Technikfragen zur CPU --- Takt?

[Auron]

Bei all der Technik unterliegen auch die Prozessoren der Physik und von letzteren verstehe ich zumindest ein wenig.

Aber innerhalb eines CPU's passiert doch noch viel mehr... sind da nicht noch viel mehr Flaschanhälse?
Also da werden doch Daten auf lanes oder auf "Bus' " gelegt oder so...

Da kann die Geschwindigkeit doch nicht linear zum Takt ansteigen oder?

 

[Aoi]

Ok. War vielleicht etwas doof geschrieben.
Also, die Abwärme hängt natürlich auch vom Takt ab und natürlich der Spannung, aber auch der Auslastung des Prozessors. Denn nicht alle "Teile" eines Kerns oder Prozessors werden immer benutzt. Gerade im Idle ist die Temp bei gleichem Takt und gleicher Spannung niedrieger. Das meinte ich mit "nur indirekt".
Der elektische Widerstand nimmt bei höherer Temp zu, aber das beeinflusst die reine Rechenleistung des Prozessors erstmal nicht. Nur kann der Takt des Prozessors bei zu hoher Temp dann instabil werden, weil die Laufzeiten dann einfach zu hoch sind. (Z.B. ist bei AMD Prozis die Tmax-Angabe bei den höhertaktenden Modellen niedriger. Sie dürfen also nicht so heiss werden, wie die die langsamer Takten.)

Ebenfalls, wie ich schon geschrieben habe, steigt die Leistung des Prozessors bei doppeltem Takt auch meistens um das doppelte an. Jedoch hängt das vom Design ab. Manche Prozessoren laufen in zu niedrigen oder zu hohen Taktbereichen nicht mit entsprechernder Leistung: Sie Skalieren schlecht mit dem Takt. Der Optimalen Takt, was "Rechenleistung pro Takt" angeht, hängt eben vom Design des Prozessors ab.

 

[bingo88]

Der elektische Widerstand nimmt bei höherer Temp zu, aber das beeinflusst die reine Rechenleistung des Prozessors erstmal nicht. Nur kann der Takt des Prozessors bei zu hoher Temp dann instabil werden, weil die Laufzeiten dann einfach zu hoch sind. (Z.B. ist bei AMD Prozis die Tmax-Angabe bei den höhertaktenden Modellen niedriger. Sie dürfen also nicht so heiss werden, wie die die langsamer Takten.)

Silizium macht leider ne Ausnahme (wie alle Halbleiter). Da sinkt der el. Widerstand je wärmer es wird. Deswegen sind ja Hot Spots so gefährlich. Da fließt dann nämlich noch mehr Saft durch

 

[Aoi]

Silizium macht leider ne Ausnahme (wie alle Halbleiter). Da sinkt der el. Widerstand je wärmer es wird. Deswegen sind ja Hot Spots so gefährlich. Da fließt dann nämlich noch mehr Saft durch

Ja Kalr stimmt. Wie schnell man doch gelerntes wieder vergisst...
Aber das ändert nichts daran das die Leistung nicht schwankt, wenn sich die Temperatur ändert.
Oder steh ich jetz total auffem Schlauch.

 

[bingo88]

Ja Kalr stimmt. Wie schnell man doch gelerntes wieder vergisst...
Aber das ändert nichts daran das die Leistung nicht schwankt, wenn sich die Temperatur ändert.
Oder steh ich jetz total auffem Schlauch.

Passiert ^^

@Leistung: Puh... kann ich jetzt auch nicht mit Gewissheit sagen
Ich kann mir irgendwie nicht wirklich vorstellen, dass bei den Stromstärken (sind ja doch einige Amps ^^) irgendein vernünftig messbarer Unterschied rauskommt. Steigende Temps können aber zur Hot Spot Bildung führen und im schlimmsten Fall das second breakdown limit erreichen (ist zumindest bei Transistoren der fetteren Klasse so). Dann wär die CPU futsch

 

[freak094]

Dann wär die CPU futsch

das wäre schlecht

 

[Auron]

Silizium macht leider ne Ausnahme (wie alle Halbleiter). Da sinkt der el. Widerstand je wärmer es wird. Deswegen sind ja Hot Spots so gefährlich. Da fließt dann nämlich noch mehr Saft durch

Kann das mal jemand erklären? Mir ist das nämlich so ziemlich neu.
Macht doch auch garkeinen Sinn oder?
Bei mehr Hitze fließt der Strom schneller?

