Para onde vai toda a energia consumida por uma CPU?

Para onde vai todo o consumo de energia de uma CPU? Toda a energia consumida pela CPU do PC é transformada em calor? Ou será transformado em parte calor e em parte algum outro tipo de energia?

power cpu energy

— m.Alin
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questão relacionada: electronics.stackexchange.com/questions/33318/…

— Federico Russo

Existem pessoas e empresas que usam o calor do computador para se aquecer no inverno.

— Ciro Santilli respondeu

Respostas:

$P = I^2 \times R$

Idealmente, um computador que não executa nenhuma tarefa não consome energia, mas sempre há pequenos vazamentos de carga e, em um processador de 1 bilhão de transistores como um Pentium, essa combinação de pequenos vazamentos ainda causa muitas perdas de energia.

— Johan.A
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Nem tudo é calor. Existe alguma radiação eletromagnética. Parte da energia é direcionada às linhas de entrada / saída, que podem ser conectadas aos LEDs. É quase inteiramente calor.

— Phil Geada

@PhilFrost: no final, a radiação eletromagnética será capturada por uma partícula cuja temperatura aumentará por causa do evento.

— precisa saber é o seguinte

Nesse caso, toda a energia vai esquentar e, eventualmente, morreremos . Acho que isso não é falso, mas quando pergunto "para onde vai a energia consumida por um motor?", Não espero que a resposta seja "Está tudo calor. Talvez mova algumas coisas, mas eventualmente o atrito o converterá em" calor."

— Phil Geada

@ PhilFrost: você está certo, é claro. No entanto, a energia consumida por um LED é apenas uma pequena parte convertida em luz. A maior parte é novamente calor, aumento da temperatura, que será irradiada (radiação eletromagnética!) Como ondas IR :). Paz.

— Johan.A

@ PhilFrost, alguém poderia argumentar que a energia dos LEDs não é consumida pela CPU. No entanto, ele passa por ele e, ao passar, apenas causa calor.

— Federico Russo

A energia elétrica enviada para quase (*) qualquer CPU baseada em CMOS através de seus pinos VCC e GND vai para 3 lugares:

A energia elétrica deixa a CPU através de seus pinos de saída para direcionar os requisitos de "energia real" de dispositivos externos. LEDs, resistores de lastro de LED, linhas de transmissão, resistores de polarização da linha de transmissão, resistores de terminação da linha de transmissão, etc. são exemplos. Esses dispositivos externos nunca são 100% eficientes; portanto, parte ou muitas vezes a maior parte dessa energia é convertida em calor, o que torna esses dispositivos externos mais quentes. (Muita corrente flui através de transistores no anel de E / S, mas tensão relativamente pequena nesses transistores). Geralmente, essa é a maior fração de energia em CPUs de baixo consumo de energia que acionam muitos LEDs.
A energia elétrica é convertida em calor nos transistores no anel de bloco de E / S, conduzindo (carregando e descarregando) a capacitância externa. A capacitância parasitária dos traços de PCB, a pequena capacitância de porta dos pinos de entrada da RAM e de outros chips CMOS, a grande capacitância de porta de grandes FETs discretos etc. são exemplos dessa capacitância externa. Em cada ciclo de carga / descarga, toda a energia que foi temporariamente armazenada nessa capacitância é dissipada como calor no canal dos transistores de E / S da CPU. (Os detalhes instantâneos de onde a energia vai durante esse ciclo são mais complicados).
(Da mesma forma, os pinos de entrada da CPU geralmente são acionados por transistores no anel de E / S de algum chip externo. Durante cada ciclo de carga / descarga, toda a energia que foi temporariamente armazenada em capacitância dentro da CPU é dissipada como calor no circuito. canal dos transistores de I / O pad desse chip externo. Em outras palavras, nenhuma energia líquida entra ou sai pelos pinos de entrada da CPU).
A energia elétrica é convertida em calor nos transistores do núcleo interno, acionando (carregando e descarregando) a capacitância de porta de outros transistores internos. Novamente, em cada ciclo de carga / descarga, toda a energia armazenada temporariamente nessa capacitância é dissipada como calor no canal dos transistores internos do núcleo. Essa é a maior fração de energia das CPUs de desktop de alta potência.

(*) Alguns pesquisadores construíram dispositivos lógicos de reciclagem de energia (incluindo as CPUs Tick, FlatTop e Pendulum) que, em vez de dissiparem como calor toda a energia armazenada temporariamente na capacitância interna e externa, retornam a maior parte dessa energia para o fonte de alimentação .

— davidcary
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