突然想问问物理好的同学，显卡200W的功率，是不是100%都变成热能了？

iguana

记号一下该贴。

xlem

不可能 世上没有100%

racingstar

如果要从电势能看，可以这么理解，给芯片加电，位于芯片电源输入负极的电子群拥有高势能，在外加电场的 ...
logMsg 发表于 2010-3-22 14:30

呵呵，log兄，数电原理我是学过的，PMOS和NMOS的原理是知道的。不过关于原子结构振动的分析，应该已经超过了数电的知识了，按照大物的理解，似乎也说不通，没看到过相关原子结构振动这方面的分析，如果原子核相对固定的话，振动的应该是轨道上的电子，但如果是分析电子的运动的话，得用量子力学的角度去分析，那就是概率分析了，薛定谔方程也是只是知道个公式，没什么了解，毕竟不是专业学习物理的。log兄物理知识确实是丰富，不过芯片做功问题，我还是觉得不需要分析到这么深的微观结构。另外，电势能还是只取决于电子分布，因为电势能是由电场强度决定的，电势能和热能之间并没有转化这种说法，电势能改变的原因是外场强的变化造成的，电势能是和电子的动能相互转化的。

hjspeeder

有用功是电势能，无用功是热能，向外届释放的途径都是通过热传递导出的

logMsg

呵呵，我考虑的方向是通电前后状态的改变。对于芯片而言，在输入电功的作用下，电子和空穴的移动，使得芯 ...
racingstar 发表于 2010-3-22 12:47

如果要从电势能看，可以这么理解，给芯片加电，位于芯片电源输入负极的电子群拥有高势能，在外加电场的驱动下迁移到芯片电源正极后，势能降低。
电子（空穴）迁移阻力来自晶格（N型或P型材料的原子除去电子或空穴的那部分结构）间的正（负）电荷引力场，类似原子核对电子的引力，大量电子空穴定向迁移时，晶格在引力场中受到电子群的扰动，于是振动加剧，原子结构的振动加剧意味着芯片的材料的内能增加了。电子们损失的电势能就让整个芯片“热”起来了。

racingstar

我不知道这里的无效功和有效功应该怎么理解

    无论导体、半导体还是绝缘体，内里电子受外加 ...
logMsg 发表于 2010-3-21 23:10

呵呵，我考虑的方向是通电前后状态的改变。对于芯片而言，在输入电功的作用下，电子和空穴的移动，使得芯片内部的电势能不断的变化，使电势能产生变化的这部分做功就是有效功。正如您说的一样，电子移动改变芯片电势能的过程中，由于受到阻力的缘故，必然会产生热功，这部分热功就是额外的无效功。另外您说的电势能转换为热能，我不是很明白，势能只跟电子的状态有关，电子的分布改变，电势能就改变，不存在电势能转化为热能的说法。本身电势能改变就需要外有做功输入，在改变电子分布的同时，必然要付出额外的热功，而热功占了绝大部分电功，实际改变和维持电子分布的功是很小的。其实，这跟在重力环境下改变一个物体的位置一样，要让物体升高和降低，我做的功就是物体势能的变化和克服空气阻力做的功，实际有效的做功就是势能的变化，无效做功就是克服空气阻力做的功，只不过在芯片而言，这个‘克服空气阻力做的功’比势能变化要大上好多好多倍。

小苗苗

200W全部是热能的话，早把大家的小腿烤熟了。

logMsg

呵呵，log兄，就芯片层面上讲，总结一句话就是输入电功转化为其他功，转化中，无效热功占绝大多数。芯片内 ...
racingstar 发表于 2010-3-21 13:29

    我不知道这里的无效功和有效功应该怎么理解

    无论导体、半导体还是绝缘体，内里电子受外加电场驱动定向迁移，行进过程中会受不能移动的晶格阻挡，这个阻力宏观上看就是电阻，不能移动的原子核反过来会受大量电子冲击加速振动，这个加速振动，这就是电势能转化为内能（热能）的根源。热量的产生是必然的，只要有巨量的电子在定向迁移。
   