Der elektrische Widerstand berechnet sich doch aus R = p * l/A
Wie lässt sich das damit vereinbaren?
Das ,,p" ist eigentlich ein "rho" aber ich habs gerade nicht hinbekommen

 

[Aoi]

Bei Halbleitern sind, aufgrund ihrer Kristallstruktur, das höchste besetzte Energieband (Valenzband) und das nächsthöhere Band (Leitungsband) durch eine Bandlücke getrennt. Das Ferminiveau liegt also genau in der Bandlücke. Bei einer Temperatur in der Nähe des absoluten Nullpunktes ist das Valenzband voll besetzt und das Leitungsband vollkommen frei von Ladungsträgern. Da unbesetzte Bänder mangels beweglicher Ladungsträger keinen elektrischen Strom leiten und Ladungsträger in vollbesetzten Bändern mangels erreichbarer freier Zustände keine Energie aufnehmen können, was zu einer beschränkten Beweglichkeit führt, leiten Halbleiter den elektrischen Strom nicht bei einer Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt (Isolatoren).

Im Prinzip lässt die Sperrschicht des Transistors mehr Ladung hindurch, wenn sie wärmer ist, weil sich dann einfach mehr Ladungsträger im Leitungsband befinden.
Die Sperrschicht öffnet ja auch erst wenn eine Spannung an der Basis anliegt.
und bei höherer Temp "macht der Transistor voll auf", wie mein ehemaliger Elektronik Dozent sagen würde. "Wissen'se was ich mein?"

 

[Auron]

Also funktioniert das ,,supraleiter Prinzip" nicht. Ich kann das also jetzt nicht abkühel wie bescheuert, weil ich dann den Widerstand erhöhe?

Krass... das ist mir völlig neu...
Das heißt man bräuchte Widerstandsfähigere CPUs und dann könnte man den Takt mit doppeltem Nutzen anheben, mehr Takt ---> mehr Leistung, mehr Temperatur --------> mehr Leistung...

Das heißt aber auch, wenn ich jetzt einen besseren Kühler/Wasserkühlung verbaue, wird mein Rechner langsamer wenn ich nicht übertakte?

Ich nehme mal an nur geringfügig aber das stimmt ja?

 

[bingo88]

Okay, ich spekuliere jetz mal mit meinem Halbwissen auf dem Gebiet los
Der Strom der CPU wird ja zum schalten verwendet und nicht zum Verstärken, ergo heißt das Strom an (1) oder Strom aus (0) -> ein Schalter. Die Zustände werden entweder über die Spannung oder den Strom unterschieden (bei COM-Port glaube ich +3V bis +15V ist 1 und -15V bis -3V ist 0). Den Wiederstand soweit zu erhöhen, dass keine Spannung mehr fließt ist - denke ich zumindest - wohl relativ schwierig, andersherum wahrscheinlich einfacher (überhitzen...). Also müsste das eigentlih keine Auswirkungen auf die Leistung (ich meine jetzt nicht den Verbrauch) haben... oder doch?

 

[Aoi]

@ Auron
Ich glaube du verwechselst da was.
Die Rechen-Leistung eines Prozessors steigt nicht mit höherer Temp., da diese vom Takt in Verbindung mit den Recheneinheiten abhängt (grob: Leistung=IPC*ClockSpeed). Und der Takt ändert sich nicht mit der Temperatur. Die laufzeiten und die Ladungen ändern sich. Nur zieht der Prozi dann auch mehr Saft aus der Dose und die Lebensdauer verkürzt sich. Ausserdem sind Partielle Temperaturunterschiede schlecht, da die Laufzeiten und Ladungen dann stark schwanken und zu hohe Temperatur zerstört den Prozessor.

