Dotaz: tepelný "výkon" procesoru

[standa]

Ahoj všem.

Dají se někde dohledat informace, jakou část spotřebované energie jednotlivé procesory vyzáří ve formě tepla? Např. kolik energie ve formě tepla vyzáří třeba procesor AMD Kaveri A10-7850K Black Edition, který má TDP 95W, nebo třeba Intel Core i5-4460, který má TDP 84W?

Díky moc.

Odpovědi

[chrono]

TDP znamená, koľko energie sa premení na teplo (pri normálnej prevádzke).

[ET]

pri normálnej prevádzke

http://cs.wikipedia.org/wiki/Thermal_Design_Power Tato hodnota představuje nejvyšší možný tepelný výkon... TDP typicky není úplně maximální výkon daného čipu...

[standa]

Díky.

Nějak jsem si o TDP myslel, že vyjadřuje něco jiného, ale samozřejmě máte oba pravdu.

Zeptám se tedy ještě trošku jinak. Lze někde zjistit celkový elektrický příkon procesoru (nepředpokládám, možná mylně, že procesor přemění veškerou dodanou energii na teplo) Jaký je tedy celkový elektrický příkon např. procesoru AMD Kaveri A10-7850K Black Edition, který má TDP 95W ???

A omlouvám se za možná hloupé otázky.

[Jendа]

nepředpokládám, možná mylně, že procesor přemění veškerou dodanou energii na teplo

A na co teda? Na nové bity? :)

Jaký je tedy celkový elektrický příkon např. procesoru AMD Kaveri A10-7850K Black Edition, který má TDP 95W ???

No maximálně 95 W, ale většinou se na tu hodnotu při běžném používání nedostaneš. Jak moc níž budeš už závisí na modelu a výrobci a je to snad nemožné zjistit než si to zkusit a změřit.

[Michal Kubeček]

Některé procesory aktuální hodnotu měří a lze ji z nich získat:

unicorn:~ # sensors
...
fam15h_power-pci-00c4
Adapter: PCI adapter
power1:       44.56 W  (crit = 124.77 W)
...

Ale netuším, jak je to přesné.

[Ovoce]

Ještě upozorním, že ta efektivní spotřeba je nakonec vyšší, protože část energie se ztratí ještě na externí napájecí kaskádě desky (to kondenzátory a mosfety okolo socketu, co často dost hřejou, když CPU jede pod zátěží).

[chrono]

Takmer všetka energia sa premení na teplo (takže to možno bude trochu viac ako tých 95W).

[lertimir]

No to je za 5 z fyziky základní školy. Jakákoliv energie se změní na práci a teplo. Počítač žádnou práci (ani mechanickou a ani elektrickou) nevykovává, veškerý jeho příkon se změní na teplo (včetně příkonu větráků, které sice rozhybají vzduch, ale když se proud po pár desitkách cm zastaví v okolním vzduch tak energie jemu předaná přejde do tepelného kmitu molekul). A TDP je samozřejmě max příkon. Na něj se designují chladiče. V posledních 8 letech byl vývoj velmi silně v šetřících režimech procesoru, takže moderní procesory berou velmi výrazně méně, mám dojem že jsme už u asi 1/10 TDP, ale poslední vývoj detailně nesleduji.

[Šangala]

Někde se uvádělo i7 TDP 130W v idle 12W (u nejnovějších snad 2W na jádro), takže to tak nějak bude…

[pc2005]

Tak on myslel energii v procesoru. Část energie se z CPU vyzáří jako emg. a část se může poslat po sběrnicích ven.

[lertimir]

Ano, ale velmi pochybuji, že tímto se z procesoru dostane nějaká významná část energie. ostatně ten odkaz je odposlechu klávesnice. což je pochopitelné sepnutí spinače s centimetry drátu pro přiváděný proud jako vysílací anténou se zachytit zřejmě dá celkem lehce. A po sběrnicich ven, taky ano, ale vzhledem k tomu, že jsme na napětích cca 1,5 V tak bychom potřebovali proudy skoro Ampér abychom dostali jeden obyčejný Watt jinam než do tepla. Osobně si myslím, že jiné použití výkonu než na přímý ohřev procesoru bude v rangu mW a velmi by mě překvapilo, když by nějak výrazně překročilo 100mW a to u skoro 100w procesorů není důležité.

