Question:
Pourquoi un processeur overclocke-t-il plus rapidement lorsqu'il est refroidi à l'azote liquide?
user3045
2011-06-14 23:42:32 UTC
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Pourquoi un processeur overclocke-t-il plus rapidement lorsqu'il est refroidi à l'azote liquide? De plus, est-ce que l'inverse est la raison pour laquelle le processeur ralentit lorsqu'il fait chaud?

Je suis particulièrement intéressé par les processeurs Intel.

Cinq réponses:
Olin Lathrop
2011-06-15 00:06:08 UTC
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Ce n'est pas la température qui le fait fonctionner plus vite ou plus lentement. La température plus basse permet de retirer plus de puissance thermique de l'appareil, ce qui permet de mettre plus d'énergie électrique sans la brûler, ce qui lui permet d'être synchronisé plus rapidement. Une partie de la puissance électrique requise est proportionnelle à la vitesse d'horloge.

C'est donc une fonction de la dissipation thermique de l'énergie qui est entrée. Si tel est le cas, comment se fait-il que Windows ralentisse si le processeur devient trop chaud?
@kurtnelle, de nombreux processeurs plus récents seront automatiquement ralentis s'ils deviennent trop chauds pour éviter les dommages. La plupart des processeurs s'arrêteront également s'ils dépassent une certaine température (cela peut être n'importe où entre 70 ° C et 95+ C)
Parce qu'en ralentissant, le noyau peut fonctionner plus lentement, ce qui utilise moins d'énergie électrique, ce qui produit moins de chaleur, ce qui peut encore empêcher le processeur de frire lorsqu'il est chaud. En fait, je ne savais pas que Windows était assez intelligent pour le faire. Je vous crois sur parole et j'explique le raisonnement en supposant que c'est vraiment le cas.
Maintenant que j'y pense davantage, il est plus probable que le matériel du processeur redescende automatiquement l'horloge lorsqu'il fait chaud que Windows n'a rien à voir avec cela.
"La température plus basse permet de retirer plus de chaleur de l'appareil, ce qui brûlerait autrement l'appareil s'il était cadencé plus rapidement."
@Olin Lathrop Nous devons arrêter de nous rencontrer comme ça! :) Selon cette page (http://www.diodes.com/_files/design_note_pdfs/zetex/dn4.pdf) Le taux de bord des dispositifs bipolaires et des MOSFET ralentit de 1,0 à 2,5% par degré C d'élévation. La vitesse de commutation des FET ne change pas beaucoup, mais la vitesse effective change en raison des taux de front.
Wow, alors c'est vrai? !!!
@kurtnelle, David parle d'un effet mineur. Que les portes logiques obtiennent un peu plus rapidement ou non une température plus basse, la température n'affecte pas directement la vitesse d'un processeur PC. Cela est régi exclusivement par la vitesse d'horloge. En d'autres termes, le processeur fonctionne aussi vite que nous décidons de le synchroniser. Horloge trop vite cependant, et il peut brûler ou ne pas fonctionner correctement. Cold * lui permet * d'être cadencé plus rapidement, mais en lui-même ne le fait pas fonctionner plus vite.
Ok donc le matériel fait, ralentissez intelligemment pour éviter les dommages; au moins sur les processeurs modernes (et par moderne, je veux dire p4 et plus).
@kurtnelle Certaines familles de processeurs ont cette fonction, la série Core i7 par exemple a des limites TDP fixes. De plus, le processeur est également beaucoup plus sensible aux erreurs internes lorsqu'il est `` chaud '' ou overclocké sans tension supplémentaire. Certaines erreurs sont fatales (généralement un BSOD dans Windows), certaines erreurs peuvent être corrigées mais nécessitent souvent de vider le pipeline et / ou les caches, ce qui arrête efficacement le processeur pendant un certain temps. D'autres erreurs ne sont pas fatales, ne sont pas détectées par des mécanismes internes, mais sont capturées par le système d'exploitation qui tentera généralement de les corriger, ce qui peut être un processus lent.
