TEST: Intel Pentium 4 "Prescott"

[Knick Knack]

Får håpe dere ikke praktiserer like lettvinnt omgang med Arkhimedes lov også, og begynner å gå på vannet. Ta ihvertfall redningsvest på.

Han der Ohm var en gløgg kar som burde etterforskes  nærmere. For ikke å snakke om W.E.Weber, N.Tesla M.Faraday og en rekke andre som forsket og la grunnlaget for forståelse, bruk av elektroner og EMK (ElektroMmotorisk Kraft).

 

Vil enda engang påpeke at det er motstanden som skaper varme i en elektrisk krets Det gjelder RI (indre motstand) også; batteriet/PSU blir varm.

Var det noe spesielt du siktet til? Ser ikke hva du ville frem til. Særlig siden motstanden ikke direkte har noe med varmeutvikling å gjøre.

Endret 7. februar 2004 av Knick Knack

[rlz]

Får håpe dere ikke praktiserer like lettvinnt omgang med Arkhimedes lov også, og begynner å gå på vannet. Ta ihvertfall redningsvest på.

Han der Ohm var en gløgg kar som burde etterforskes  nærmere. For ikke å snakke om W.E.Weber, N.Tesla M.Faraday og en rekke andre som forsket og la grunnlaget for forståelse, bruk av elektroner og EMK (ElektroMmotorisk Kraft).

 

Vil enda engang påpeke at det er motstanden som skaper varme i en elektrisk krets Det gjelder RI (indre motstand) også; batteriet/PSU blir varm.

Var det noe spesielt du siktet til? Ser ikke hav du ville frem til. Særlig siden motstanden ikke direkte har noe med varmeutvikling å gjøre.

Ikke at jeg har noe særlig peil da ( ), men øker ikke varmen i takt med resistansen da? Eller det er varmeøkning som gir større motstand?

Varme = atomene beveger seg mer --> gjør det vanskeligere for elektronene å komme forbi = økt resistans/motstand elns?

[AMDguru1]

Får håpe dere ikke praktiserer like lettvinnt omgang med Arkhimedes lov også, og begynner å gå på vannet. Ta ihvertfall redningsvest på.

Han der Ohm var en gløgg kar som burde etterforskes  nærmere. For ikke å snakke om W.E.Weber, N.Tesla M.Faraday og en rekke andre som forsket og la grunnlaget for forståelse, bruk av elektroner og EMK (ElektroMmotorisk Kraft).

 

Vil enda engang påpeke at det er motstanden som skaper varme i en elektrisk krets Det gjelder RI (indre motstand) også; batteriet/PSU blir varm.

Var det noe spesielt du siktet til? Ser ikke hav du ville frem til. Særlig siden motstanden ikke direkte har noe med varmeutvikling å gjøre.

Ikke at jeg har noe særlig peil da ( ), men øker ikke varmen i takt med resistansen da? Eller det er varmeøkning som gir større motstand?

Varme = atomene beveger seg mer --> gjør det vanskeligere for elektronene å komme forbi = økt resistans/motstand elns?

Jo varmere en leder blir, jo større motstand får den.

[pskard]

Lager Intel flere p4 prosessoer en prescott som yter 3,0 ghtz +?

 

Skal bestille p4 3,0ghtz nå gleder meg.... sitter her med 450mhtz

Det vil være litt av en oppgradering ja! Nå har det seg slik at Intel skal bytte Sokkel, minnetype, AGP/PCI så alt en kjøper i dag er i grunn uten mulighet for å få oppgradert.

 

Derfor ville jeg gjørt en av to ting om jeg var deg:

 

1. Ventet til Prescott kommer for Sokkel T. Det kommer til å ta et par måneder antar jeg og DDRII (ny minnetype) vil være dyrt med det første. Du vil også trenge PCI-express kort (hovedsaklig skjermkort).

 

2. Sett på en Athlon 64 3000+ som har bedre ytelse enn Prescott 3 GHz eller Northwood 3 GHz. Den er på markedet i dag med bedre ytelse, nesten ingen varmeutvikling og oppgraderingsmulighetene er der.