[Jendа]

Dají se někde dohledat informace, jakou část spotřebované energie jednotlivé procesory vyzáří ve formě tepla?

100 %

Kam jinam by se ta energie ztratila? Procesor ti svítí, zpívá, nebo zvedá břemena?

[chrono]

Predpokladám, že časť tej energie sa premení na teplo v pripojených zariadeniach.

[Jendа]

Z procesoru odcházejí jenom signálové vodiče, kde je podle mě jednak proud 00nic, druhak stejně tak přicházejí ty vodiče do procesoru, takže nula od nuly pojde.

[Matlák]

Ona nějaká část toho dodaného příkonu bude ztracená v elektromagnetickém vyzařování. Nějaká část energie se ztratí i v pohybu molekul izolátorů mezi vodiči apod... Ale asi nemá cenu takové "drobné" do toho počítat.

[Heron]

v elektromagnetickém vyzařování.

Což je ... teplo (tepelné záření, elektromagnetické záření v pásmu IR).

Nějaká část energie se ztratí i v pohybu molekul izolátorů mezi vodiči

Což je ... teplo (vnitřní energie látky; střední kvadratická rychlost molekul - to se ale týká spíš plynů, v pevné látce kmitají krystaly).

Energie se prostě neztratí. Jen se může přeměnit na jinou formu. V tomto případě se elektromagnetická energie "mění" na elektromagnetickou (jen z DC na AC v oblasti TH) a dále na pohyb krystalů (což se tepelnou vodivostí dostává z CPU do chladiče a tam do vzduchu, který tepelnou konvekcí vymění teplo s okolním vzduchem v místnosti).

[Heron]

THz

(Někdy by to opravdu chtělo mít možnost editovat právě odeslaný komentář.)

[Matlák]

Spíš mi šlo o energii "ztracenou" v signálových vodičích, ne v CPU. Ale jinak souhlasím, energie se přemění, ať už na mikrometrové nebo milimetrové nebo centimetrové vlnové délce, na elektromagnetické záření, nebo na vnitřní energii hmoty motherboardu..

[Heron]

Stejně jako Jenda si myslím, že to bude 0.0nic. Doby TTL diodové a bipolární logiky jsou ty tam, dneska je všechno řízené napěťově, případně jako otevřený kolektor. Výkon na výstupu tedy z principu nulový.

[vlastikroot]

U hodne rychlych paralelnich sbernic (pametovy atd) to neni uplne tak zanedbatelny - kapacita spoju se musi krmit, navic uz to i dost vyzaruje. Videl jsem nekde mereni, jak se da u nekterych algoritmu usetrit spotreba sbernice a pameti grayovym adresovanim. Znam jeden priklad z praxe - audio zpozdovaci linka s FPGA a SRAM pametma ma lepsi SNR, kdyz se pouzije grayovo adresovani - mensi ruseni do analogu.

[Matlák]

kapacita spoju se musi krmit, navic uz to i dost vyzaruje

Přesně tohle jsem myslel. Tady je paradoxně na tom stará dobrá pomalá TTL logika mnohem líp, protože při nízkých frekvencích se tyhle ztráty neuplatňují tak silně.

[Heron]

Jenže nabíjení kondenzátoru není činný výkon, z toho teplo nikdy nevznikne. Mohlo by vzniknout jako ohmické ztráty v tom vodiči kterým protéká ten nabíjecí proud (mno nevím, mikro ampéry na kolik, 100m ohm?), případně jako ztráty v dielektriku (v tom kupráku). Samozřejmně, na mikrovlnách už se to bude chovat celé jako anténa, v tom máš pravdu, ale kolik to tam může být? Řád nW? Nevím, zkoušel jsem to měřit homemade spektrometrem na mikrovlnách, kterej pozná zapnutou mikrovlnku na několik metrů a přes zeď (takže spektrometr funguje), ale z kompu na cpu frekvenci kolem těch 2.4GHz nic nevidí, ani když tu anténu strčím přímo do bedny. Jasně, CPU frek není totéž jako paměťová sběrnice, ale metr na těchto f nemám.

