Warum halten GPUs mehr aus als CPUs?

[Oberon]

Hallo,
Was ich mich schon öfters gefragt habe: Wieso halten Grafikprozessoren wesentlich höhere Temperaturen aus als CPUs? Bei diesen is ja ungefähr bei 80° Schluss, während GPUs oft problemlos 110, 120 ° und mehr aushalten. Liegt das vllt an der Architektur der Chips? Mikroprozessoren sinds ja beide.Hm...vllt weiß das ja jemand :)

[san.salvador]

Mein Celeron-M sollte auch mindestens 100°C mitmachen...

[(del676)]

weils ein chip ist der dafür gemacht wurde um bei 110 noch einwandfrei zu laufen?

[Oberon]

weils ein chip ist der dafür gemacht wurde um bei 110 noch einwandfrei zu laufen?
Das is schon klar. Daraus würde aber folgen, dass es nicht möglich ist, CPUs so zu bauen dass sie solche Temperaturen vertragen? Denn wenn das kein Problem wäre, könnte man ja leicht so widerstandsfähige CPUs bauen :confused:

[Coda]

Ich denke das Problem ist bei den CPUs eher dass sie viel schneller schalten, d.h. bei erhöhter Temperatur leichter den Punkt erreichen bei dem nix mehr geht. Die Transistorperformance hängt nämlich ziemlich von der Temperatur ab.

[BlackBirdSR]

Das is schon klar. Daraus würde aber folgen, dass es nicht möglich ist, CPUs so zu bauen dass sie solche Temperaturen vertragen? Denn wenn das kein Problem wäre, könnte man ja leicht so widerstandsfähige CPUs bauen :confused:

die dann nur 1.4GHz schafft ;)
Bei so hohen Temperaturen sinkt die Schaltgeschwindigkeit stark ab, während parasitäre Effekte stark zunehmen.
Eventuell bis zur Zerstörung des IC.

Und wer so hart am Limit des Prozesses arbeitet, der hat nicht so viel Spielraum bei Langlebigkeit und Leistung wenn die Temperaturen so hoch gehen.

Man muss sich nur mal den generellen Trend ansehen:
Ein Athlon 1GHz durfte noch 95°C (auf der Oberfläche des Packages) erreichen um stabil zu arbeiten.
Ein Opteron maximal 70°C und die DualCore CPUs nur noch 65°C.

Intels Coppermine dürften 85°C erreichen (intern gemessen)
Die letzte 1.13GHz Version allerdings nur 62°C, damit sie auch stabil betrieben werden konnte.

[MrMonstar]

Die Antwort ist einfach:

_Hot Spots_

GPUs verteilen die thermische Last gleichmaessig ueber die Pipelines, somit kann die gesamte Chipoberflaeche eine Temp. von 120 Grad erreichen.

bei CPUs können einzelne Transistoren sehr heiss werden, wenn unguenstiger Code ausgefuehrt wird, so kann ein einzelnes Gatter durchaus 120 Grad heiss werden, während die durchschnittliche Temp. des Dies gerade mal bei 65 Grad herumdümpelt....

Grüsse,

MrMonstar

[alpha-centauri]

jepp. nettes problem beim ersten/Frühen prescott.

[Super-S]

:) GPU´s arbeiten ja vom Takt her ja noch lange nicht so schnell wie es eine CPU tut.....

Vergleich: GPU´s ...übertaktete X1900er ---> 730-750 Mhz Max. (mehr hab ich jetzt nicht gesehen)

und die P4´s sind ja offiziel bei 3800Mhz up (overcl.)....

Wenn GPU´s mit :biggrin: 2000-3000Mhz arbeiten würden, denke ich nicht das die 100 Grad gut wären :D

[IVI]

warum?
1. weil die cpu-kühler-hersteller sonst nix zu tun hätten
2. weil die gpu-kühler-hersteller zu blöd sind

so einfach ;)

[RavenTS]

Interessante Frage! Langsam wirds bei den CPUs aber wirklich knapp, wenn das so weitergeht besteht bald nicht mehr wirklich viel Spielraum zwischen Raumtemp und maximal zulässiger CPU-Temp...

[Nasenbaer]

deswegen mitunter auch multicores.
So kann man die Temperatur sicher besser verteilen.

[smoe82]

Interessante Frage! Langsam wirds bei den CPUs aber wirklich knapp, wenn das so weitergeht besteht bald nicht mehr wirklich viel Spielraum zwischen Raumtemp und maximal zulässiger CPU-Temp...

Ganz schön warm in Deinen Räumen... ;D

[BlackBirdSR]

Ganz schön warm in Deinen Räumen... ;D

So eine CPU muss ja auch in Hawaii oder Mexiko funktionieren.
Und wenn man dort mal an der 40°C Marke kratzt, wie warm ist es dann wohl im PC?
Und dann darf deine CPU mal eben 69°C heiß werden?

Nicht besonders viel Spielraum um Wärme abzutransportieren.

[RavenTS]

So eine CPU muss ja auch in Hawaii oder Mexiko funktionieren.
Und wenn man dort mal an der 40°C Marke kratzt, wie warm ist es dann wohl im PC?
Und dann darf deine CPU mal eben 69°C heiß werden?

