Natuurkundig vraagje over CPU - Processors, moederborden en geheugen

woensdag 11 april 2007 11:36

Acties:

Topicstarter

Hallo mede-tweakers,

Ik heb een specifieke vraag die gisteren ineens in me opkwam tijdens het overclocken van mijn Opteron 165. De opgegeven TDP voor deze processor is 110 Watt, waarschijnlijk ligt dat nog hoger door mijn overclock, maar wat ik van de natuurkunde lessen uit de middelbare school nog kan herinneren is dat wattage berekend wordt door het amperage met de voltage te vermenigvuldigen volgens volgende formule:

Watts = Volts (V) x Amps (A)

Erg simpel dus, maar klopt het dan dat de Opteron met 1.35V bijna 82A trekt om zijn wattage te houden??? Dit lijkt me zo onwaarschijnlijk omdat mijn PSU (Spire Rocketeer V 500W) per rail maar maximaal 20A kan leveren. Waarschijnlijk zie ik hier iets over het hoofd en hoopte dat een van jullie medetweakers mij hierover duidelijkheid kan verschaffen?

bij voorbaat dank!

Q9550 @4250Mhz ---4Gb GSkill F2-8500CL5D@1000Mhz --- 2x HD4850 CF@800/1050 --- 1TB Samsung Spinpoint F1 + 2x 320Gb WD Caviar --- Gigabyte EP45-Extreme --- Custom watercooling (CPU+GPU) --- Seasonic M12 700W PSU --- T-balancer BigNG --- Antec P180b

woensdag 11 april 2007 11:39

Acties:

bassie

Formule om stroom gebruik na oc te meten is dit:

OC Wattage = Stock Wattage * ( OC MHz / Stock MHz ) * ( OC Vcore / Stock Vcore ) ²

Volgens mij kan je het stroom verbruik alleen meten. Omdat het aantal mhz ook invloed heeft op het stroom gebruik. Dus als je standaart tpd+vcore weet kan je met bovenstaande nieuw gebruik berekenen.

En ik neem aan dat 20A alleen de 12V is? Andere lijnen worden ook gebruikt ervoor.

[ Voor 51% gewijzigd door bassie op 11-04-2007 11:41 ]

woensdag 11 april 2007 11:39

Acties:

Janoz

Moderator Devschuur®

!litemod

Pin me er niet op vast, maar die 20A per rail geld waarschijnlijk voor de 12v (of andere voltages). In dezelfde formulie zie je dat voor dezelfde hoeveelheid watts en een hoger voltage je maar minder ampere nodig hebt.

Ken Thompson's famous line from V6 UNIX is equaly applicable to this post:
'You are not expected to understand this'

woensdag 11 april 2007 11:39

Acties:

Verwijderd

Die 20A van je voeding is op de 12V rail. Dus het vermogen op die rail is 20 * 12 = 240 W

Dat zie je nogal over het hoofd

woensdag 11 april 2007 11:39

Acties:

styno

Koffie? Hmmm, ja, lekkerrr

Je ziet de spanningsregelaars op je moederbord over het hoofd

Climatechange is a super-wicked problem, but:
"The stone age came to an end not for lack of stones. And the oil age will come to an end not for lack of oil." -- Sheikh Yamani, Saudi oil minister
8xLG Neon MonoX 290Wp SMA SB2100TL / MY SR '22

woensdag 11 april 2007 11:43

Acties:

Verwijderd

Zoals je zelf zegt:
P=U*I
110W=1.35V*?A
Als je die vergelijking uitrekent kom je op 82A, inderdaad. Maar dit is wel op 1.35V, de rails waar jij naar refereert zijn echter 12V rails. Omdat de 12V spanning een pak hoger is als de 1.35V spanning (een factor 8.9 hoger), zal de stroom bij 12V aldus veel lager kunnen zijn (een factor 8.9 lager) om eenzelfde vermogen te behalen.
Namelijk:
110W=1.35V*82A
maar ook
110W=12V*9.16A

Kortom 82A bij 1.35V is equivalent aan 9.16A bij 12V. Uit je voeding zal de cpu aldus 9.16A trekken.