 

 

Med andre ord om du på død og liv vil ha Intel så vent heller litt til. Ellers er det bedre å kjøpe en Athlon 64 nå (mener jeg).

[mantra17]

Jo varmere en leder blir, jo større motstand får den.

 

Jeg skal være forsiktig med å blande meg inn i denne for meg høytravende diskusjonen, men tar allikevel sjansen:

Er det ikke slik at Silisium har Negativ temperaturkoeffisient og vil lede strøm bedre dess varmere den blir?

[Simen1]

Jeg vil nå si at det er samspillet mellom motstanden, spenningen og strømmen som er årsaken til varmeutviklingen. Formelen er:

 

Varmeutvikling = Spenning * Strøm og

Spenning = Motstand * Strøm

 

Eller forkortet til symboler:

 

P = U * I

U = R * I

 

En annen ting er at Maksimal spenning synker ved finere prosesser. Altså grensen for elektromigrering synker jo mindre struktutene i CPU'en blir. Dermed MÅ man senke spenningen når man går fra en prosess til en annen.

 

Samtidig som strukturene blir mindre så blir også motstanden i kretsen lavere. (da tenker jeg samlet fra lekasje, RC-effekt osv)

 

I følge formelene over så vil en prosesskrymping medføre lavere motstand og lavere spenning.

 

De to siste faktorene: Strøm og effekt er faktisk opp til intel å avgjøre. Hvis intel velger en relativt høy spenning (f.eks 1,4V) i forhold til ved forrige prosessstørrelse (1,5V) så vil den lavere motstanden gi MYE høyere strømstyrke, og dermed høyre varmeutvikling. Hvis intel derimot setter ned spenningen passe mye (f.eks til 1,2V) så vil strømstyrken bli omentrent den samme som før og dermed går varmeutviklingen ned.

 

Intel har tydeligvis hadd problemer med å kjøre CPU'ene stabilt på høye hastigheter og så lav spenning som 1,2V. Dermed må de ty til det gamle overklokkingstrikset: høyere spenning for økt stabilitet. Desverre fører dette (som veldig kjent av overklokkere) til høyere varmeutvikling.

[Simen1]

Jo varmere en leder blir, jo større motstand får den.

 

Jeg skal være forsiktig med å blande meg inn i denne for meg høytravende diskusjonen, men tar allikevel sjansen:

Er det ikke slik at Silisium har Negativ temperaturkoeffisient og vil lede strøm bedre dess varmere den blir?

Det stemmer det dere begge sier. En leder (metall) har positiv temperaturkoeffisient, mens halvmetaller har negativ temperaturkoeffisient. Koeffisientene er forresten veldig lave (for alle vanlige materialer som Si, Cu, Al, Ag, Au osv.). Det vil si at motstanden endrer seg lite i både psistiv og negativ retning innenfor så små temperaturområder som vi er interreserte i her i forumet (-40'C til 100'C) Dette skal altså ikke ha noen praktisk betydning for oss.

Endret 8. februar 2004 av Simen1

[fAight]

off topic:

 

...du er jammen klar i toppen, Simen1, til å snart være 100 år gammel :?

 

jamfør: 28. november 1904

[Simen1]

off topic: ...du er jammen klar i toppen, Simen1, til å snart være 100 år gammel :?

 

jamfør: 28. november 1904

Hehe Ja, vi gamlingene på gamlehjemmet her sitter og diskuterer CPU dagen lang..

 

Hehe. Det er nok et litt feil årstall ja... (Bursdagen er rett)

[Knick Knack]

Kan vi ikke bare la være å modellere prosessorer som en (lineær) motstand like godt først som sist? Det er en sterkt misvisende måte å modellere CMOS kretser på. De oppfører seg ikke som motstander. Motstanden i kretsene blir forøvrig større når en reduserer dimensjonene, ikke mindre. En kommer ikke til fornuftige resultater ved å benytte DC betraktninger på kretsnivå i en CMOS krets.