@bingo88
Spannung fliesst nicht. Sie liegt an und Strom fliesst. Ansonsten hast du recht: Da der Strom eben nur zum schalten bzw zum übermitteln von Information (1/0) genutzt wird, hat ein geringerer Widerstand "erstmal keinen" Einfluss auf die Rechen-Leistung.

 

[bingo88]

@bingo88
Spannung fliesst nicht. Sie liegt an und Strom fliesst. Ansonsten hast du recht: Da der Strom eben nur zum schalten bzw zum übermitteln von Information (1/0) genutzt wird, hat ein geringerer Widerstand "erstmal keinen" Einfluss auf die Rechen-Leistung.

Dann ist ja doch was aus E-Technik hängen geblieben

 

[Auron]

Alles klar, ich denke ich habs gerafft Danke!

 

[Lyran]

Um nochmal zum Anfang zurückzukommen:

Eine andere Frage...
Ist ein Prozessor mit der gleichen Architektur, nehmen wir den alten Pentium 4... doppelte Taktung = doppelte Geschwindigkeit, wenn die Temperatur gleich ist?

Angenommen auf einer Skala bekommt der P4 mit 3GHz den Wert 1 also 100%, dann müsste theoretisch die gleiche CPU mit 6GHz Takt 200% schnell sein. Hier wird allerdings auch die Problematik deutlich, für die doppelte Leistung braucht man den doppelten Takt. Nach 3 Generationen wäre man also bereits bei 24GHz! Hinzu kommen ja andere Schwierigkeiten wie zu kleiner Cache für den Takt, zu hohe Abwärme, zu viel Spannung nötig usw. Das ist ja auch der Grund warum Intel von der NetBurst Architektur weggegangen ist, eben weil diese nur auf maximalen Takt ausgelegt war. 2005/2006 kamen dann ja die Core 2 Duo raus, die mit 2x1,8GHz anfingen und trotzdem schneller als die 3,xGHz P4 waren. Aktuell sieht man ja den Trend hin zu Manycore, fast jeder hat einen Dual Core, sehr viele einen Quad und die Hexas sind im Kommen. Ich denke die Zukunft liegt in massiv parallelisierter Software die auf Manycore Rechnern läuft

 

[bingo88]

Das ist so ähnlich wie divide-and-conquer Algorithmen in der Informatik. Zerlege große Arbeitspaket in viele kleine und führe auf ihnen die "trivialen" Operationen aus. Am Ende packe das Ergebnis wieder zusammen. Klingt doch perfekt für manycore

 

[Auron]

Ahja das kenn ich
Wird das nicht sogar bei manchen sortier Algorithmen benutzen?

 

[bingo88]

Ahja das kenn ich
Wird das nicht sogar bei manchen sortier Algorithmen benutzen?

Quicksort ist da ein Kandidat
Ist halt ne schöne Methode um die Laufzeit zu verringern, auch wenn ich eigentlich keine Rekursionen mag. Du weißt nie, wann sie enden und ob der Stack reicht

 

[Auron]

Hallo Leute, ich war gerade nochmal bei ihm und habs endlich getestet. Scheinbar takter SEIN Prozessor nicht hoch... Leute, woran kanns liegen? Und vorallem warum ist ihm das nicht aufgefallen?
Er hat ein MSI Board... irgendwas mit CF am Ende.
Ist aber ein AM2+ Board und wie gesagt ein 955 BE.
der Multiplikator bleibt auf 4X stehen.
Braucht er vielleicht ein Bios Update?

 

[Jan565]

Ein Bios update würde ich auf jeden Fall Probieren. Beim meinem CIIF war das gleiche. Das Bios 2202 bei meinem Board hat den auch nicht hoch takten lassen.

 

[Auron]

Alles klar, er wirds jetzt testen, ich melde mich dann nochmal, das Bios ist noch von 2008... ich hoffe das bringts...
Unglaublich, das muss doch auffallen, wenn man die ganze Zeit nur mit 800 mhz spielt xD