Ke mana perginya semua konsumsi daya CPU? Apakah semua daya yang ditarik oleh CPU PC bisa diubah menjadi panas? Atau apakah itu diubah menjadi bagian panas dan sebagian jenis energi lainnya?
Ke mana perginya semua konsumsi daya CPU? Apakah semua daya yang ditarik oleh CPU PC bisa diubah menjadi panas? Atau apakah itu diubah menjadi bagian panas dan sebagian jenis energi lainnya?
Jawaban:
Idealnya sebuah komputer yang tidak melakukan tugas apa pun tidak menghabiskan energi, tetapi selalu ada kebocoran kecil dan dalam prosesor 1 miliar transistor seperti Pentium bahwa kombinasi kebocoran kecil masih menyebabkan banyak kehilangan daya.
Daya listrik dikirim ke hampir (*) CPU berbasis CMOS melalui pin VCC dan GND-nya ke 3 tempat:
Tenaga listrik meninggalkan CPU melalui pin outputnya untuk menggerakkan persyaratan "daya nyata" pada perangkat eksternal. LED, resistor ballast LED, saluran transmisi, resistor biasing saluran transmisi, resistor pemutusan saluran transmisi, dll. Adalah contohnya. Perangkat eksternal tersebut tidak pernah 100% efisien, sehingga sebagian atau seringkali sebagian besar daya diubah menjadi panas yang membuat perangkat eksternal tersebut lebih hangat. (Banyak arus mengalir melalui transistor di cincin pad I / O, tetapi tegangan yang relatif kecil melintasi transistor tersebut). Ini seringkali merupakan fraksi daya terbesar di CPU berdaya rendah yang menggerakkan banyak LED.
Tenaga listrik dikonversi menjadi panas di transistor dalam cincin I / O pad drive (pengisian dan pemakaian) kapasitansi eksternal. Kapasitansi parasit jejak PCB, kapasitansi gerbang kecil dari pin input RAM dan chip CMOS lainnya, kapasitansi gerbang besar dari FET diskrit besar, dll. Adalah contoh kapasitansi eksternal tersebut. Selama setiap siklus pengisian / pengosongan, semua energi yang sementara disimpan dalam kapasitansi tersebut hilang sebagai panas di saluran transistor pad I / O CPU. (Perincian instan-demi-instan dari mana daya mengalir selama siklus itu lebih rumit).
(Demikian pula, pin input CPU biasanya didorong oleh transistor di cincin bantalan I / O dari beberapa chip eksternal. Selama setiap siklus pengisian / pengosongan, semua energi yang sementara disimpan dalam kapasitansi di dalam CPU dihamburkan sebagai panas dalam saluran transistor I / O pad dari chip eksternal tersebut. Dengan kata lain, tidak ada daya bersih yang masuk atau keluar melalui pin input CPU).
Tenaga listrik dikonversi menjadi panas dalam transistor inti internal yang menggerakkan (pengisian dan pemakaian) gerbang kapasitansi dari transistor internal lainnya. Sekali lagi, pada setiap siklus pengisian / pengosongan, semua energi yang sementara disimpan dalam kapasitansi dihamburkan sebagai panas dalam saluran transistor inti internal. Ini adalah fraksi daya terbesar di CPU desktop daya tinggi.
(*) Beberapa peneliti telah membangun perangkat logika daur ulang energi (termasuk CPU Tick, FlatTop, dan Pendulum) yang, bukannya menghilang karena panas semua energi disimpan sementara dalam kapasitansi internal dan eksternal, sebagai gantinya mengembalikan sebagian besar energi itu kembali ke catu daya .