[vlastikroot]

Nabijeni a vybijeni kondenzatoru je cinny vykon, ale ne v kondenzatoru samotnem, ale ve vsech seriovych odporech. O jalovem proudu nemuze byt vubec rec, protoze neni jedina moznost tu energii z kondenzatoru znovu vyuzit (navic se bavime o obdelnikach, ne sinu). Takze se vsechno protopi hlavne v budici, ktery musi dodat ten kapacitni proud a neco i v tech samotnych dratech. Spotreba budice paralelni pametove sbernice je v radech desitek az stovek mW. Da se to jednoduse spocitat - E=(1/2)*C*U^2, pri 100% ucinnem budici se tahle energie doda pri kazdem nabiti a nasledne propali pri kazdem vybiti. Ze statistiky prepinani na sbernici pak jde vypocist spotrebu sbernice.

Vyzari se naproste minimum vykonu, ale uz to staci na prijem v radu jednotek az stovek uV v analogovych obvodech. Neni problem si na citlivem a rychlem osciloskopu chytit tu pametovou sbernici, kdyz si udelam na to algoritmus, tak se to da i modulovat (napr. citac u ktereho budu menit max. hodnotu).

[pc2005]

Briefly, the Gunning patent describes very wide channel, open drain, N-channel CMOS (complementary metal oxide semiconductor) drivers and cascade CMOS receivers for interfacing VLSI (very large scale integrated) CMOS circuits to transmission lines, which are terminated by their characteristic resistive impedances, to voltage levels on the order of about 1.2 volts-2.0 volts. ... The bus terminating resistors are generally 70 to 100 ohm resistors, therefore, the effective driver load may be as low as 35 ohms

AGTL driver . Používá(lo) se to už minimálně od Pentia II. Pro CPU to pak znamená, že musí napojit ~1.2-2.0 V do ~35-100 ohm zátěže.

Pomocí špatně nakonfigurovaných pullup/down impedancí se dá odpálit FPGA (i když tam se proud ven neposílá).

[standa]

.... nesvítí, nezpívá, nezvedá břemena pouze provádí výpočty, což se domnívám, že je také "práce" a že tedy nějakou elektrickou energii spotřebuje. No ale zřejmě se mýlím....

Jinak se omlouvám, nechci tu z toho udělat FLAME.

[Šangala]

Procesor jen jen složité topné těleso, počítání je jen vedlejší efekt…
Když se svítilo topnou spirálou, jako vedlejší efekt to svítilo, ale hlavně to topilo…

[anonymni srab]

99,99% energie je teplo energie se ti jen tak neztratí. Výpočtama se vytváří teplo, výsledek je jen vedlejší efekt.

[Petr Šobáň]

Když to nebude počítat tak to nebude brát elektřinu a tak to nebude hřát!

Kdyby to při počítání nehřálo tak tam jednou elektřinu dodáš a bude to počítat nadosmrti (perpetum mobile).

[anonymni srab]

Když to nebude počítat, tak se ti ten procesor doslova usmaží, bo by byli tranzistory v sepnutém stavu

[Jendа]

Fakt? Takže tlačítko Single step slouží k usmažení počítače? To jsou mi novinky.

[pc2005]

Ve skutečnosti by to nemuselo brát elektřinu, ani kdyby to počítalo (teda aspoň ne tolik co teď).

[Grunt]

Ale jo, ono to i dává v celku smysl. Když člověk počítá na kuličkovem počítadle tak v podstatě potřebuje pouze dostatek energie na šoupání dřevěných kuliček, které třou o tyč a vytvářejí tím teplo, ale samotný výpočet čehkoliv nespotřebuje 1 Joule čehokoliv. A procák je v podstatě takové počítadlo, akorát se nešoupe dřevěnýma kuličkama, ale elektronama. Když se přijde na to jak šoupat vzduchoprázdnem, nebude k výpočtu čehokoliv potřebný ani 1J. Tedy tzn. že svět intelektuální a fyzický jsou dva naprosto oddělené světy (resp. ten fyzický svět je pouze nosným médiem toho intelektuálního) a budhismus náhle začíná dávat smysl.