 

Det er imidlertid mulig å modellere hele chipen som en enkelt motstand med det formål å gjøre effektberegninger. Da må en bare huske at denne fiktive motstanden endrer seg, men ikke lineært, med frekvens, spenning og program/instruksjon kombinasjoner (altså også tid). Med andre ord gjør en fort feil om en endrer en eller flere av disse parametrene uten å endre den modellerte motstanden. Mitt tips er å la være.

[sveinsel]

Takk Siemen1!

Til trass all teknologi som er lagt inn i produksjon av prosessorene så begynner de til å oppføre seg som en Ohmsk motstand. Dette til stor fustrasjon for oss alle, ikke minst ingeniørene hos Intel.

 

Edit: Knick Knack dette vet vel de fleste. Og du påpeker : Motstanden i kretsene blir forøvrig større når en reduserer dimensjonene, ikke mindre. Det er riktig, men her har vi over 100 millioner kretser som ikke vil samarbeide om dette prinsipp. Du vil vel ikke stoppe den alminnelige debatt?

Endret 8. februar 2004 av sveinsel

[Simen1]

Kan vi ikke bare la være å modellere prosessorer som en (lineær) motstand like godt først som sist? Det er en sterkt misvisende måte å modellere CMOS kretser på. De oppfører seg ikke som motstander. .... En kommer ikke til fornuftige resultater ved å benytte DC betraktninger på kretsnivå i en CMOS krets.

Det er slettes ingen dårlig sammenlinging. En CMOS-krets med millioner av transistorer som flipper tilstand på ulike tidspunkter vil statistisk sett bli en lineær motstand dersom det er ca like mange transistorer som flipper samtidig. Siden flere transistorer flipper samtidig under load enn under idle så vil load gjøre at chippen får lavere motstand (= høyere strømstyrke ved samme spenning = høyere varmeutvikling.) For å gjøre ting mer sammenlignbart så kjører man CPU'en på max load når varmeutvikling og spenning måles. Da vil man kunne sammenligne CPU'er med forskjellige hastigheter arkitekturer osv. Alle vil kunne representeres av en enkelt DC-motstand.

 

Motstanden i kretsene blir forøvrig større når en reduserer dimensjonene, ikke mindre.

Jasså?? Sett 1,75V (standard for Palomino 0,18 mikron) på en like høyt klokket T-bred eller barton .. Kan love deg at det blir mye mye varmere. (= høyere effekt = høyere strømstyrke = lavere motstand). Hvis du mener dette er en dårlig sammenligning med netburst: Prøv å sett 1,7-1,75V (standard for willamette) på en northwood som er likt klokket med en willamette. Blir det ikke varmere ??? Jo, det blir det. Ergo: motstanden synker ved minkende prosess-størrelse.

[AMDguru1]

Motstanden i kretsene blir forøvrig større når en reduserer dimensjonene, ikke mindre.

Jasså?? Sett 1,75V (standard for Palomino 0,18 mikron) på en like høyt klokket T-bred eller barton .. Kan love deg at det blir mye mye varmere. (= høyere effekt = høyere strømstyrke = lavere motstand). Hvis du mener dette er en dårlig sammenligning med netburst: Prøv å sett 1,7-1,75V (standard for willamette) på en northwood som er likt klokket med en willamette. Blir det ikke varmere ??? Jo, det blir det. Ergo: motstanden synker ved minkende prosess-størrelse.

Helt enig der Simen. Man kan ikke få større motstand av kortere ledere.

[Knick Knack]

Edit: Knick Knack dette vet vel de fleste.

Det tviler jeg på. Ser ikke sånn ut på det som skrives her på forumet, og det er heller ikke uventet. Ikke alle her snakker elektronikk flytende.

Og du påpeker : Motstanden i kretsene blir forøvrig større når en reduserer dimensjonene, ikke mindre. Det er riktig, men her har vi over 100 millioner kretser som ikke vil samarbeide om dette prinsipp.

