CPU 溫度與時脈頻率和處理器使用率有何關係?

CPU 溫度與時脈頻率和處理器使用率有何關係?

在讀的時候丹尼斯的回复,這讓我思考什麼決定了CPU的溫度。以下是我的理解。

CPU溫度僅由單位時間內CPU使用率決定。

單位時間內的CPU使用率等於CPU使用率乘以CPU頻率。

所以隨著CPU使用率或CPU頻率的降低,單位時間內的CPU使用率會降低,CPU溫度也會降低。

以下引用部分內容丹尼斯的回复,我上述的理解不同意:

使用量越高意味著溫度越高。較低的使用量意味著較低的溫度。

使用 cpufreq 對 CPU 頻率進行降頻只會影響 CPU 使用百分比,而不會降低溫度。

百分比是一個絕對沒有意義的值。在完全相同的工作負載下,當 CPU 降頻或超頻時,您的百分比可能會上升或下降。但它仍然是相同的工作負載,因此使用造成的任何潛在危害(我不確定是否有)將完全相同。

同樣,cpulimit 限制 CPU 使用率,從而保持較低的百分比和溫度。

你能告訴我哪一個是正確的,丹尼斯還是我?為什麼?

謝謝!

答案1

CPU溫度僅由單位時間內CPU使用率決定。 [...]所以隨著CPU使用率百分比或CPU頻率的降低,單位時間內的CPU使用率降低,CPU溫度降低。

功耗(即產生的熱量)不獨自由CPU利用率決定,儘管這也取決於CPU正在執行什麼指令。在數位同步 CMOS 電路(例如處理器)中,功耗可以計算為:

P = C x V^2 x f

其中C是數位電路的電容(根據正在執行的指令而變化),V是 CPU 的電壓,f是時脈頻率。一些指令繪製比別人更有權力,所以我們假設它在這裡被修復(即運行與執行相同的程式)一些除空轉外的大量工作)。作為其副作用,CPU 溫度將要NOP即使在相同的時脈頻率下,空閒時(僅 s)也會減少。

但請注意,CPU 消耗的功耗仍然與頻率和電壓直接相關。頻率減半將使功耗降低至原始值的 50%,而電壓減半將使功耗降低至原始值的 25%。這有一個巨大的即使我們想要執行相同量的功(回想一下,功率是單位時間的功;見下文),也會對熱量產生影響。

使用量越高意味著溫度越高。較低的使用量意味著較低的溫度。

是的,這是真的。當您的電腦空閒時,它通常「不執行任何操作」(即NOP處於低功耗狀態的指令,或只是不執行功耗密集型指令)。當它做某事時,例如渲染圖形,它會使用更多CPU中的元件(如 ALU、FPU、MIU),產生更多熱量。

使用 cpufreq 對 CPU 頻率進行降頻只會影響 CPU 使用百分比,而不會降低溫度。

不,這是假的。請參閱上面的等式。降頻會導致程式執行的時間更長,但電路消耗的功率將要減少。 CMOS功耗與單位時間內邏輯開關的數量直接相關。


鑑於定義,這是非常直觀的力量,這就是簡單的單位時間的工作量,或我們執行工作/計算的速率。如果我們以給定的頻率運行同一個程式直到完成f,然後比較以頻率運行它f/2,在後一種情況下,儘管我們已經採取了兩倍長為了執行該程序,我們已經完成了相同數量的工作- 因此,CPU 在這段時間內消耗的功率將為一半

因此,即使執行相同工作量需要更長的時間,CPU 也會在較低的溫度下運行,因為它現在有更多的時間來散發 CPU 中的熱量。降頻還允許 CPU 在較低電壓下運作(欠壓),進一步降低功耗而不影響工作。

答案2

取決於您的處理器,但限制 CPU 最大值肯定可以減少產生的熱量。首先請記住,熱量是由 Vcor​​e 電壓而不是頻率決定的。因此,如果您可以將處理器限制在較低的 P 狀態,它也會限制 vcore 電壓。請記住,這只適用於較新的英特爾處理器(我認為 AMD 是類似的處理器),所以我認為這就是混亂的根源。我做了一些測試來證明我的理論。

  1. 首先,我讓我的 I7 3930k @ 4.2Ghz 運行一次 linpack,並截取了 vcore 和溫度的螢幕截圖:

在此輸入影像描述

如你所看到的,經過一次 linpack 之後,我的 CPU 封裝溫度為 55C

現在我限制為 75% 並運行了另一個 linpack: 在此輸入影像描述

請注意 4.2 Ghz 與 2.4 Ghz、1.280 和 0.984 下 vcore 的差異。就核心電壓而言,這是一個巨大的差異。請注意產生的熱量如何反映這一點:55C 與 40C。

因此,限制頻率降低產生的熱量是有一定道理的。儘管具有 1.28 Vcor​​ner 的 3.8 GHZ 的 CPU 和具有 1.28 Vcor​​e 的 4.2 Ghz 的 CPU 會產生相同的熱量,因此這僅與 CPU 的欠壓和降頻相關。

答案3

丹尼斯說的是用 cpufreq 降頻你的 CPU 頻率只會影響百分比。這意味著工作量相同,但百分比會顯示較低(實際上很高)。當工作負載較高時,CPU 溫度會較高。

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