[Jendа]

1, 2

[Grunt]

Tohle jsou docela zajímavé teorémy, protože jako takvé vlastně kladou rovnost mezi informaci a energii. Z filozofického hlediska je dost důležité jestli platí nebo ne. Na jaké úrovni vlastně pracují kvantové počítače? Už je jisté že se nedá jít ještě níž?

[lertimir]

Hlavně Landauerův princip dokazuje nemožnost konstrukce maxwellova démona a tím v podstatě uzavírá jedinou cestu, která mohla narušit druhou termodynamickou větu. Ale dost dlouho trvalo, než se našly argumenty. např 1 2, 3

[Grunt]

pouze provádí výpočty, což se domnívám, že je také "práce"

No podle všeho kupodivu není.

[Grunt]

Procesor ti svítí, zpívá

Jinak když už jsme u toho nevím jestli ten můj procesor svítí, ale je to tak starý křáp že už i zpívá. Je to taková docela zajímavá symfonie.

[Jendа]

Jj, ty zvuky tvého počítače mám rád

[Šangala]

Dej si rovnítko mezi TDP, maximální příkon a maximální výkon, rozdíly jsou opravdu zanedbatelné.
Ale pokud se ptáš jak je to obvykle, tak tolik co přijme zase vytopí, ale je to výrazně nižší hodnota než TDP.
Moje zkušenost je taková, že u AMD je to obvykle v idle či málo prvozu o kus vyšší procento z maximálního TDP než u Intel-ů.

Např. server (s Xeonem) ze 6ti (vzbuzenými) disky a 8 běžícími v zásadě nic nedělajícími virtuály žere (u mě) obvykle 58-70W (měřeno před UPS - tedy včetně UPS) a TDP CPU má 69W, ale když se odečtou disky (asi něco napůl mezi 27W-55W), nějaké ventilátory (4× včetně CPU) paměti (32GiB) a deska, tak ten procesor nežere skoro nic, a když jsem se to snažil synteticky zatěžovat nedostal jsem se za sestavu přes 100W (lze se dostat, jen má zátěž nebyla správná) :).
Na začátku (bez UPS) s dvěma aktivními disky v idle 39.7 W (za disky lze odečít 10W, BMC asi 2.5W, deska si pár watů vezme a paměti taky, takže to CPU asi žralo jen několik watů…)

[R]

To mas nejaky zazracny server. Zdroj so 100% ucinnostou, CPU bez spotreby...

[Šangala]

Mohl by jsi mi naspat s čím máš potíž?

[Šangala]

Zkontroloval jsem měřák na 75W žárovce ukazuje 74.8W na 60W žárovce 59.9W, takže si myslím, že uvedený nyní naměřený údaj (58-70W) je v pořádku.
Zdroj bude mít pravděpodobně účinnost k 90 %, aspoň to píšou… CPU není bez spotřeby, ale netroufám si říct kolik, ale v idle je to pravděpodobně pár wattů a při syntetické zátěži 8 procesy se to zvyšovalo o ≈42W. Údaje k sestavě a měření v testovacím režimu jsou zde

Mimochodem serverový procesor (Xeon) má Intel i s TDP 17W - osobně si, ale myslím, že nebude zas tak zásadní rozdíl v idle ve srovnání s výkonnějšími - to u Intelů bývá.

[logik]

To moc o ničem nevypovídá - žárovka je čistě odporová zátěž, tu levný měřiče měřej daleko přesnějc, než cokoli jinýho.

[Šangala]

To je pravda, nevím jak dokáže zmiňovaný Energy Check 3000 zaznamenat přesně, byla to jen zkouška.
Když jsem si hrál s tím serverem, tak jsem ho nechal zaznamenat spotřebu za čas a spočítal průměrný odběr, ten odpovídal tomu co ukazoval aktuální odběr. Jak zaznamenává přesně odběr (funkce elektroměru) taky nevím, ale pokud jsem použil něco co víc „lítá“, tak aktuální spotřeba skáče 0 - něco, nicméně zaznamená odebranou energii v souladu s uváděnou na spotřebiči - tak mu věřím, nemám jinou možnost.