CPU 温度与时钟频率和处理器利用率有何关系?

CPU 温度与时钟频率和处理器利用率有何关系?

在读的时候丹尼斯的回复,这让我思考是什么决定了CPU温度。以下是我的理解。

CPU温度仅由单位时间内CPU的使用率决定。

单位时间内CPU的利用率=CPU利用率百分比乘以CPU频率。

所以随着CPU使用率百分比或者CPU频率的降低,单位时间内CPU的利用率就会降低,CPU温度就会降低。

以下引用部分内容丹尼斯的回复,这与我的上述理解不符:

使用率越高,温度越高。使用率越低,温度越低。

使用 cpufreq 降低 CPU 频率只会影响 CPU 使用率百分比,而不会降低温度。

百分比是一个毫无意义的值。在完全相同的工作负载下,当 CPU 超频或降频时,百分比可能会上升或下降。但工作负载仍然相同,因此使用造成的任何潜在损害(我不确定是否存在)都将完全相同。

同样,cpulimit 限制 CPU 的使用率,从而保持百分比和温度较低。

你能告诉我哪一个是正确的吗?丹尼斯还是我?为什么?

谢谢!

答案1

CPU温度完全由单位时间内CPU的使用率决定。[...]因此,随着CPU使用率百分比或CPU频率的降低,单位时间内CPU的使用率就会降低,CPU温度就会降低。

功耗(即产生的热量)不独自由 CPU 利用率决定,但这也取决于 CPU 正在执行的指令。在数字同步 CMOS 电路(例如您的处理器)中,功耗可以计算为

P = C x V^2 x f

其中,C是数字电路的电容(根据正在执行的指令而变化),V是 CPU 的电压,f是时钟频率。有些指令会绘制比别人更有权力所以我们假设它在这里是固定的(即运行相同的程序一些除了空闲之外,还会产生明显的工作。因此,CPU 温度将要NOP即使在相同的时钟频率下,空闲时也会减少(仅s)。

但请注意,CPU 的功耗仍然与频率和电压直接相关。将频率减半将使功耗降低至原始值的 50%,而将电压减半将使功耗降低至原始值的 25%。这有一个巨大的即使我们想要完成相同量的工作,也会对热量的产生产生影响(回想一下,功率是单位时间内的功;见下文)。

使用率越高,温度越高。使用率越低,温度越低。

是的,这是真的。当您的计算机处于空闲状态时,它通常“什么也不做”(即NOP执行指令、处于低功耗状态或根本不执行耗电指令)。当它执行某些操作(例如渲染图形)时,它会消耗更多电量CPU 中的组件(如 ALU、FPU、MIU),产生更多热量。

使用 cpufreq 降低 CPU 频率只会影响 CPU 使用率百分比,而不会降低温度。

不,这是假的参见上面的公式。降频将导致程序在更长的时间内执行,但电路消耗的功率将要降低。CMOS功耗与单位时间内逻辑开关的数量直接相关。


这是非常直观的,因为力量,这很简单单位时间的功,或者说我们执行工作/计算的速率。如果我们以给定的频率运行同一个程序直至完成f,然后比较以频率运行它f/2,在后一种情况下,尽管我们已经采取了两倍长为了执行该程序,我们已经完成了相同数量工作- 因此,这段时间内 CPU 消耗的电量将是一半

因此,尽管 CPU 需要更长的时间才能完成相同数量的工作,但它将在较低的温度下运行,因为它现在有更多时间来散发 CPU 中的热量。降频还允许在较低电压下运行 CPU(降压),从而进一步降低功耗而不影响工作。

答案2

取决于您的处理器,但限制 CPU 最大值肯定可以减少产生的热量。首先请记住,热量是由 Vcor​​e 电压而不是频率决定的。因此,如果您可以将处理器限制为较低的 P 状态,它也会限制 vcore 电压。请记住,这仅适用于较新的 Intel 处理器(我认为 AMD 也类似),所以我认为这就是混乱的来源。我做了一些测试来证明我的理论。

  1. 首先,我让我的 I7 3930k @ 4.2Ghz 运行 linpack 并截取了 vcore 和温度的屏幕截图:

在此处输入图片描述

正如你所看到的,经过一次 linpack 后,我的 CPU 包温度是 55C

现在我限制到 75% 并运行另一次 linpack: 在此处输入图片描述

注意 4.2 Ghz 与 2.4 Ghz 的 vcore 差异,分别为 1.280 和 .984。就 Vcor​​e 而言,这是一个巨大的差异。注意产生的热量如何反映这一点:55C 与 40C。

因此,限制频率以降低产生的热量是有一定道理的。尽管 3.8 GHZ 的 CPU 和 1.28 Vcor​​e 的 CPU 以及 4.2 Ghz 的 CPU 和 1.28 Vcor​​e 产生的热量相同,但这只与降低电压和频率的 CPU 有关。

答案3

dennis 所说的是使用 cpufreq 降低 CPU 频率只会影响百分比。这意味着工作负载相同,但百分比会显示较低(实际上较高)。随着工作负载的增加,CPU 温度也会升高。

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