开帖说降cpu电压所带来的各种影响

cadence

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。
    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。
" t5 v% ?& E! F- c$ q* X    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。
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! t1 R) ?$ P3 _1 R7 v3 @[ 本帖最后由 cadence 于 2006-7-19 17:53 编辑 ]

cadence

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。
    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。

; R( q' U# ]4 D& c[ 本帖最后由 cadence 于 2006-7-19 18:01 编辑 ]

cadence

那么降低电压只有利，没有弊端吗？
    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.
    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。
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[ 本帖最后由 cadence 于 2006-7-19 18:04 编辑 ]

agrantleung

虽然看了一遍，但还是似懂非懂，只能支持了……

liao228

同意楼主的说法，偶总结一下：
　  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。
8 e. W" ^/ i5 g# t　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。

agrantleung

原帖由 liao228 于 2006-7-19 13:19 发表
% i& c# ?1 n" w0 Q- ?+ u) R同意楼主的说法，偶总结一下：
: f0 h, j+ [8 R. {: @　  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 ...

这个好理解多了……

cadence

晚上再修改一下
gfgsdfgfsdgsdfgfsdgsdfgsdfgsdf

风声鹤唳

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.

box486gm

:thumbsup:看完了 我终于明白了 LZ
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是学集成电路设计的，所以对此还是有发言权的


# y" h8 J+ J8 E! H$ E4 c( [  F:devil:

风神越野

反正我的1700+一直降在1.475V超2G稳定运行

cadence

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
  z$ p* y% \+ T& Z% ~  d7 Z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

flying.B

学习贴，没学过这玩意，只能简单的理解下~

% R# L- E* \! a& |所说的安全电压值，是否就是厂商给出的值呢？
- E2 j% S: j+ M  {
如果说遇极品，是否可以正负出厂商给的值呢？

cadence

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
, b: [0 R; E% d' b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

Rafale

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。
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。
: d! L1 x: W$ M3 ?9 B0 _# m反正我的2奶机BT2500＋运行在1.4V 2.1G（3000＋）以下已经2年了-_-

下午开船

我的 506 现在降到 1.024稳定运行