    空穴（电穴，当年俺教科书上叫空穴）其实就是P型半导体的电子空位，跟电子一样能移动，不过它是正电量，实质上迁移的还是电子。。。。。

   对于半导体的电阻能不能忽略，举个简单的例子，一个功率MOS管，给GS极加大小不同的电压，那么DS之间的沟道就是一个会变化的电阻，DS间加个电源，要计算发热，只要用初中学的欧姆定律就行了。

西把拉古

等会儿问老婆,她当年硕导是中科院的黄祖恰.应用物理的.
pavilion 发表于 2010-3-19 22:30

哥们在家说到物理问题估计感觉特卑微

shiwei21

很无聊，反正转化不了核能！

Ju1pX

不是你这么搞笑的

5750的功耗比3870低    但是比3870更聪明

谢谢
scowl 发表于 2010-3-21 13:54

5970比3870更聪明？

scowl

智能也需要能量吗？难道爱因斯坦比一个傻子每天多消耗2斤馒头或者牛排？
mordor10 发表于 2010-3-19 10:47

   

不是你这么搞笑的

5750的功耗比3870低    但是比3870更聪明

谢谢

racingstar

GPU是啥？集成电路
    集成电路是啥？有限个晶体管集和部分金属导体（内部）
    给GPU加电， ...
logMsg 发表于 2010-3-19 23:45

呵呵，log兄，就芯片层面上讲，总结一句话就是输入电功转化为其他功，转化中，无效热功占绝大多数。芯片内部晶体管上的电阻什么的，其实都可以不考虑，正常的情况下，切割出芯片的晶圆都是半导体，金属针脚部分的损耗可基本忽略。对于半导体而言，通电后，电子和电穴的排列会变化，产生这些电势能变化的做功就是电功转化的有效功。其实，没必要想的太复杂，只是定性分析不是定量分析。
另外，看帖子上有人提到的熵增原理：在孤立系统中，实际发生的过程总使整个系统的熵值增大，此即熵增原理。这个不适合讨论在芯片做功上，芯片毕竟不是孤立系统。我举个例子，一杯水，滴入一滴墨水，这时候，这杯水中的墨水会慢慢扩散，含有墨水的这杯水会从墨水比较集中的有序状态慢慢转化到墨水混合的无序状态，符合熵增的原理。但是如果我持续往这杯水中滴入墨水时，墨水虽然是在扩散，但是浓密区分明显，整杯水的颜色分布是有序的，并不是朝着无序状态转化。芯片做功是有持续的电功在输入的，熵增原理是不适用的。

logMsg

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    是PN结，我留学，不知道国内怎么形容这个词   

你读过大学，我也想知道GP ...
akcadia 发表于 2010-3-19 15:16

    GPU是啥？集成电路
    集成电路是啥？有限个晶体管集和部分金属导体（内部）
    给GPU加电，电流从电源正端出发流经芯片，从地线回到电源负端，半导体材料的晶体管们虽然属于半导体，但是有电阻R，还有寄生结电容、电感，出发GPU是超导体做的，剩下的不需要多讲了。
   没有人的显卡通了电后会飞起来吧？
   
   哥没真正上过大学，偶尔旁听过电磁学、电动力学、理论力学、光学、狭义相对论、量子力学、数学物理方法、半导体物理学、固体物理学等，不一一列举了，那学校相当不厚道，勒令俺每年交钱然后领两个证滚蛋。

racingstar

mos管的开关状态变化是靠电子和电穴移动产生的，这个是毋庸置疑的，那么这部分的电势能从哪里来的呢？
芯片就是由有限个mos管单位组成的，电子和电穴移动后，其电势能必然变化，显然就是有效电功转化为了芯片晶体管的电势能了。当然，由于集成电路的特性，大部分的电功都转化为了无效的热能。
至于除芯片外的其他能量转化，就没有必要讨论了吧，这个大家都知道。

0603050306

显然是99.9999%变成了热能 最后的一点经过各种转换也变成了热能

zgmfx10akira

应该有一部分是用来给电子振动提供能量吧，全部转换成热能，你当热得快啊？