J'ai vu il y a quelques années une vidéo qui commercialisait essentiellement la fonction Intel de ralentir lorsque le processeur devient trop chaud. Un Intel et un Athlon MB étaient côte à côte, et sur leurs écrans un jeu d'action tournait. Simultanément, les dissipateurs de chaleur ont été retirés des CPU. Peu de temps après, l'écran d'Intel ralentit (démonstration de l'horloge auto-protectrice), tandis que l'Athlon continuait à tourner à plein régime. Peu de temps après, la puce Athlon a explosé, la partie terminée.
Je ne suis pas sûr que ce soit ça, je pensais qu'il y avait un côte à côte sans la coupure, mais en gros fait passer le message: http://www.youtube.com/watch?v=XgOmMAasqto
@JustJeff Oui, c'est à cause de ce problème thermique avec AMD que je suis sceptique des puces AMD à ce jour. @Mark, avez-vous des informations sur le nom de la méthode utilisée pour "vider le cache", etc. pour tenir compte des erreurs?
@Kurtnelle Ce ne sont pas toutes les informations, sans aucun doute, sauf pour Intel / AMD. La plupart du cache du processeur est ECC, il peut corriger les erreurs de 1 bit et détecter les erreurs de 2 bits. La détection d'une erreur de 2 bits est un déclencheur pour vider (au moins) cette ligne de cache et recharger à partir de la RAM.
Ah, donc le processeur peut extraire les données de la RAM dans le cache. Faites l'ordinateur. S'il détecte une erreur, videz le cache et recommencez. Logique. Merci marque.
Cette démo était, d'une certaine manière, injuste. Les processeurs sont conçus pour être utilisés avec des dissipateurs de chaleur, et un dissipateur de chaleur correctement installé ne disparaîtra pas complètement sans sabotage (et si un saboteur peut supprimer un dissipateur de chaleur, il pourrait tout aussi bien détruire tout le reste). Un meilleur test aurait été de bloquer le ventilateur du dissipateur de chaleur (car les ventilateurs peuvent échouer et échouent). Je m'attendrais à ce qu'au moins le dernier modèle AMD ait plus probablement survécu à ce test.
old_timer
2011-06-15 00:22:19 UTC
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Vous voulez garder le cœur dans sa plage opérationnelle. Si vous souhaitez faire fonctionner le noyau plus rapidement, ce qui signifie qu'il consomme plus de chaleur / énergie, vous devez retirer plus de chaleur pour le maintenir dans sa plage de températures de fonctionnement. Si vous pouvez améliorer le refroidissement grâce à diverses méthodes, ventilateurs, liquide, gaz, sinon, vous pouvez ajouter plus d'énergie sous la forme d'une horloge accrue (multiplicateur). Vous pouvez endommager la pièce en essayant de la faire fonctionner trop froid ainsi que vous le pouvez en la faisant fonctionner trop chaude. Il y a aussi une limite physique à cela, vous ne pouvez pas l'exécuter infiniment vite et infiniment froid. Votre limite est probablement déterminée par le silicium lui-même, il y a une limite au multiplicateur d'horloge, et vous devriez changer l'oscillateur de référence pour continuer à augmenter la fréquence d'horloge.

Pensez au corps humain, essayez de courir un mile quand il fait 60 degrés à l'extérieur, puis trouve un endroit pour essayer de courir dans les mêmes vêtements quand il fait 110 ou 120 degrés à l'extérieur. Lequel êtes-vous susceptible de parcourir le kilomètre sans vous évanouir (échec)? Quelle température vous permettra de vous pousser plus fort que la normale? Gardez votre corps dans la plage de températures de fonctionnement et vous pouvez le pousser plus fort, au moins pendant un certain temps. Si vous vous êtes échauffé à l'intérieur avant la course, vous pourriez vous pousser un peu plus vite s'il faisait 50 degrés à l'extérieur. Mais il y a une limite, réchauffez-vous autant que vous voulez à l'intérieur, mais avec un t-shirt et un short, vous risquez de ne pas réussir quand il fait 30 en dessous à l'extérieur, 40 en dessous, 50 en dessous.

user3624
2011-06-14 23:45:14 UTC
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Les semi-conducteurs fonctionnent plus rapidement à une température plus basse et à une tension d'alimentation plus élevée. Une tension plus élevée signifie plus de chaleur générée, ce qui signifie qu'elle doit être refroidie davantage. Plus vous pouvez refroidir une puce, plus vite vous pouvez la faire fonctionner.