Rendementsverliezen door omzetting van 12V naar 1.35V verwaarloosd.

[ Voor 7% gewijzigd door Verwijderd op 11-04-2007 11:45 ]

woensdag 11 april 2007 11:44

Acties:

donzz

les_paulde schreef op woensdag 11 april 2007 @ 11:36:

Erg simpel dus, maar klopt het dan dat de Opteron met 1.35V bijna 82A trekt om zijn wattage te houden??? Dit lijkt me zo onwaarschijnlijk omdat mijn PSU (Spire Rocketeer V 500W) per rail maar maximaal 20A kan leveren. Waarschijnlijk zie ik hier iets over het hoofd en hoopte dat een van jullie medetweakers mij hierover duidelijkheid kan verschaffen?

je voeding kan 20A op 12V leveren, dat is 240 W

je cpu heeft 1.35V nodig, dit wordt gemaakt door een omzetter van 12 naar 1.35 volt. vermogen dat de omzetter ingaat, is het vermogen wat eruit komt, plus de verliezen. zeg dat de omzetter 90% efficient is (dc-dc, best mogelijk) dan heb je aan de ingang 240W, aan de uitgang 240 x 0.9 = 216W, dus mag de cpu 216/1.35 = 160A trekken (maar dan is er al iets gesmolten..)

edit:
toch sneller leren typen.

alles kan kapot; beter dat ik het nu test dan dat er straks iemand komt klagen

woensdag 11 april 2007 11:50

Acties:

les_paulde

Topicstarter

Mensen,

Hartelijk dank voor de snelle antwoorden! $_/-\o_$

Als ik het goed begrijp is het dus niet zo dat de processor zijn stroom alleen via de 1,35V trekt maar ook nog ergens anders vandaan haalt? (bijv. de 12V lijn maar dan via de spanningsregelaars?) Het is dus niet zo dat de CPU alleen op de Vcore stroom loopt?

nogmaals tnx!

Q9550 @4250Mhz ---4Gb GSkill F2-8500CL5D@1000Mhz --- 2x HD4850 CF@800/1050 --- 1TB Samsung Spinpoint F1 + 2x 320Gb WD Caviar --- Gigabyte EP45-Extreme --- Custom watercooling (CPU+GPU) --- Seasonic M12 700W PSU --- T-balancer BigNG --- Antec P180b

woensdag 11 april 2007 11:55

Acties:

donzz

je voeding levert geen 1.35V, alleen 3.3, 5, 12, -12 en -5 (uit mijn hoofd) dus alle stroom komt van de 12V, via de omzetters, bij de cpu (12V kan meestal het grootste vermogen (W) leveren

alles kan kapot; beter dat ik het nu test dan dat er straks iemand komt klagen

woensdag 11 april 2007 12:17

Acties:

les_paulde

Topicstarter

donzz schreef op woensdag 11 april 2007 @ 11:55:
je voeding levert geen 1.35V, alleen 3.3, 5, 12, -12 en -5 (uit mijn hoofd) dus alle stroom komt van de 12V, via de omzetters, bij de cpu (12V kan meestal het grootste vermogen (W) leveren

duidelijk,
maar houdt dit dan in dat vanaf de spanningsregelaars de CPU wel met ~82A over 1.35V van stroom voorzien wordt? Best heftig lijkt me als dit zo is.