Nicht besonders viel Spielraum um Wärme abzutransportieren.

Dito! Vor allem funktioniert Kühlung bekanntlich am besten wenn die Temp.unterschiede möglichst groß sind. Da diese immer kleiner werden muss die Kühlung weiterhin deutliche Verbesserungen erfahren, wobei ich vermuten würde, dass dies mit Luftkühlung nur noch in begrenztem Maße erfolgreich sind wird...

[Gast]

Und wenn man dort mal an der 40°C Marke kratzt, wie warm ist es dann wohl im PC?


afaik sind die meisten komplett-pcs auf maximal 40°C raumtemperatur ausgelegt.

wenn du in entsprechenden gebieten wohnst brauchst du eben eine klimaanlage.

[san.salvador]

Mich würd jetzt aber schon interessieren, warum mein Celeron-M bis 110°C gehen darf, mein P4 aber nur bis 70 (oder warens 80?). Ich mein die verwendeten Materialien sind doch die selben. Liegts wirklich an 130nm vs. 90 nm?

[Monger]

Bin ich schief gewickelt, oder werden CPUs nicht ohnehin in wesentlich moderneren Fertigungstechniken hergestellt? Dementsprechend anfällig dürften sie auch gegenüber Hitze sein.

[Gast]

Mich würd jetzt aber schon interessieren, warum mein Celeron-M bis 110°C gehen darf, mein P4 aber nur bis 70 (oder warens 80?). Ich mein die verwendeten Materialien sind doch die selben. Liegts wirklich an 130nm vs. 90 nm?


es sagt ja niemand dass er das nicht aushält, intel garantiert eben nur die stabilität bis zu diesem wert.

bei mobilen cpus ist dieser aufgrund des geringeren raumes für die kühlung eben höher. intel muss natürlich auch testen ob die cpus die taktfrequenzen bei der gegebenen temperatur schafft.

[RavenTS]

Bin ich schief gewickelt, oder werden CPUs nicht ohnehin in wesentlich moderneren Fertigungstechniken hergestellt? Dementsprechend anfällig dürften sie auch gegenüber Hitze sein.

Der Großtteil der produzierten CPUs wird noch in 90nm gebaut, nur wenige in 65. Bei den GraKa ist es im Moment doch genauso. Aktuelle Generationen sind 90nm und die Planungen für 80nm sind schon im Gange, also in etwas Gleichstand...

[BlackBirdSR]

Mich würd jetzt aber schon interessieren, warum mein Celeron-M bis 110°C gehen darf, mein P4 aber nur bis 70 (oder warens 80?). Ich mein die verwendeten Materialien sind doch die selben. Liegts wirklich an 130nm vs. 90 nm?

Wie Monger schon erklärt hat:
Bis zu dieser Temperatur kann Stabiltität garantiert werden.
Schädlich hinsichtlich der Materialien selbst sind höhere Temperaturen nicht.

Allerdings reagieren viele für die Schaltgeschwindigkeit bestimmende Faktoren sehr empfindlich auf die Temperatur.
Wenn die CPU schon hart am Limit arbeitet, muss die Temperatur eben runter.

[Gast]

Der Großtteil der produzierten CPUs wird noch in 90nm gebaut, nur wenige in 65. Bei den GraKa ist es im Moment doch genauso. Aktuelle Generationen sind 90nm und die Planungen für 80nm sind schon im Gange, also in etwas Gleichstand...

intel-cpus sind praktisch schon 65nm-only.

bei gpus kommt wohl erstmal 80nm dazwischen, bis diese in 65nm produziert werden sind die cpus (zumindest intel) wahrscheinlich schon bei 45nm

[Monger]

Der Großtteil der produzierten CPUs wird noch in 90nm gebaut, nur wenige in 65. Bei den GraKa ist es im Moment doch genauso. Aktuelle Generationen sind 90nm und die Planungen für 80nm sind schon im Gange, also in etwas Gleichstand...

Afaik gibt es da noch mehr Faktoren. 65nm ist nicht zwingend 65nm. Ich hab die Techniken nicht im Kopf, aber jeder Hersteller scheint da eigene Verfahren entwickelt zu haben, um die Schaltzeiten zu reduzieren.
CPUs sind imho insgesamt doch noch technisch wesentlich komplexer in der Fertigung als GPUs.

[RavenTS]

Afaik gibt es da noch mehr Faktoren. 65nm ist nicht zwingend 65nm. Ich hab die Techniken nicht im Kopf, aber jeder Hersteller scheint da eigene Verfahren entwickelt zu haben, um die Schaltzeiten zu reduzieren.
CPUs sind imho insgesamt doch noch technisch wesentlich komplexer in der Fertigung als GPUs.

Ja genau, leicht unterschiedliche Transistoren, SOI, StrainedSilicon,...wasauchimmer. CPUs sind aufgrund ihrer Auslegung für fast alles, im Gegensatz zu auf Grafik spezialisierten Chips, durchaus komplexer...