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Spannungen bei Volllast?

PegaPX / 7 Antworten / Baumansicht Nickles

Moin zusammen!


Frage: In welchem Rahmen dürfen sich welche Spannungen verändern, wenn man den Prozzi mit Hilfe von z.B. SuperPI oder Prime mit 100% auslastet? Wie sähe es im Idealfall aus? Welche Veränderungen sind im grünen Bereich?


Nebenfrage: Wäre aus "dramatischen" Veränderungen auf ein zu schwaches NT zu schließen?


Danke!

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Tilo Nachdenklich PegaPX „Spannungen bei Volllast?“
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Welcher Prozzi?

Ich glaube der alte Northwood-PIV soll sogar unter Volllast etwas mit der Spannung runtergehen. Wichtiger ist, dass Deine 12-Volt-Schiene nicht zu sehr einbricht, damit der Wandler für die Prozzi-Spannung richtig arbeiten kann. Was sich das Netzteil an Schwächen leisten darf, hängt auch von der Qualität und dem Alter dieses Wandlers ab.
lang lebe der Eingangskondensator

Zur Nebenfrage
Wenn die Festplatten beim Computerstart leicht knarren, ohne dass es zu Merkwürdigkeiten mit der Festplatte kommt. Bei "Merkwürdigkeiten" könnte die Festplatte schon ne Macke haben. Bei billigen Netzteilen gibt es vielleicht nur 15 Ampere auf der 12-Volt-Schiene (15 x 12 = 180 Watt). Schnelle Festplatten (Mehrzahl!) ziehen beim Anlaufen richtig Strom auf 12 Volt und auch der Prozzi geht kurz auf 100% und da kommen noch die Wandlerverluste dazu.

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null PegaPX „Spannungen bei Volllast?“
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Stimmt, der für den P4 fordert Intel die dynamische Spannungsversorgung, d. h. je mehr Strom das Teil zieht, desto weniger Saft bekommmt er. Damit soll die Verlustleistung begrenzt werden. Ich frage mich nur immer noch, wozu ihn im Leerlauf mit höherer Spannung quälen???
Je nach Prozessor sollte die Vcore dann so bis 0,1-0,15 V runter gehen.

Bei meinem Board konnte ich diesen Effekt aber nicht so recht sehen. Vielleicht wird die Vcore auch an anderer Stelle gemessen.

Zwischen Leerlauf und Vollast hatte ich immer nur geringe Unterschiede. Der 6-phasen-Wandler ist allerings auch nicht das, was Intel sich so vorstellt (da legt Gigabyte lieber noch was drauf).

Wenn die Vcore wirklich "ungewollt" zusammensackt, ist dafür sicher eher der Spannungsregler auf dem Board verantwortlich. Das NT dürfe damit relativ wenig zu zun haben.

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Tilo Nachdenklich null „Stimmt, der für den P4 fordert Intel die dynamische Spannungsversorgung, d. h....“
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Hallo null!

Du schreibst:
"Ich frage mich nur immer noch, wozu ihn im Leerlauf mit höherer Spannung quälen???"
Der Prozzi braucht ne bestimmte Spannung, damit er stabil mit hoher Taktrate läuft. Wenn er warm wird, ändern sich die Halbleitereigenschaften, an den Hotspots wird er wärmer als das die Thermaldiode misst, wahrscheinlich fast 90°C und bald darüber wird die Materialwanderung ein Problem. Auf alle Fälle kann man bei heißem Halbleiter die Spannung zurücknehmen, ein heißer Prozzi arbeitet auch bei weniger Spannung noch zuverlässig.

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PegaPX Nachtrag zu: „Spannungen bei Volllast?“
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Also ich hab hier ein NZ mit 550W, einem XP 2600+@3000+, und ich kann keinen sonderlichen Spannungsabfall beobachten, kann das sein? (Auch ein Gigabyte) Der Vcore schwankt eh im 0,01er Bereich, also denke ich mal damit kann man leben, oder?

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null PegaPX „Spannungen bei Volllast?“
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AMD hat AFAIK keine dynammische Spannungsversorgung, damit schwankt die Vcore nur wegen Spannungsabfall + "nicht perfekter Regelung".

Bei den 0,01 V mehr oder weniger brauchst du dir absolut keinen Kopf machen. Ich hatte bei meinem P4 original + Vollast so eine Änderung von ca. 0,03 V zwischen Idle und Vollast. Das ist auch als konstant anzusehen. Natürlich kommt es darauf an, wo gemessen wird. Für 90 A sind die paar Zentimeter über vergoldetes Kupfer ein langer Weg.

@Tilo Nachdenklich

Die Hotspots dürften eher 150°C oder gar mehr warm werden und wären damit noch im grünen Bereich.

