消費電力が同じなら発熱は？

質問

あくまで一般論で答えていただきたいのですが、仮に、消費電圧とクロックを自由にコントロールできるＣＰＵがあったとします。
　このＣＰＵを５００ＭＨｚの１Ｖで動かすのと、１ＧＨｚの１Ｖで動かすのとでは、発熱はどっちが大きいでしょうか。
　あるいは同じになるのでしょうか。

　現在、ＰＤＡの熱対策のためクロックダウンを試行中です。
　もし発熱量が同じであればクロックを少しでも上げた状態にしておきたいので、何かご存知の方がいらっしゃいましたらお教えください。

回答No.1

atano2001 · ベストアンサー

現在のCPUは消費電力を減らすためにMOS構造の素子を組み合わせてCPUを構築しています。
特にN-MOSとP-MOSを組み合わせたCMOS構造は動作停止時にはきわめて小さな電流しか流れません。
しかし、高速でスイッチングさせると電流が増えていきます。

なのでクロックを上げると高速スイッチング回数が増えていきますので消費電流（消費電力）も同じように増えていきます。

結論として５００ＭＨｚを１ＧＨｚにすると消費電力は増えて最悪は破壊する可能性があります。

お礼

ありがとうございます。
　おっしゃりたいことは充分に理解できました。
　ちなみに、実際には、現実的にありえる設定を使うつもりです。

回答No.3

unos1201

http://ntindustry.co.jp/truth/pc/vcore/vcore01.htm

>消費電力(発熱量に比例）
＝電圧(V)の2乗×動作クロック×プロセッサ毎の定数

これを参考にするなら、電圧をそのままなら、プロセッサー定数が変化しないものとして、消費電力が倍違うことになりそうです。

しかし、モバイルタイプなどのCPUは電圧を低電圧にすることにより消費電力を落とす仕組みのものが多いと思いますので、０．６Vで５００MHｚと１Vで１０００MHｚの設定であれば、約２０％に節約できる計算になりますし、０．８V５００MHｚ、１V1000MHzであれば、約３３％にまで発熱を抑えることができそうです。

参考にあげたものは

＞1.0GHzでは消費電力は14.0W、
　Moble Pentium3(SL5PL)-1GHzの 20.1W
　PentiumM(SL6N8)-1.3GHzの 22Wに相当、
　パフォーマンスは4632MIPS(Sandra2005)・Pentium4-1.6GHzに相当。

＞1.6GHzでは消費電力は30.7W、
　Moble Pentium3(SL5TB)-1GHzの 34W
　Mobile Pentium4-M(SL6FJ)1.9GHz-の32Wに相当、
　パフォーマンスは7386MIPS(Sandra2005)であり・Pentium4-2.8GHzに相当。

＞1.8GHzでは消費電力は39.5W、
　Pentium4-1.6Aの 46.8Wに相当、
　パフォーマンスは8292MIPS(Sandra2005)であり・Pentium4E-3.0GHzに相当。

などの例がありますが、実際にはCPU以外の発熱も考慮しないとトータルの評価はできないと思います。

クロックを下げると、パフォーマンスが著しく落ちるのであれば、冷却の工夫をするべきですし、我慢できるレベルなら、クロックダウンもかなり有効みたいです。

ちなみに、FSBを３割程度ダウンして使ってみたことがありますが、夏場の効果は抜群で、ファンの回転数が最大にほとんどしないで温度上昇を防げた経験があります。動けばという前提でのことですので、クロックダウンは発熱抑制には効果がありそうです。

参考URL：

http://ntindustry.co.jp/truth/pc/vcore/vcore01.htm

お礼

ありがとうございます。
　当方のマシンは Intel のＸスケール……だったかな？　まぁ、なんかそんな感じの名前のプロセッサです。
　ノーマル４００ＭＨｚ１．５Ｖだと１時間で熱暴走するもんで、これを０．９Ｖまで落としたんです。で、その状態で１００ＭＨｚと２００ＭＨｚのどっちを使うべきかで悩んでいたのでした。
　ノーマルと１００ＭＨｚを切り替えながら使いたいと思います。

回答No.2

久保 泰臣（@omi3_）

最先端チップは、
情報処理量≒エネルギー
クロック＝処理速さ≒電力≒発熱≒
となっています。

>消費電圧とクロックを自由にコントロールできるＣＰＵ

が不安定になっても構わないのなら、電圧を落せます。
電力が落ちるので、クロックを増やせます。

>もし発熱量が同じであればクロックを少しでも上げた状態に

クロック少し上げたら、その割合で発熱します。

５００ＭＨｚの１Ｖで動かすのと、１ＧＨｚの0.7Ｖで動かすのとは同じ発熱量です。
後者はまともに動作しませんが。

お礼

ありがとうございます。
　質問文中のヘルツは例です。
　クロック低い方が発熱が少ないなら、そうしておきます。
　ちなみに現実には、ノーマル状態とその半分とではどっちが発熱するか、という話でした。