La disipación de energía del procesador o la disipación de energía de la unidad de procesamiento es el proceso en el que los procesadores de la computadora consumen energía eléctrica y disipan esta energía en forma de calor debido a la resistencia en los circuitos electrónicos .
El diseño de CPU que realicen tareas de manera eficiente sin sobrecalentamiento es una consideración importante de casi todos los fabricantes de CPU hasta la fecha. Históricamente, las primeras CPU implementadas con tubos de vacío consumían energía del orden de muchos kilovatios . Las CPU actuales en computadoras personales de uso general , como computadoras de escritorio y portátiles , consumen energía del orden de decenas a cientos de vatios. Algunas otras implementaciones de CPU usan muy poca energía; por ejemplo, las CPU de los teléfonos móviles suelen utilizar unos pocos vatios de electricidad, [1] mientras que algunos microcontroladores utilizados enlos sistemas integrados pueden consumir solo unos pocos milivatios o incluso unos pocos microvatios.
Por ejemplo, el Pentium 4 de 2,8 GHz tiene una potencia térmica típica de 68,4 W y una potencia térmica máxima de 85 W. Cuando la CPU está inactiva, consumirá mucho menos que la energía térmica típica. Las hojas de datos normalmente contienen la potencia de diseño térmico (TDP), que es la cantidad máxima de calor generado por la CPU, que el sistema de refrigeración de una computadora debe disipar . Tanto Intel como Advanced Micro Devices(AMD) han definido TDP como la máxima generación de calor durante períodos térmicamente significativos, mientras se ejecutan cargas de trabajo no sintéticas en el peor de los casos; por lo tanto, TDP no refleja la potencia máxima real del procesador. Esto asegura que la computadora será capaz de manejar esencialmente todas las aplicaciones sin exceder su envolvente térmica, o requerir un sistema de enfriamiento para la potencia teórica máxima (que costaría más pero a favor del margen adicional para la potencia de procesamiento). [3] [4]
En muchas aplicaciones, la CPU y otros componentes están inactivos la mayor parte del tiempo, por lo que la energía inactiva contribuye significativamente al uso general de energía del sistema. Cuando la CPU utiliza funciones de administración de energía para reducir el uso de energía, otros componentes, como la placa base y el conjunto de chips, consumen una mayor proporción de la energía de la computadora. En aplicaciones en las que la computadora suele estar muy cargada, como la computación científica, el rendimiento por vatio (cuánto cómputo hace la CPU por unidad de energía) se vuelve más significativo.
Las CPU suelen utilizar una parte significativa de la energía consumida por la computadora . Otros usos importantes incluyen tarjetas de video rápidas , que contienen unidades de procesamiento de gráficos y fuentes de alimentación . En las computadoras portátiles, la luz de fondo de la pantalla LCD también usa una parte significativa de la energía total. Si bien se han instituido funciones de ahorro de energía en las computadoras personales para cuando están inactivas, el consumo total de las CPU de alto rendimiento actuales es considerable. Esto contrasta fuertemente con el consumo de energía mucho menor de las CPU diseñadas para dispositivos de bajo consumo.
Hay varios factores que contribuyen al consumo de energía de la CPU; incluyen el consumo de energía dinámico, el consumo de energía de cortocircuito y la pérdida de energía debido a las corrientes de fuga del transistor :