Vintage
2011-06-15 03:24:08 UTC
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Plusieurs personnes ont répondu correctement que plus de refroidissement permet au processeur de fonctionner plus rapidement, PARCE QUE s'il est refroidi, il vous permet de l'overclocker davantage. Ces mêmes personnes ont correctement laissé entendre ce que je suis sur le point de dire clairement: ce n'était pas (jusqu'à récemment) un talent natif de processeurs. Et cela n'a jamais été une loi physique des semi-conducteurs.

Un processeur cadencé à 1,2 GHz fonctionne à exactement 1,2 GHz, qu'il soit refroidi à 60F ou fonctionnant à 160F. Si vous perdez le refroidissement (par exemple, retirez le ventilateur de refroidissement + dissipateur de chaleur), il fonctionnera à 1,2 GHz jusqu'à ce qu'il se fondre dans une flaque d'eau et ne puisse plus fonctionner à aucune vitesse. Mais il fonctionnera à exactement 1,2 GHz jusqu'à la seconde où il mourra. Je parie que beaucoup sur ce forum en ont été témoins / expérimentés.

Certains des nouveaux ordinateurs ont leurs propres systèmes de surveillance et de contrôle de la température qui activent / désactivent automatiquement l'overclocking (ou ajustent autrement la vitesse du processeur) basé sur la température du processeur. Donc, si le processeur devient trop chaud, il se ralentit (réduisant l'énergie) plutôt que de se brûler. (Je pense qu'il le fait en sélectionnant une horloge plus lente ou en divisant l'horloge existante; mais je ne suis pas un expert des nouvelles entrailles du processeur.)

Si le processeur se refroidit, le circuit du régulateur automatique inverse cela processus pour permettre au processeur de fonctionner plus rapidement.

À des températures plus élevées, les conducteurs et les isolants sont souvent moins efficaces qu'ils ne le seraient à froid. Par conséquent, de nombreux appareils commenceront à mal fonctionner lorsqu'ils deviennent trop chauds, avant même d'avoir atteint une température qui causerait des dommages.
BarsMonster
2011-06-15 10:13:51 UTC
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Juste pour clarifier: il ne s'agit pas seulement de dissipation thermique. Vous pouvez dissiper 1000 W de puissance en utilisant un refroidissement à eau ennuyeux, mais cela ne vous permettrait pas d'atteindre le sommet.

L'idée est que la propriété des semi-conducteurs change, ainsi que la résistance d'interconnexion (= cuivre) .Résistance inférieure - constante RC inférieure, qui est le principal facteur limitant la vitesse du processeur.

Si on pouvait le refroidir à l'étape de supraconductivité, l'horloge augmenterait encore plus - mais c'est peu probable pour l'interconnexion en cuivre que nous voyons dans le courant Processeurs.

De plus, si vous le refroidissez à la supraconductivité, aucun des transistors ne fonctionnera; il y a une raison pour laquelle on l'appelle "semi-conducteur".
Le silicium n'est pas un supraconducteur, même à 0,000001K. De plus, pas de chance avec le cuivre - seul l'aluminium (qui est un autre métal d'interconnexion populaire) est supraconducteur à 1,2K.
Nous devrions donc utiliser Helium slush si nous voulons que le processeur soit vraiment rapide.
@OskarSkog Pas nécessaire.La mobilité des électrons / trous diminue également à basse température (c'est juste que la résistance est beaucoup plus importante) - il y a donc une température optimale et elle n'est pas proche de 0K.Idéalement, vous avez besoin de quelque chose entre 100 et 200K avec une température spécifique différente pour différentes puces et technologies de fabrication.
Ah oui, le coefficient de température négatif des semi-conducteurs.


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Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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