CPU使用與率耗電量

[cyberlus]

剛剛在友站 機動01 論壇看到有網友討論AMD與INTEL耗電功率的比較（http://www.機動01.com/topicdetail.php?f=296&t=3386280），提到CPU使用率與耗電的相關，於是產生了疑問：

同一顆CPU，在同樣電壓下，以較低頻率但較高CPU使用率的情形下運作，與較高頻率但較低CPU使用率的情形下運作，何種情形CPU部分比較耗電呢？

我知道同一顆CPU，同樣的電壓，頻率越高就越耗電，但是假如現在有一顆沒鎖倍頻、單核的CPU，

3.4G@1.2V執行某軟體時，CPU使用率一直都在100%，
3.8G＠1.2V時，CPU使用率則是在50%，

何種情形比較耗電呢？

希望有大大能夠幫忙在下解惑，謝謝。

 

[cisco2012]

基本上有一個基礎觀念! 先談 架構 在談 頻率 最後 電壓 才會有結論的耗電量!!

先談 架構 耗電量的基本值

在談 頻率 高頻率基本上耗電量 (一定提高)

最後 電壓 一樣的電壓 (耗電量- 一樣) 同上理論而言

小弟是以 APC 不斷電 耗電量 為基準! 來判定!

所以3.8G＠1.2V時，CPU使用率則是在50%， 一定是比較耗電 (也要看核心是不是也是運作50%)

請指教!

 

[arthur0905]

時脈拉高耗電就一定拉高,供電不夠還會當機
所以你說哪個比較省呢??

但是效能不一定跟時脈成正比,除了架構還看超法
以955來說原來是200X16=3200
外頻200X20=4000
外頻250X16=4000
同樣是上4G來說250硬是比200的還快

 

[MEDALCL]

對這個也滿有興趣的
希望能看到相關討論
01 的連結似乎失效了

三樓外頻的說法在以前是這樣的
現在好像另有說法?
這方面我一直也沒搞得很清楚
求科普

 

[cyberlus]

沒有失效啊，煩請將 機動 改成 英文 mobile

http://www.機動01.com/topicdetail.php?f=296&t=3386280&p=5#44485321

（因為在下不確定這裡能否直接張貼01的連結）

 

[cyberlus]

恕刪...
也要看核心是不是也是運作50%

請問如果是單核的CPU，使用率不是應該就等於核心運作的百分比嗎？

在下看到01有人說Windows CPU的使用率是這樣算的：
(CPU1 % + CPU2 % + CPU3 % + CPU4 % + .... CPUN %)/N = CPU使用率。

http://www.機動01.com/topicdetail.php?f=296&t=3386280&p=4#44339454


再請教一下大大，同一顆單核CPU同電壓同頻率下，高負載運作下會比低負載運作耗電嗎？還是都一樣呢？
謝謝。

 

[arthur0905]

請問如果是單核的CPU，使用率不是應該就等於核心運作的百分比嗎？

在下看到01有人說Windows CPU的使用率是這樣算的：
(CPU1 % + CPU2 % + CPU3 % + CPU4 % + .... CPUN %)/N = CPU使用率。

http://www.機動01.com/topicdetail.php?f=296&t=3386280&p=4#44339454


再請教一下大大，同一顆單核CPU同電壓同頻率下，高負載運作下會比低負載運作耗電嗎？還是都一樣呢？
謝謝。

如果你有超的話都一樣
一般有超都會關閉省電
沒有的話低負載運作會帶入省電模式所以會省電
但一年下來個人覺得這個省電其實省不了什麼電

 

[limhh]

你這種對比沒意義，同個核心，頻率超11.76%是不可能有多一倍性能的。

 

[ga66728]

應該是這麼說

如果 體值一切是線性反應的話
就可以推測出來
但無奈體值是非線性反應(基本上桌機CPU之所以是桌機 就是體質較差 筆電聽到的說法是開機電流要小)
你可以說自己降電壓降電流 來達成節能
但要達成官方特挑體值
仍有一段距離(不管是超頻或是省電)

理論是可以推測的
但現實卻不一定

舉個例子
1.使用100% 跟使用50% 功耗是2倍嗎?
其實也不盡然
CPU其實一開始就必須有一定的功耗 然後慢慢達成
如果你有看過CPU功耗曲線圖的話
大概座落0.8~1.2倍之間(50%功耗為基準一倍)
會造成這樣 則是由於CPU體值不一
或者這麼說
廠商在挑CPU 訂定合理最高頻率 並非是考量功耗極限
而是TDP極限

