El voltaje del núcleo de la CPU ( V CORE ) es el voltaje de la fuente de alimentación suministrada a la CPU (que es un circuito digital ), GPU u otro dispositivo que contenga un núcleo de procesamiento. La cantidad de energía que usa una CPU y, por lo tanto, la cantidad de calor que disipa, es el producto de este voltaje y la corriente que consume. En las CPU modernas, que son circuitos CMOS , la corriente es casi proporcional a la velocidad del reloj , la CPU casi no consume corriente entre los ciclos del reloj. (Ver, sin embargo, fuga por debajo del umbral ).
Ahorro de energía y velocidad del reloj
Para conservar energía y administrar el calor, muchos procesadores de computadoras portátiles y de escritorio tienen una función de administración de energía que el software (generalmente el sistema operativo ) puede usar para ajustar la velocidad del reloj y el voltaje del núcleo de forma dinámica .
A menudo, un módulo regulador de voltaje se convierte de 5 V o 12 V o algún otro voltaje a cualquier voltaje del núcleo de la CPU que requiera la CPU.
La tendencia es hacia voltajes de núcleo más bajos, que conservan energía. Esto presenta un desafío al diseñador de CMOS, porque en CMOS los voltajes van solo a tierra y el voltaje de suministro, la fuente, la puerta y los terminales de drenaje de los FET tienen solo el voltaje de suministro o voltaje cero a través de ellos.
La fórmula MOSFET : dice que la corriente suministrado por el FET es proporcional al voltaje de la fuente de puerta reducido por un voltaje de umbral , que depende de la forma geométrica del canal y la puerta del FET y sus propiedades físicas, especialmente la capacitancia . Para reducir(necesario para reducir el voltaje de suministro y aumentar la corriente) se debe aumentar la capacitancia. Sin embargo, la carga que se impulsa es otra puerta FET, por lo que la corriente que requiere es proporcional a la capacitancia, lo que requiere que el diseñador mantenga la capacitancia baja.
Por tanto, la tendencia hacia una tensión de alimentación más baja va en contra del objetivo de una velocidad de reloj alta. Solo las mejoras en la fotolitografía y la reducción del voltaje umbral permiten que ambos mejoren a la vez. En otra nota, la fórmula que se muestra arriba es para MOSFET de canal largo. Con el área de los MOSFET reduciéndose a la mitad cada 18-24 meses ( ley de Moore ), la distancia entre los dos terminales del interruptor MOSFET llamado longitud del canal es cada vez más pequeña. Esto cambia la naturaleza de la relación entre los voltajes terminales y la corriente.
El overclocking de un procesador aumenta su velocidad de reloj a costa de la estabilidad del sistema. Soportar velocidades de reloj más altas a menudo requiere un voltaje central más alto a costa del consumo de energía y la disipación de calor. A esto se le llama "sobrevoltaje" . [1] La sobrevoltaje generalmente implica ejecutar un procesador fuera de sus especificaciones, lo que puede dañarlo o acortar la vida útil de la CPU.
CPU de doble voltaje
Una CPU de doble voltaje utiliza un diseño de riel dividido para que el núcleo del procesador pueda usar un voltaje más bajo, mientras que los voltajes externos de entrada / salida ( E / S ) permanecen en 3.3 voltios para compatibilidad con versiones anteriores.
Una CPU de voltaje único utiliza un voltaje de alimentación único en todo el chip, que suministra energía de E / S y energía interna. A partir de las estadísticas de mercado de microprocesador de 2002 , la mayoría de las CPU son CPU de voltaje único. Todas las CPU [ cita requerida ] antes del Pentium MMX son CPU de voltaje único.
Las CPU de doble voltaje se introdujeron para aumentar el rendimiento cuando el aumento de la velocidad del reloj y los procesos de fabricación de semiconductores más finos generaban un exceso de generación de calor y problemas de suministro de energía, especialmente en lo que respecta a las computadoras portátiles . Usando un regulador de voltaje , los niveles de voltaje de E / S externos se transformaron en voltajes más bajos para reducir el consumo de energía, lo que resultó en menos calor para la capacidad de operar a frecuencias más altas.
VRT es una función de los procesadores Intel P5 Pentium más antiguos que normalmente están diseñados para su uso en un entorno móvil. Se refiere a dividir el suministro de voltaje del núcleo del voltaje de E / S. Un procesador VRT tiene un voltaje de núcleo de 3.3 VI / O y 2.9 V, para ahorrar energía en comparación con un procesador Pentium típico con E / S y voltaje de núcleo a 3.3V. Todos los procesadores Pentium MMX y posteriores adoptaron esta denominada fuente de alimentación de riel dividido.
Ver también
Referencias
- ↑ Victoria Zhislina (19 de febrero de 2014). "¿Por qué ha dejado de crecer la frecuencia de la CPU?" . Intel.
enlaces externos
- Artículo de hardwareanalysis.com sobre cómo aumentar el voltaje para ayudar al overclocking
- Una guía ilustrada de Pentiums (Guía de Karbos)
- Voltaje del procesador >> Mecánico de PC