Voltaje del núcleo de la CPU
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 , y la CPU casi no consume corriente entre los ciclos del reloj. (Ver, sin embargo, fuga por debajo del umbral ).
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 suministrada por el FET es proporcional al voltaje puerta-fuente reducido por un voltaje umbral , que depende de la forma geométrica del canal y puerta del FET y sus propiedades físicas, especialmente capacitancia . Para reducir (necesario para reducir el voltaje de suministro y aumentar la corriente), se debe aumentar la capacitancia. Sin embargo, la carga impulsada 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 alta velocidad de reloj. 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.