Q9550 @4250Mhz ---4Gb GSkill F2-8500CL5D@1000Mhz --- 2x HD4850 CF@800/1050 --- 1TB Samsung Spinpoint F1 + 2x 320Gb WD Caviar --- Gigabyte EP45-Extreme --- Custom watercooling (CPU+GPU) --- Seasonic M12 700W PSU --- T-balancer BigNG --- Antec P180b

woensdag 11 april 2007 12:20

Acties:

Verwijderd

Voeding levert 12V -> spanningsregelaars zetten 12V om in 1.35V (=Vcore) -> cpu loopt op 1.35V.
Bij de omzetting van 12V naar 1.35V: 12V / 1.35V = 8.9. 1.35V is dus 8.9 maal lager als 12V. Omdat het overgebracht vermogen hetzelfde blijft zal dus de stroom bij 1.35V een factor 8.9 maal hoger zijn als bij 12V, zoals met jouw formule:
110W=12V*9.16A
110W=1.35V*82A

Je kan het vergelijken met een dunne waterslang en een dikke waterslang die je aan elkaar koppelt. De dikke waterslang heeft een doorsnede die 8.9x zo groot is als de dunne. Je voelt dan toch ook aan dat het water in de dunne slang 8.9x zo snel zal moeten stromen dan in de dikke slang om eenzelfde debiet te hebben in beide slangen (ze zijn immers aan elkaar gekoppeld, dus het kan niet anders dat ze eenzelfde debiet hebben).

De diameter kan je vergelijken met spanning.
De doorstroomsnelheid vh water met stroomsterkte.
Het debiet met vermogen.

En de formules kan je ook met lekaar vergelijken:
Vermogen = stroomsterkte * spanning
Debiet = doorstroomsnelheid * diameter slang

Wederom verliezen verwaarloosd.

les_paulde schreef op woensdag 11 april 2007 @ 12:17:
duidelijk,
maar houdt dit dan in dat vanaf de spanningsregelaars de CPU wel met ~82A over 1.35V van stroom voorzien wordt? Best heftig lijkt me als dit zo is.

Klopt. En net omdat dat zo heftig is, wil men de afstand dat deze 82A moet stromen zo kort mogelijk houden. Daarom dat er zo lang mogelijk met 12V wordt gewerkt (omdat de stromen dan niet zo heftig zijn) en pas vlak bij de cpu wordt omgezet naar 1.35V.
Het transport van elektriciteit van de elektriciteitscentrale naar jouw thuis gebeurt ook niet met 220V maar met veel hogere spanning. Dit om dezelfde reden.

[ Voor 25% gewijzigd door Verwijderd op 11-04-2007 12:25 ]

woensdag 11 april 2007 12:41

Acties:

-ErikE-

Verwijderd schreef op woensdag 11 april 2007 @ 12:20:
super duidelijk verhaal met alleen een schoonheidsfoutje -> 220V = 230V

les_paulde schreef op woensdag 11 april 2007 @ 12:17:
[...]

duidelijk,
maar houdt dit dan in dat vanaf de spanningsregelaars de CPU wel met ~82A over 1.35V van stroom voorzien wordt? Best heftig lijkt me als dit zo is.

nog een reden waaraan je kan zien dat het heftig is, bij nieuwere moederborden van een bepaalde fabrikant worden in gigantische irrirante flash animaties getoond dat die bordjes 8fase VCore regelaars hebben. Die zorgen ervoor dat die 82A wordt verdeeld over 8 kanaaltjes, dus elke transistor hoeft maar 82 / 8 A te leveren. Dat ze dan nog met heatpipes en dergelijke gekoeld moeten worden geeft wel aan dat het idd heftig is.

Bordjes met minder fasen VCore regelaars zouden dus met hele hoge stromen problemen kunnen krijgen. Als voorbeeld noem ik de P5P800 waar maar 2 van de 3fasen gebruikt worden, en dit bord heeft dan ook heel erg last van oververhittende VCore regelaars en enorme Vdroop (drop in voltage, omdat er een te hoog amperage gevraagd word)

woensdag 11 april 2007 14:08

Acties:

les_paulde

Topicstarter

Ontzettend bedankt voor de duidelijke antwoorden allemaal, dan begrijp ik het en zal ik m'n mosfets idd maar goed koel houden!

@ErikE enig idee wat voor fase regelaars de Asus A8R-MVP heeft? Anders zal ik ze 'ns mailen...

