1 Y8 H' i0 g* K
P= Ps + Pt + Pc
8 k; y" [7 I& `3 I+ t* }( G9 }" G6 S* K5 L. @! v4 {
Ps：静态功耗
2 `1 |8 i2 Z6 d7 s& A1 YPt：顺态功耗$ W  d' Z9 Q- p) |, Z1 J
Pc：电容充电功耗
% L7 ]8 z& v. A  W0 ]/ c" |+ O4 F6 \  ?( u2 B0 v
以CMOS电路中最基本的反向器为例，因为反向器正好一个P管一个N管，  Q. s; Q+ K0 w- r) N& L2 M7 t
是最基本的互补逻辑。
6 X5 e5 }1 t. D' A! @0 o  b( e
; g9 d$ q: z" z其中：
7 B% E" k% g' @" [
% O7 |) C) _2 O  V7 ~. C$ T+ [8 [Ps=Ios*Vdd
' _5 h6 H% g9 j3 y2 [( w6 ^2 X( MPt≈1/2*(tr+tf)*It-max*Vdd*fc
: I# M! B  t3 K7 BPc=Cl*fc*Vdd*Vdd0 q5 [* f, z( q8 q

6 _. u0 R& c0 n7 i我们看这三个公式，其他的我不想解释，学过半导体物理的人，一看  u: k. v* {) O4 ~/ W5 f) }
便知，大家只要注意三个公式里的Vdd就行了，可见Vdd一减小，功耗' r" }9 [. P  }4 {6 O  y
全部降低，总功率也就降低了~~8 U" d. d. W7 N; p
) q; I. A% j/ K. u) I1 c  O; K
呵呵~~所以说降低电压肯定会降低功率的！( t6 H% Q. v$ G
那功率降低了，发热也减小了，前面也说了，发热与电流是统一的引起% F8 p) m; C& x" n3 Q9 {0 t
电子迁移加剧的根源，所以电子迁移作用自然会减弱。1 z. N! P3 R7 z; _# r9 M0 F' H7 `
所以，降低电压是不会引起电子迁移现象加剧的！那怎么能损害cpu呢？0 l/ t& D; X% p7 y
* }6 o3 v' F3 G+ s) j
再说的细致一点，还是看那三个公式，除了静态功耗外，其他两个公式
4 q0 @8 _) ~8 p  V6 p都有一个因子-fc。这个就是频率，为什么功耗中会有频率这个因子呢？
3 P. l' E& ]* [; V) s* x那就得说说CMOS的工作原理，传统的CMOS电路功耗主要来自于Pt和Pc两
8 z6 h+ y$ m) o2 @- E部分，近年来ULSI(甚大规模集成电路)的普及才是Ps也重要起来！* C4 I8 m* T: t3 H0 b- Z* m$ L
而Pt一直作为IC最重要的功耗来源，只在CMOS电路逻辑翻转时才会产生，" ^5 k& D0 H( R$ r* F  a/ h+ T8 x
tr和tf就表示逻辑翻转的速度。所以cpu的电流大小可以说是由cpu的运行
) n6 Y9 U+ e3 o5 m$ |频率和cpu中参与运算的晶体管数量成正比的。
6 [8 v" |# v' W1 x6 v+ p9 B
[ 本帖最后由 gz0921 于 2006-10-11 20:16 编辑 ]
作者: 云濯    时间: 2006-10-11 23:50
提示: 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽
作者: apexmfg    时间: 2006-10-12 08:22
原帖由 gz0921 于 2006-10-11 20:12 发表5 n! A$ d/ Z9 z
呵呵~~所以说降低电压肯定会降低功率的！4 {# x( Z2 r" H
那功率降低了，发热也减小了，前面也说了，发热与电流是统一的引起
1 C5 ^& Y7 Z: R( x0 I电子迁移加剧的根源，所以电子迁移作用自然会减弱。$ v; X3 {1 ~' ^" N1 k
所以，降低电压是不会引起电子迁移现象加剧的！那怎么能损害cpu呢, c( f) ]& W' b) C% G& j# j1 S- b: a
& Z( a) }7 z* i
# T2 C( V3 e  R5 s3 o& b& r' h
; J$ S3 h% }; T  V
0 p# G! z: i' }; p# U, l
不太對吧
( G4 y! @9 a* x6 W; T4 I  u7 T4 W2 U! ^' q% _9 L
我的E6300，OC到2.8（400X7）
0 A  o3 x" ?4 ?1.25 v 時CPU待機38￣39度% K0 X" l: s, g  x
降到1.20v 時CPU待機62￣68度:funk:
作者: gz0921    时间: 2006-10-12 09:36
原帖由 apexmfg 于 2006-10-12 08:22 发表  y3 ~1 k0 T( L4 r
5 l4 s- s6 d/ ?9 f& E" X- q

% E. k/ J/ M, {# j' p1 g; V  ~# @, w) }
不太對吧
5 v! Z4 E- a8 T- J- S2 ?  Q8 {7 ~, T) Z8 J1 n2 Y$ f* B
我的E6300，OC到2.8（400X7）$ j' [& T, \  S7 u5 g$ k. E
1.25 v 時CPU待機38￣39度
1 t" U! J0 g( E* |降到1.20v 時CPU待機62￣68度:funk:

+ ]0 s. P$ Q& F5 I9 a+ A5 L: q2 [# E0 Z  R( S4 N$ M
EIST被关掉了吧~-_-



欢迎光临 POPPUR爱换 (https://we.poppur.com/) Powered by Discuz! X3.4