早在更早之前
我就探究過TDP是什麼?
結論或許不為人所道
(根據能量不滅定律 CPU消耗電能轉換成頻率或是效能 然而卻不是百分之百做實功 而是一部分變成效能 一部分變成廢熱TDP)

2.一顆CPU頻率提升 自己可以訂定它的功耗與TDP
廠商選定的頻率
除了特意做市場區隔之外
考量的就是TDP(畢竟頻率訂的太高 但廢熱造成散熱成本增加 對於使用者捨本逐末 導致不穩定 也不是很好)
早期TDP 不等於功耗
現在一般人對於TDP 也看似近於功耗(原因在於CPU處理產生效能 而處理效能的同時產生廢熱 也就是不處理幾乎沒什麼廢熱)
但這樣也不對
所有的一切應該歸功於體值吧!(本來就很難認定 倒是可以看看你家的電表 反正電表測的是實功 一般小家庭虛功是不列入計費的)

好吧!進入正題
以前自己就曾經推算過 超頻之後的功率(當然還必須考量製程的能力 不然我也不會常常說製程多少 頻率座落多少!)
當然前提是非線性反應之前的線性推測
P=IV
既然電壓不變
提升頻率 會導致功耗增加
那麼 提升頻率 可以看成電流增加
也就是
頻率1/頻率2 近似於 I1/I2

3.4G@1.2V執行某軟體時，CPU使用率一直都在100%，
3.8G＠1.2V時，CPU使用率則是在50%，

3.8/3.4=?/原本功耗
?=1.117倍的原本功耗(前提是該製程不能是極限頻率)
接下來
50%的使用率是100% 的使用率的?(我也不知道 自從我知道1+1不等於2之後.... 嘿嘿嘿!)

極限頻率?
就是加壓來達成超頻或是明明這個製程頻率限定為多少 硬上(當然還是有特例 體質本來就很難說的)

以上 僅供參考

 

[cyberlus]

（恕刪）
以前自己就曾經推算過 超頻之後的功率(當然還必須考量製程的能力 不然我也不會常常說製程多少 頻率座落多少!)
當然前提是非線性反應之前的線性推測
P=IV
既然電壓不變
提升頻率 會導致功耗增加
那麼 提升頻率 可以看成電流增加
也就是
頻率1/頻率2 近似於 I1/I2

3.4G@1.2V執行某軟體時，CPU使用率一直都在100%，
3.8G＠1.2V時，CPU使用率則是在50%，

3.8/3.4=?/原本功耗
?=1.117倍的原本功耗(前提是該製程不能是極限頻率)
接下來
50%的使用率是100% 的使用率的?(我也不知道 自從我知道1+1不等於2之後.... 嘿嘿嘿!)

極限頻率?
就是加壓來達成超頻或是明明這個製程頻率限定為多少 硬上(當然還是有特例 體質本來就很難說的)

以上 僅供參考

感謝大大如此詳盡的解答;face0;

其實在下也知道CPU的效率和頻率間不是線性關係，且不論是什麼核心，單核3.4G和3.8G也不可能差那麼多（100％和50％），不過為了使問題看起來簡單些，所以假設誇張了點;em03;

在下會產生這樣的疑惑，是因為看到01網友這樣說：

CPU 的工作成效與耗電量基本上是線性關係(於有一定比例以上的 Loading 時, Idle 的基本用電另計)
（http://www.機動01.com/topicdetail.php?f=296&t=3386280&p=2#44075916）

所以想說與其讓CPU以較低頻率跑高負載，還不如加電壓超頻上去，讓CPU維持低負載，說不定耗電較少;nq;

在下幼稚想法是這樣的：
超頻的CPU較沒超頻的耗電，但是CPU低負載又比高負載省電，所以 超頻低負載 說不定比 沒超頻高負載 來的省電

就像是「小汽車開起來比機車耗油，但是如果上高速公路飆到120，機車油門已經催到底，小汽車卻還能有充分餘力，這種情況下小汽車也許比較省油？」這樣的想法



不過看過大大的解說後，了解到一件事：假設是沒意義的，還是要去找顆CPU實測才說得準;em03;