Die höhere Temperatur bewirkt höhere Restströme und damit würde die Verlustleistung weiter steigen und das Teil unsauberer schalten (am Ende sich verrechnen).

Schön und gut, aber der Sinn der dynamischen Spannungsversorgung ist mir trotzdem schleierhaft:

Je höher eine CPU getaktet und ausgelastet ist, desto mehr Vcore braucht sie um stabil zu laufen. Unter Vollast wird damit festgelegt, wieviel Vcore (+ etwas Reserve) nötig ist, um das Teil stabil laufen zu lassen. Die geringere Spannung unter Vollast beim P4 muß also locker ausreichen. Was unter Vollast reicht, reicht für Idle schon lange.

Wieso soll trotzdem im Leerlauf die Vcore höher sein?

Vielleicht wird das ja wegen den Billig-Brettern mit ihren Spielzeug-SMD-Wandlern gemacht (und das soll sogar "PressKot-tauglich" sein - wohl nur FMB 1.0), die eventuell so große Spannungsschwankungen verursachen, das der P4 sonst abschmiert?

Meine UC + OC-Versuche haben es gezeigt, mit einer vernünftigen Spannungsversorgung sind die Unterschiede an notwendiger Vcore zwischen Idle (+ anlaufen) und Vollast nicht so groß.

Ich persönlich halte das nach wie vor für überflüssig.

Du sagst selber: "heißer Prozzi arbeitet auch bei weniger Spannung noch zuverlässig". Wieso muß er dann Idle schneller altern und auch dort sinnlos mehr Strom verheizen?

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Tilo Nachdenklich null „AMD hat AFAIK keine dynammische Spannungsversorgung, damit schwankt die Vcore...“
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Noch mal ganz einfach.
Ein heißer Halbleiter leitet mehr Strom, die Elektronen werden beweglicher. Man muss ihnen nicht mit soviel Spannung Dampf machen. Auch ein Prozzi im Teillastbereich muss - wenn es kein spezieller Notebook-Prozzi ist - mit vollem Takt arbeiten. Man gibt ihm also mehr Spannung.
Halbleiter und Temperatur. Google-Suche

Materialwanderung dürfte bei Intelprozzis in nennenswertem Umfang bei rund 100°C in den Hotspots einsetzen, die Thermaldiode dürfte dann 75°C anzeigen. Sperrschichttemperaturen von 150° C sind eher für normale Halbleiter typisch (Leistungstransistoren usw.), die nicht so feine Strukuturen haben. Je feiner die Struktur, desto heftiger sind die elektrischen Feldkräfte. D.h. das Material wird schon bei geringeren Temperaturen beweglich und macht sich auf die Wanderschaft. Der Abstand wirkt sich quadratisch aus, die Kraft steigt im Quadrat mit der Minimierung der Abstände.

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null PegaPX „Spannungen bei Volllast?“
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Klar leitet ein heißer Halbleiter mehr Strom, das bezieht sich aber auf die schon erwähnte Eigenleitung. Diese ist (meist) absolut unerwünscht, begrenzt Si für Schaltaufgaben auf ca. 180°C und versaut am Ende den ganzen Aufwand mit der Dotierung, ohne die nie etwas schalten, steuern oder rechnen würde. Die Hitze und damit verbundene "bessere Leitfähigkeit" ist totaler Mist für Si (allg. Halbleiter). Etwas anderes wäre es, wenn man Si für Leitungen verwenden würde (ok, z. T. ist das auch beim Chip so), dann wäre: je heißer, desto besser.

Du kannst einen Prozessor auf tiefe Minusgrade runterkühlen und er arbeitet trotzdem noch (praktisch keine Eigenleitung, aber Dotierung und deren Wirkung => fast nur erwünschte Leitfähigkeit). Daß er sich auch dort erwärmt ist wiederum Mist, denn dies bestimmt am Ende wie hoch man ihn prügeln kann.
Selbst bei flüssigem Stickstoff auf dem Die würde es Hotspots geben, bei denen trotzdem kein einzelner Transistor z. B. über 180°C kommen darf.

Würde man den flüssigen Stickstoff durch den Die pumpen und dieser hätte keinen Wärmewiderstand, könnte man so einen Prozessor extrem prügeln (Die Architektur muß trotzdem halbwegs die hohen Frequenzen verkraften - Designfrage).

Übrigens: die meisten Leistungschaltkreise (ein Prozessor ist natürlich 1000 mal komplexer) in Hybrid-Technik haben auch schnell hundert Komponenten drin und dürfen trotzdem mit 150°C Sperrschichttemp. betrieben werden. Hoch bis 250°C geht es nur bei einigen Transistoren bzw. Dioden.

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