Wann wird eine CPU heiß?

[Gast]

Ich habe mal eine rein theoretische Frage (aus Interesse).

"Neue" CPU's haben ja mittlerweile so ziemlich alle Stromsparmechanismen. Das heißt sie takten runter wenn im Moment keine oder kaum Leistung benötigt wird und sind dadurch auch kühler.
Nun meine Frage:
Wird eine CPU unter Belastung wärmer weil die Taktrate erhöht wird oder muss der Prozessor überhaupt nicht ausgelastet werden um heiß zu werden?

Im Klartext:
Wird ein nicht arbeitender Prozessor bei dem jede Stromsparfunktion ausgeschaltet ist mit z.B. 3Ghz Takt genauso heiß wie ein auf 100% ausgelasteter Prozessor mit ebenfalls fixen 3Ghz?
Wenn die Taktrate fix ist sollte die Temperatur doch gleich bleiben?

[RavenTS]

Nein die Verlustleistung hängt von mehr als nur dem anliegenden Takt ab. Beispielsweise der Anzahl schaltender Transistoren, der anliegenden Spannung, die Temperatur des DIEs, etc...

[Gasti]

Ich habe mal eine rein theoretische Frage (aus Interesse).

"Neue" CPU's haben ja mittlerweile so ziemlich alle Stromsparmechanismen. Das heißt sie takten runter wenn im Moment keine oder kaum Leistung benötigt wird und sind dadurch auch kühler.
Nun meine Frage:
Wird eine CPU unter Belastung wärmer weil die Taktrate erhöht wird oder muss der Prozessor überhaupt nicht ausgelastet werden um heiß zu werden?

Im Klartext:
Wird ein nicht arbeitender Prozessor bei dem jede Stromsparfunktion ausgeschaltet ist mit z.B. 3Ghz Takt genauso heiß wie ein auf 100% ausgelasteter Prozessor mit ebenfalls fixen 3Ghz?
Wenn die Taktrate fix ist sollte die Temperatur doch gleich bleiben?
probiere es aus dann weißste es ;)

[KinGGoliAth]

Im Klartext:
Wird ein nicht arbeitender Prozessor bei dem jede Stromsparfunktion ausgeschaltet ist mit z.B. 3Ghz Takt genauso heiß wie ein auf 100% ausgelasteter Prozessor mit ebenfalls fixen 3Ghz?
Wenn die Taktrate fix ist sollte die Temperatur doch gleich bleiben?

der 100% ausgelastete prozessor wird deutlich wärmer als der gleiche prozessor ohne belastung. die schaltenden transistoren machen dann den unterschied.
davon mal abgesehen spielt der takt eine rolle, die temperatur (höhere temperatur -> höherer widerstand -> mehr stromverbrauch und damit wieder mehr wärme) und -vor allem- macht die anliegende spannung die meiste musik. hab die komplette formel jetzt nicht im kopf aber die spannung fließt da zum quadrat ein.
wenn du alles andere unverändert läßt und nur die spannung um 10% erhöhst steigen abwärme und stromverbrauch schon allein deswegen um 21%.

[Gast]

(höhere temperatur -> höherer widerstand höherer Leckstrom -> mehr stromverbrauch und damit wieder mehr wärme)

Sprich wenn deine CPU mit 3GHz läuft benötigt sie mehr Energie als wenn sie nur mit 1GHz läuft.
Mein Phenom2 zieht im Leerlauf gerade mal 24 Watt unter Vollast dann schon 90W.

[Peilo]

(höhere temperatur -> höherer widerstand höherer Leckstrom -> mehr stromverbrauch und damit wieder mehr wärme)

falsch, silizium is ein heißleiter und mit zunehmender temperatur sinkt! der widerstand

höhere temperatur -> kleinere widerstand kleinere Leckstrom -> weniger stromverbrauch und damit weniger wärme

[BeetleatWar1977]

äh - kleinerer widerstand bedeutet höherer Strom ;)

Widerstand = Spannung /Strom
umgestellt
Strom = Spannung/Widerstand

[Gast9t99]

Zunächst sollte der TS mal sagen, um was für eine Art CPU es sich bei seiner Frage handelt. Heutige CPUs erledigen viele Dinge. Eine CPU kann im Taskmanager bei 5-10% Last liegen und trotzdem heiß werden. Das liegt daran, daß die aktuellen CPUs fast alle einen IMC haben und manche sogar noch weitere Zusatzfunktionen wie zB. IGP. Afaik werden umfangreiche Ram-Operationen, wie sie über DMA von beliebigen Geräten ausgelöst werden können, vom Taskmanager nicht unter CPU-Last erfaßt. Man kann imho den Ram und damit den IMC massiv übertakten und die CPU damit fast 'zum leuchten' bringen, ohne das die CPU-Auslastung im Taskmanager hierdurch nennenswert ansteigt.

Die richtige Antwort auf die eigentliche Frage des TS ist aber klar: Selbstverständlich wird eine CPU wärmer (wenn auch nur geringfügig), wenn man den Takt anhebt. Die Wärmeentwicklung und der Stromverbrauch steigen erst dann überproportional, wenn man eine übertaktete CPU auch tatsächlich auslastet. Erschwerend hinzu kommt, daß stabiler Betrieb bei hohem Takt meist erforderlich macht, daß VCore ebenfalls angehoben wird. Ansonsten würden sich alle freuen, die ihren PC übertakten. Leider ist der Umkehrschluß, daß eine CPU kühler wird, wenn man einzig den CPU-Takt runterschraubt nicht zulässig. Das kann in vielen Fällen so sein, muß aber nicht eintreten. Einen größeren Effekt (im Hinblick auf die Temps) erreicht man imho, wenn man nicht den Takt, sondern VCore absenkt.

Um herauszufinden, in welchem Maße eine CPU durch Übertaktung wärmer wird, gibt es dabei ein einfaches Mittel: Einfach ein Strommeßgerät zwischen den PC und die Steckdose schalten. Jetzt kann man am Takt/VCore unter Idle und unter Last rumspielen. Den zusätzlichen Stromverbrauch, den man nun ablesen kann, kann man nahezu zu 100% als reine Verlustleistung und damit zusätzliche Wärmeentwicklung verbuchen.