Er ikke helt sikker på hva du mener her. Tolker det dit hen at du mener at motstanden i 90nm prosessen ikke er blitt større. Det er feil. Den er blitt større. Mye større. Men det er ikke så viktig. Det er viktigere å redusere kapasitansene slik at en ikke behøver å flytte så mye ladning. Stige og fall tider er gitt ved tau=RC, men effektforbruket er kun avhengig av C. Så kommer transistor effekter som body effekten og elektrontunnelering i tillegg, samt et vell av støykilder og crosstalk som indirekte er med på å dra opp effektforbruket. Jeg vil tro elektrontunnelering (gjennom gate-channel isolasjonen) er den store stygge ulven her.

Du vil vel ikke stoppe den alminnelige debatt?

Ikke stoppe, bare opplyse om at den er på villspor. Lærdomen bør være at motstander ikke er en god måte å modellere CMOS kretser på og grunnen til at du ser en noe lavere "motstand" i Prescott enn NW skyldes at det er ca 2.3 ganger så mange kretser i parallell i Prescott.

[Knick Knack]

Motstanden i kretsene blir forøvrig større når en reduserer dimensjonene, ikke mindre.

Jasså?? Sett 1,75V (standard for Palomino 0,18 mikron) på en like høyt klokket T-bred eller barton .. Kan love deg at det blir mye mye varmere. (= høyere effekt = høyere strømstyrke = lavere motstand). Hvis du mener dette er en dårlig sammenligning med netburst: Prøv å sett 1,7-1,75V (standard for willamette) på en northwood som er likt klokket med en willamette. Blir det ikke varmere ??? Jo, det blir det. Ergo: motstanden synker ved minkende prosess-størrelse.

Helt enig der Simen. Man kan ikke få større motstand av kortere ledere.

Jeg skal si ifra om jeg har driti meg ut når jeg får tilbake chipen vi driver å konstruerer. Det er tape-out om ikke veldig lenge... Vi kjører imidlertid simuleringer så det er ingen grunn til å ha for høye forhåpninger

 

I mellomtiden kan dere som vil det vandre rundt i DC land og tolke CMOS kretser som dere vill.

 

Edit: det er forøvrig ønskelig å redusere motstanden i kretsene nettopp for å redusere effektforbruket! Dette gir selvsagt ikke mening med de DC betraktningene som er vist til tidligere. Men det skyldes at de betraktningene er feil!

Endret 8. februar 2004 av Knick Knack

[Simen1]

I mellomtiden kan dere som vil det vandre rundt i DC land og tolke CMOS kretser som dere vill.

Du tenker så riktig, men likevel så feil.. Du tenker på enkle CMOS-kretser med lave frekvenser og gjerne veldig godt synkronisert ut over hele chip'en. Eks: CMOS minnebrikker. Eventuellt så ser du induvidiellt på mikroskopiske bestand-deler av CPU'en. Disse har svært ulineær motstand.

 

Det vi derimot tenker på er avanserte kretser med mange forskjellige klokkefrekvenser, mange forskjellige RC-timinger, mange forskjellige stige og falltider. Ofte sterkt ute av synk (vi har jo alt fra 200MHz FSB-kretser til 6,8GHz ALU kretser på en P4 3,4GHz). Kretsene er altså svær svært mye mer komplekse enn enkle CMOS-kretser. Dette gjør at det er mange millioner transistorer som swithcher til ulike tidspunkter. Siden disse står i "paralell" og man kun ser total-strømtrekket utenfra så blir det en svært ohmsk motstand. (statisktisk sett omvendt proposjonal med antall transistorer som switcher innenfor en gitt tidsperiode, f.eks et sekund. Eventuelle mindre svingninger er det kontensatorer på CPU'en som glatter ut.)

Endret 8. februar 2004 av Simen1

[Knick Knack]

Kjenner meg ikke igjen i beskrivelsen din Siemen1. Leser du det jeg har skrevet en gang til så bør du se at jeg skiller klart mellom CMOS kretser og strømtrekk i en hel brikke.

