CPU频率与功耗的关系
时间:09-24 09:42 阅读:2215次
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简介:本文介绍了CPU的功耗和频率之间的关系、原理以及降低CPU功耗的建议。
1、电容充放电
对于MOS管,存在栅极与衬底间电容Cgb(即数据手册中的输入电容Ci)、漏极与衬底间电容Cdb、栅极与漏极间电容Cgd以及导通电阻等,使MOS管在导通与截止两种状态之间转换时,不可避免地受到电容充放电过程的影响。CPU频率越高,导通与截止的切换频率也越高,使得电容充放电的频率随之加大,那么这个过程就导致了整体的功耗加大,即发热量增加了。
2、输出特性与传输特性
以数字电路的基本单元电路--CMOS反相器为例,
根据传输特性曲线和CMOS管的两种极限情况分析可知,不论输出为高电平或低电平,总有一只MOS管工作在截止区,因此,流过两管的电流接近零,功耗也很小几乎为零。但是,在导通与截止切换的过程中,有两管均工作在饱和区的情况(即两管均导通的过渡区域),此时,Vi=VDD/2,电流Id达到最大值,那么就会产生较大的功耗。虽然这个过程是瞬间的,但是当CPU的频率加大时,这个过程的占空比就会增大,从而也会造成发热量的增加。
综上所述,在保证CPU能够按照要求完成任务的情况下,降低CPU的频率可以有效地降低功耗。这在电池供电的系统中非常实用。