Q9550 @4250Mhz ---4Gb GSkill F2-8500CL5D@1000Mhz --- 2x HD4850 CF@800/1050 --- 1TB Samsung Spinpoint F1 + 2x 320Gb WD Caviar --- Gigabyte EP45-Extreme --- Custom watercooling (CPU+GPU) --- Seasonic M12 700W PSU --- T-balancer BigNG --- Antec P180b

woensdag 11 april 2007 14:27

Acties:

Delerium

Mythology

Afbeeldingslocatie: http://www.maximumoc.com/img/hardware/asus_a7n8x_modding/red_goop.jpg

Naast de CPU zie je veel condensatoren om een stabiele toevoer te regelen en er zitten nog wel meer exotische dingen om een CPU heen. Aangezien de specs aangeven dat er 1.3 Volt of minder doorheen loopt zal er idd wel een omvormer ergens op het bord zitten om het voltage verder te verlagen.

woensdag 11 april 2007 14:44

Acties:

FreezeXJ

DPC-Crew

Mooooh!

dat zijn (waarschijnlijk) de spoelen ernaast + mosfets... Deze gebruiken dezelfde truc om de spanning omlaag te brengen als je voeding, dus frequentie omhoog -> door de spoelen naar lager voltage->door diodebrug om gelijk te richten ->Condensatoren om spanningsfluctuaties eruit te halen... De caps en laatste serie mosfets krijgen dus inderdaad een hele klap amperes te verwerken

"It needs but one foe to breed a war, not two, master Warden. And those who have not swords can still die upon them" - Eowyn

woensdag 11 april 2007 17:23

Acties:

Verwijderd

Dit topic heb ik met genoegen gelezen

woensdag 11 april 2007 18:09

Acties:

_the_crow_

Rare vogel

Verwijderd schreef op woensdag 11 april 2007 @ 12:20:
Klopt. En net omdat dat zo heftig is, wil men de afstand dat deze 82A moet stromen zo kort mogelijk houden. Daarom dat er zo lang mogelijk met 12V wordt gewerkt (omdat de stromen dan niet zo heftig zijn) en pas vlak bij de cpu wordt omgezet naar 1.35V.
Het transport van elektriciteit van de elektriciteitscentrale naar jouw thuis gebeurt ook niet met 220V maar met veel hogere spanning. Dit om dezelfde reden.

Dat heeft ook te maken met de verliezen als gevolg van de weerstand. Het verlies schaalt met het kwadraat van de stroomsterkte namelijk.

Schrödingers cat: In this case there are three determinate states the cat could be in: these being Alive, Dead, and Bloody Furious.

woensdag 11 april 2007 18:11

Acties:

Verwijderd

_the_crow_ schreef op woensdag 11 april 2007 @ 18:09:
[...]
Dat heeft ook te maken met de verliezen als gevolg van de weerstand. Het verlies schaalt met het kwadraat van de stroomsterkte namelijk.

En daarom dat de afstand zo kort mogelijk moet gehouden worden. De weerstand schaalt lineair met de afstand

woensdag 11 april 2007 20:37

Acties:

guido09

ecteinascidin schreef op woensdag 11 april 2007 @ 14:27:
[afbeelding]

Naast de CPU zie je veel condensatoren om een stabiele toevoer te regelen en er zitten nog wel meer exotische dingen om een CPU heen. Aangezien de specs aangeven dat er 1.3 Volt of minder doorheen loopt zal er idd wel een omvormer ergens op het bord zitten om het voltage verder te verlagen.

potje rode verf omgevallen??

been there, done that, bought the T-shirt

woensdag 11 april 2007 21:11

Acties:

Verwijderd

guido09 schreef op woensdag 11 april 2007 @ 20:37:
potje rode verf omgevallen??

Bescherming tegen vocht/condensatie/ijsvorming bij extreme koelmethods dacht ik eerst, maar daarvoor is het te slordig gedaan.