在线亚洲先锋影音:谁有降低CPU功耗的好办法?

来源:百度文库 编辑:查人人中国名人网 时间:2024/04/29 06:16:27
降低电压不行,其他什么都可以,最好是通过软件实现?

在运行里输入Msconfig,选择运行选项卡,把不需要的运行项里都去掉选择,确定重新启动电脑就可以降低CPU的功耗了。

降下电压,降降频率!
用P-M嘛!
掉0.05V,降200MHZ左右够了!

降频处理。

WinCooler:如CPU型号与速度、CPU本身内建的Cache、是否支持MMX、3DNow!、KNI/SSE等技术,并显示相关CPU情况。这个时候你只需要执行“File/Hide”或者“File/Minimize”就可以了。据相关资料表明,WinCooler大约可以使CPU温度降低5~10度。这也是一款相当不错的CPU降温软件。

降低CPU功耗的好办法?回答如下:
要减少芯片的动态功耗有3种方法:降低供电电压、减少芯片电容、降低开关频率。
决定功耗的主要因素~~~~
1999年的PⅢ处理器采用了0.25μm的制造工艺,而2000年11月诞生的Pentium 4在经历了0.18μm、0.13μm工艺之后,现在Intel已经推出了0.09μm工艺的P4E系列。在以前,每一次的工艺进步带来的是CPU核心面积的减小、频率的提升和功耗的降低。而在0.13μm以后,情况却有所不同。众所周知,0.09μm工艺的P4E在频率并未大幅提升的情况下功耗剧增。以至于传统的封装方式已经无法满足降低现有处理器功耗的需求。
那么,是什么原因导致了新工艺CPU功耗不降反增呢?
首先,CPU内部集成的晶体管数量的快速增加,基本上验证了摩尔定律所说的18个月晶体管数量翻一番的速度。工作的晶体管数量越多,消耗的能量就越多,所以晶体管数量的增加是导致能耗增长的一个重要因素。Intel新推的P4E功耗大增的一个非常重要的原因就是晶体管数目的增加——Prescott内核的晶体管数多达1.25亿,其中包括1MB容量的缓存,这是之前Northwood内核P4处理器中晶体管数的两倍还多。由于新架构的P4E为了提升频率而进一步增加管线级数,这首先就导致了流水线部分晶体管数量的增加;同时,为了保证流水线的数据供应而不得不采用大容量的缓存结构,因此导致晶体管数目大幅度增加。Prescott内核的晶体管数量达到1.25亿,而Northwood内核的晶体管数量仅有5500万,如此巨大的差异,功耗暴增也在情理之中。
其次,现在所有CPU的硅片都是由CMOS(Complements Metal Oxide Semiconductor,互补型金属氧化物半导体)工艺制成。COMS芯片的开关工作机制决定了能耗的增长方式。COMS芯片主要的能耗分为静态功耗和动态功耗。
通常情况下,对于CMOS电路,静态功耗与动态功耗相比可以忽略不计,动态功耗基本上决定了总功耗。但是对于0.13μm以下的工艺,栅介质非常薄(不到2纳米,相当于 0.002μm),很容易产生较高的漏电流。目前的估测显示0.13μm技术条件下,根据设计的不同,静态漏耗(leakage)可达总功耗的12%到25%不等。相对而言,0.25μm条件下的漏耗不到总功耗的1%,0.18μm下漏耗也只有3%到5%。而对于0.09μm以下的工艺,静态功耗将呈指数倍增长。
静态功耗也由三部分组成:A、CMOS管亚阈值电压漏电流所需功耗;B、CMOS管栅级漏电流所需功耗;C、CMOS管衬底漏电流(BTBT)所需功耗。
静态功耗三种成因
动态功耗计算公式如下:
P=C×V2×f
C是电容负载,V是电源电压,f则是开关频率。
可以看到,要减少芯片的动态功耗有3种方法:降低供电电压、减少芯片电容、降低开关频率。

