Verständnisfrage zum Overvolting

[eightcore]

Guten Morgen.

Warum braucht die CPU bei gesteigerten Taktraten auch eine höhere Spannung? Was verbirgt sich dahinter?

Liegt es daran, dass weniger Zeit zum Überprüfen des Signalzustands (ob 1 oder 0) zur Verfügung steht, wenn der Takt höher ist und die Spannungserhöhung aber den Unterschied zwischen 0 und 1 vergrössert, sodadss die Überprüfung einfacher ist, da kontrastreicher?

 

[zenturio xy]

Das läuft eher auf der Teilchenebene ab mit Elektronen und so.... Durch die Spannungserhöhung wird die CPU durch einen gesteigerten Takt wieder stabil.

 

[00Zetti]

also 1. braucht man nicht bei jeder steigerung einer taktrate eine erhöhte spannung, es gibt immer gewisse tolleranzbereiche in denen man auch ohne erhöhung des spannung übertakten kann.
2. stell es dir so vor...wenn du normal laufen gehst verbrauchst du wenig energie und bekommst nur wenig hunger, sprinntest du aber los verbrauchst du viel mehr energie und und bekommst im anschluss großen hunger. nun nimm für den sprint eine gesteigerte taktrate und für den energieverbrauch die benötigte elektrische energie bzw verrichtete arbeit in Watt. Möchte deine CPU mehr abreiten(höherer Takt), benötigt sie mehr zugeführte Energie(Watt, W= I(Stromstärke) * U(Spannung).
Ich hoffe das war so weit verständlich...

http://www.hardwareoverclock.com/Intel_Core2Quad_Q6600_Anleitung_Uebertakten_Overclocking.htm
hier findest du eine anleitung wie die man grundsätzlich anwenden kann, die dagestellten spannungs und fsb werte sind jedoch immer CPU spezifisch...

mfg

 

[eightcore]

Das läuft eher auf der Teilchenebene ab mit Elektronen und so.... Durch die Spannungserhöhung wird die CPU durch einen gesteigerten Takt wieder stabil.

Deine Info bringt mir nichts, dass weis ich selber.

also 1. braucht man nicht bei jeder steigerung einer taktrate eine erhöhte spannung, es gibt immer egwisse tolleranzbereiche in denen man auch ohne erhöhung des spannung übertakten kann.
2. stell es dir so vor...wenn du normal laufen gehst verbrauchst du wenig energie und bekommst nur wenig hunger, sprintest du aber los verbrauchst du viel mehr energie und und bekommst im anschluss großen hunger. nun nimm für die energie mal für den sprint eine gesteigerte taktrate und für den energieverbrauch die die benötigte elektrische energie bzw verrichtete arbeit in Watt. Möchte deine CPU mehr abreiten(höherer Takt), benötigt sie mehr zugeführte Energie.
Ich hoffe das war so weit verständlich...

http://www.hardwareoverclock.com/Intel_Core2Quad_Q6600_Anleitung_Uebertakten_Overclocking.htm
hier findest du eine anleitung wie die man grundsätzlich anwenden kann, die dagestellten spannungs und fsb werte sind jedoch immer CPU spezifisch...

mfg

Ich beschäftige mich schon seit vielen Jahren mit OC. Ich weis wie man es tut.

Und zu deinem Beispiel mit dem Sprinten: Eine übertaktete CPU braucht schon ohne Spannungserhöhung mehr Energie.


Ich frage mich, warum die CPU instabil wird, wenn übertaktet wird.
Und zwar suche ich eine elektrotechnische Begründung dafür.

 

[Mastermind89]

Da ist etwas komplizierter, musst du die Physik von Halbleitern verstehen...
Die CMOS Strukturen beruhen auf Feldeffekt Transistoren diese werden wie der Name schon sagt durch ein Elektrisches Feld gesteuert.
Wenn man eine Spannung ableitet kommt man zu einem Feld ( Maxwell ... E = -grad phi).
Da ich jetzt nicht weiss in wie weit du dich mit sowas auskennst macht es wenig Sinn das ausführlich zu erklären findet man in Grundzügen bei Wiki.

Um so größer die Umladungseffekte sind um so "schneller" geht das und mit meht Spannung kann man mehr Takt stabiler Betreiben.

Das beruht auf noch viel mehr komplizierten Prozessen und ist Material abhängig usw. hoffe du erkennst wenigstens die Grund Idee.

 

[>|Sh4d0w|<]

Die Transistoren müssen doch bei hlöherem Takt auch schneller schalten können, deswegen mehr Spannung.

Stell dir vor du rast mit 240 kmh auf der Autobahn, dann verbraucht dein Motor auf 100kmh auch mehr Liter.

 

[00Zetti]

Und zu deinem Beispiel mit dem Sprinten: Eine übertaktete CPU braucht schon ohne Spannungserhöhung mehr Energie.

Die Grundspannung ist höher als sie mininal benötigt wird...du kannst die auch runtersetzen so dass sie auf einem minimum liegt und die CPU td stable läuft.