[Simen1]

Knick Knack: Nå som jeg har forsvart at man kan se på avanserte CMOS-kretser som ohmske motstander så skal jeg først komme med et par enkle formler (som elevene på grunnkurs elektro lærer første uka, om ikke før, f.eks i valgfag på ungdomskolen):

 

P = U * I

U = R * I

 

Snur vi litt på dette så får vi:

 

R = U^2 / P

 

R = motstand (ohm), U = spenning (volt) og P = effekt (varmeutvikling i watt)

 

Så kan vi sette inn spenning og effekt for noen kjente CPU'er (verdier fra www.sandpile.org og aceshardware):

(max power)

P4 willamette 2,0GHz : R = 1,75V^2 / 100W = 30,6 mOhm

P4 northwood 2,0GHz : R = 1,525V^2 / 67W = 34,7 mOhm

 

(normal power)

P4 northwood 3,2GHz : R = 1,525V^2 / 82W = 28,4 mOhm

P4 prescott 3,2GHz : R = 1,425V^2 / 103W = 19,7 mOhm

 

(normal power)

Athlon XP Palomino 1700+ : R = 1,75V^2 / 64W = 47,9 mOhm

Athlon XP T-bred 1700+ : R = 1,5V^2 / 49,4W = 45,5 mOhm

 

(max power)

Athlon K7 (0,25) 700 : R = 1,75V^2 / 50W = 61,2 mOhm

Athlon K75 (0,18) 700 : R = 1,75V^2 / 39W = 78,5 mOhm

 

(max power)

PentiumIII Coppermine (0,18) 1000 : R = 1,7V^2 / 81,4 W = 61,2 mOhm

PentiumIII Tualatin (0,13) 1000 : R = 1,45V^2 / 20,5W = 102,6 mOhm

 

(max power)

PentiumIII Katmai (0,25) 600 : R = 2,05V^2 / 34,5W = 121,8 mOhm

PentiumIII Coppermine (0,18) 600 : R = 1,5V^2 / 19,8 W = 113,6 mOhm

 

Hmm.. Ser ut som om det varierer litt her. Mulig jeg burde regnet med overklokking til den når spenning/stabilitet-kurven siden de laveste modellene ofte har en mye høyere spenning enn nødvendig for å holde den stabil, mens den siste i en serie gjerne er har tynt marginene max.

[Knick Knack]

Om du ønsker å fortsette på dette blindsporet så gjerne for meg, men det er jo synd at du lurer med deg andre også.

 

De formlene du kommer med er selvsagt riktige, men med en gang du endrer frekvens eller spenning så vil også "motstanden" endre seg. Det tar du ikke høyde for.

[Martin Lie]

Om du ønsker å fortsette på dette blindsporet så gjerne for meg, men det er jo synd at du lurer med deg andre også.

Skjønner at CMOS-kretser er avanserte greier, men jeg synes dette er veldig spennende. Hadde vært fint om dere jobbet sammen for å komme til bunns i dette, i stedet for å kvele hverandre med kjipe kommentarer. (PS: Dette var ikke spesielt rettet mot deg, Knick Knack, bare quotet siste posten som eksempel. )

 

Hvis man lar frekvens og spenning være lik, som i Simen1s eksempel med K7 og K75, samt forutsetter at load er konstant max, vil vi da klare å kaste lys på saken? Ja, dette blir nok litt forenklet, men det er jo forenklinger som må til for å modellere ting, og derigjennom senere kunne forstå hvordan samspillet mellom komponentene fungerer uten forenklinger...

 

Edit: Hvis motstanden også påvirkes av hvor mange transistorer som "flipper" innen et gitt tidsrom, så påvirker vel også antallet transistorer i kjernen dette regnestykket? I så fall er ikke nødvendigvis eksempelet med K7 og K75 representativt likevel...

Endret 8. februar 2004 av Pureblade