[der_Dude]

Heyo,

vorab... viel Spaß beim Spiel jetzt =)

Was mir gerade durch den Kopf ging... wieso werden CPUs eigentlich heiß? hat das nur mit dem Strom, der dadurch fließt zu tun? Eine Grafikkarte wird unter Belastung ja heißer als im beruhigtem Zustand... oder erzeugen Rechenvorgänge tatsächlich Reibung und dadurch Wärme? ^^ Ich weiß es nicht...

Greez

Dude

[X2-3800]

Es gibt eigentlich zwei wichtige Faktoren für die Wärmeerzeugung.

Zum einen die Umschaltverzögerung der Transistoren welche diese im Umschaltmoment kurzzeitig wie Wiederstände wirken lässt und somit den durchgehenden Stromfluss in Wärme umwandelt.

Zum Zweiten sind es die Gatekapazitäten welche im Moment der Ansteuerung der Transistoren kurz hohe Stromspitzen erzeugen. (Letzteres bedingt indirekt das erste.)

Man kann beides als Umschaltverluste zusammenfassen.

Um die Transistoren schneller zu machen werden die Gateelektroden immer kleiner und somit auch die Kapazität (und Umschaltverluste), dabei muss aber auch gewähleistet sein das der Transistor sicher schaltet.

Nebenher gibt es natürlich auch Verluste im durchgeschalteten Transistor über den so genannten RDSon Widerstandswert und über die Verbindungsleitungen zwischen den Transistoren.
Beides sollte bei den neuen CPUs derzeit aber (noch) eine untergeordnete eine Rolle spielen.

http://www.elektor.de/elektronik-news/schn...or.796661.lynkx

Hier steht was zur Zukunft von Transistoren, zitat ".....dieser umgekehrte Zusammenhang zwischen Größe und Frequenz derart, dass bei einer Gate-Länge von immerhin 150 nm eine Frequenz von 26 GHz erreichbar war, womit gleichzeitig der Rekord für Graphen-Transistoren gebrochen wurde."

Zum Vergleich, heutige Siliziumtransitoren in komplexen Prozessoren haben eine Gatelänge von ca der Hälfte der strukturbreite also bei 45nm ca um die 22nm aber ich habe da leider keine genauen angaben finden können. Die erreichen"nur" um die 3-4Ghz bei Normaltemperatur, wie wird es erst mit einem Graphentransistor aussehen der nicht in 150nm (26Ghz) sondern auch in 45nm gefertigt wird? Wobei man sagen muss das der Vergleich hinkt, da der Graphentransistor einzeln betrieben wurde, in einer komplexen CPU erreicht er möglicherweise bei weiten nicht diese hohen Werte.

Dieser Beitrag wurde von X2-3800 bearbeitet: 13. Juni 2010 - 22:02

[zwutz]

wenn Elektronen durch einen Leiter fließen wird ihnen Energie abgenommen, die in Form von Wärme an die Umgebung abgegeben wird.

[tavoc]

komische Frage...

Jede Komponente die Energie umwandelt erzeugt Wärme, sofern dieses nicht zu 100 % effizient geschieht, wovon wir noch weit entfernt sind.

[Malte78]

 Zitat (tavoc: 14.06.2010, 00:26)

komische Frage...

Jede Komponente die Energie umwandelt erzeugt Wärme, sofern dieses nicht zu 100 % effizient geschieht, wovon wir noch weit entfernt sind.

wie bei der Beleuchtung auch: die Glühlampe produziert mehr Wärmeenergie als Licht...... - deshalb wird sie auch durch die (leider Hg-haltige) Energiesparlampe ausgetauscht.
und dies ist bei anderen Komponenten im täglichen Leben auch so...

Ich hab noch PCs im Keller stehen, die 0.130 mm Leiterbahnen innerhalb der CPU haben (130 µm!); heute sind die Strukturen nur noch 45 nm groß; also kann auch nur noch viel weniger Ampere durch diese schmaleren Leiterbahnen fließen = Verbrauch sollte geringer sein.

Hat der verbrauch eigentlich auch etwas mit dem internen L2Cache zu tun:
Je größer z.B. 3 MB statt 64 KB, bei gleichem CPU-takt (z.B. 2 GHz), desto schneller ist die CPU = desto mehr Befehle können bearbeitet werden?

Tipps und Kommentare wären hierzu sehr hilfreich.

mfg

[klawitter]

Es ist recht simpel: Einsparung durch die Strukturbreite einerseits, massive Erhöhung der Verbraucherzahl (Transistoren) andererseits.