了解原理之后就让我们来看看,要降低CPU功耗,目前在这几个方面还能做些什么。
● 晶体管数量

并行单位的增加、缓存容量进一步加大、内存控制器的集成、防病毒功能的加入、单芯片多内核等等都需要更多的晶体管来实现。随着CPU的功能和性能的日益增强,其集成晶体管数量增加的趋势不可逆转,因此单纯从减少晶体管数量上降低功耗是不现实的。

晶体管数量必定超多的双内核AMD64

● 供电电压

从CPU的发展历史来看,每次工艺的进步也带来了核心电压的降低,现在的桌面CPU核心电压已经到了1.5V左右,而笔记本用的超低电压Pentium Ⅲ Processor-M工作电压可以仅为0.95V。

铜互连技术在降压上也起了一定作用。金属铜(Cu)的电阻率(~1.7μΩ·cm)比金属铝的电阻率(~2.7μΩ·cm)低约40%,有效降低了连线电阻,从而减少了电流在线路上的压降,使CPU对供电电压的要求降低。用铜线替代传统的铝线已经成为CPU工艺发展的必然方向。金属银虽可提供更小电阻率(~1.59μΩ·cm),但在一般环境下极易被腐蚀,成本也更高,所以不被应用于集成电路连线。

但是CPU正常的工作电压是不可以无限制降低的,供电电压和频率之间还有一种关系需要考虑,即更高的频率需要更高的供电电压来实现。逻辑芯片需要200mV~300mV门限电压,为了获得优良的性能,电源电压应当是门限电压的大约3倍。假如门限电压为300mV,电源电压则需要900mV(0.9V)。即使不追求高性能,门限电压也不能降太多,门限电压过低,所需的门限电流就会增大,甚至无法关断,导致“门”将不“门”。
芯片电容

CPU核心面积减小的另一后果,是因介质间距减小引起晶体管电容增大和连线之间电容增加。电容大小不但影响芯片的功耗,还决定着芯片所能达到的开关速度。

“Low-k”低介电常数绝缘体技术是利用低介电常数绝缘体在芯片内部电路层之间起到绝缘作用,能够有效降低连线之间的电容。

P4E(Prescott)所使用的Low-k材料已经从Northwood的SiOF变更为CDO,连接电容降低18%,可以实现更低的布线延时并且降低能耗。

但是情况并不这么乐观,Low-k材料应用上遇到了麻烦。2003年,国际半导体技术规划(ITRS 2003[7])给出低介电常数材料在集成电路未来几年的应用,其介电常数范围在2.7~3.1。真空的介电常数是1.0。介电常数的可降低空间已经很小了,不可能达到一个数量级的改善。Low-k材料的应用已经接近极限。

硅衬底基片和晶体管的接触区域会聚集很多电荷,形成输入电容和杂散电容。SOI技术在硅衬底和晶体管之间埋入氧化层,在晶体管和二氧化硅接触区域不会再聚集电荷,大大减低了寄生电容的产生。

● 运行频率

就现阶段而言,人们对性能提高的需求依然是CPU快速发展的第一动力。在CPU架构和算法没有改变的情况下,降低频率在减少功耗的同时也使性能变得低下。因此要保持良好的性能增长,降低频率的同时必须要采用新的架构和算法来抵消因频率降低带来的性能下降。

Intel也颇受高频率的困扰,开始在提高IPC上寻求突破,而放弃推广了近4年之久的高频路线。传说中新一代Pentium M(代号:Dothan)的桌面化,就可以视为Intel在CPU发展理念上的一种回归。AMD的Athlon 64系列的推出也反映出采用新架构能在保持强劲性能的同时有效降低运行频率。

CPU性能的增长是不会停止的,即使目前频率无法更多的提高,也同样可以通过改变CPU的架构来继续提升性能。而半导体制造材料的问题即使目前遇见困难,但是随着一些新物质的理论和应用的研究继续深入,最终一定能跨过这个屏障。在达到微电子技术的物理极限之前,CPU的频率在未来依然会继续提高。而不论任何时候,主流CPU的功耗都会在人们能够接受的范围内,因为用户的需求决定着这一切!
回答完毕!人人为我!我为人人!

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