 

[kuddlmuddl]

Es ist genau wie du im ersten Posting schon richtig vermutet hast.. die hohe Frequenz macht es schwerer 0en und 1en zu unterscheiden - die erhöhte spannung erhöht auch den unterschied und das signal wird trotz gesteigerter frequenz fehlerfrei lesbar

 

[Thion]

http://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_voltage_scaling
http://forums.anandtech.com/showthread.php?t=582278

2min Google.

Generell gehts um Transistoren bzw um ihre Spannungstoleranzbereiche, bei denen sie nicht mehr umschalten können vor dem nächsten "Takt".
Mal frei nach den deutschen Wiki seiten zu Overvolting und FETs, den Rest findest du sicher auch noch.

 

[giessl]

Ich hab mir das mal mit diesem Thread zusammen geschustert.

Wenn du den Takt erhöhst stauchst du ja quasi die Zeitachse im t-U-Diagramm. Irgendwann kommst du an den Punkt, an dem der Spannungsanstieg und Abfall nicht mehr "schnell" genug ist, die Flanken also nicht mehr steil genug um auch wirklich noch den Spannungspeak zu erreichen der als Signal gewertet wird, du liegst also unter dem Rauschen.

Wenn du jetzt die Spannung erhöhst werden die Flanken wieder steiler und die Spannung kann schnell genug aufgebaut werden.

Also würde ich sagen, deine Vermutung aus dem Eröffnungspost ist korrekt.

(Korrigiert mich, falls ich falsch liege )


Grüße

Giessl


btw: @00Zetti: liest du eigentlich die Beiträge auf die du antwortest?


edit: allerdings frage ich mich gerade, warum sich der Peak bei erhöhter Frequenz verringert?

 

[IceDragon87]

Ich denke was dich interessiert steht hier drin.

Wird alles erklärt warum stromverluste im CPU statt finden und und und viel spass damit.

http://www.halbleiter.org/

 

[rumbalotte]

Guten Morgen.

Warum braucht die CPU bei gesteigerten Taktraten auch eine höhere Spannung? Was verbirgt sich dahinter?

Liegt es daran, dass weniger Zeit zum Überprüfen des Signalzustands (ob 1 oder 0) zur Verfügung steht, wenn der Takt höher ist und die Spannungserhöhung aber den Unterschied zwischen 0 und 1 vergrössert, sodadss die Überprüfung einfacher ist, da kontrastreicher?

sehr plakativ, aber genauso ist es

giessl hat das genauso mit "fachbegriffen" zusammen gefasst:

Ich hab mir das mal mit diesem Thread zusammen geschustert.

Wenn du den Takt erhöhst stauchst du ja quasi die Zeitachse im t-U-Diagramm. Irgendwann kommst du an den Punkt, an dem der Spannungsanstieg und Abfall nicht mehr "schnell" genug ist, die Flanken also nicht mehr steil genug um auch wirklich noch den Spannungspeak zu erreichen der als Signal gewertet wird, du liegst also unter dem Rauschen.

Wenn du jetzt die Spannung erhöhst werden die Flanken wieder steiler und die Spannung kann schnell genug aufgebaut werden.

Das läuft eher auf der Teilchenebene ab mit Elektronen und so....

äh nein

 

[giessl]

Ok, jetzt hab' ich aber noch eine Frage:

Der Peak an sich wird ja nicht geringer, oder? (Wenn ja warum?)

Eigentlich wird der Puls ja nur "schmaler", d.h. das Zeitintervall in dem die notwendige Spannung überschritten wird, wird kleiner. Wird das Signal dann auch nicht mehr als solches erkannt?

Durch Erhöhung der Spannung vergrößert sich das Intervall zwar auch wieder, aber auf Kosten einer viel höheren Peakspannung.

Denkfehler? (Plotte hier gerade diverse Gaußglocken...)


Grüße

Giessl


edit: so hier:

Der rote Graph ist das ursprüngliche Signal, der Schwarze das selbe bei höherer Frequenz. Jetzt sieht man bei den beiden, dass die Breite des Signals mit höherer Frequenz abnimmt.

Wird das Signal dann einfach so schmal, dass es nicht mehr als "1" erkannt wird? (weil die Grenzspannung zu kurz überschritten wird?)

Der blaue Graph hat jetzt die selbe Frequenz wie der Schwarze, aber eben bei doppelter Amplitude. Jetzt sieht man, dass der Peak wieder breiter wird.


Reime ich noch richtig?

 

[eightcore]

Und siehe da, die guten Antworten sind aufgetaucht. Vielen Dank an alle!

 

[kuddlmuddl]

@giessl:
Du solltest eher Sinuskurven plotten als Gaussglocken.
Die Tiefpunkte sind 0 und die Hochpunkte sind 1.
a * sin(x * b)
Und hier jetzt ein bischen mit a und b rumspielen. (Von a=1 und b=1 abweichen)
Erhöhst du a (= Amplitude) werden 1 und 0 besser unterscheidbar - dies entspricht der Spannungserhöhung
Erhöhst du b (= Frequenz) rutschen 1'en und 0'en dichter aneinander - dies entspricht der Takterhöhung

Mal abgesehen davon, dass 0 und 1 nicht immer abwechselnd vorkommen ist natürlich das Problem in der Realität, dass die Signale durch Rauschen überlagert werden - und um dann noch eine 1 als 1 zu erkennen hilft es eben sie "extremer" darzustellen