सीपीयू कोर वोल्टेज

सीपीयू कोर वोल्टेज (V_CORE) सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (जो एक अंकीय परिपथ है), ग्राफ़िक्स प्रोसेसिंग युनिट, या प्रसंस्करण कोर वाले अन्य उपकरण को आपूर्ति की जाने वाली विद्युत् प्रदाय वोल्टेज है। एक सीपीयू द्वारा उपयोग की जाने वाली शक्ति (भौतिकी) की मात्रा, और इस प्रकार यह जितनी गर्मी का प्रसार करता है, वह इस वोल्टेज और उसके द्वारा खींची जाने वाली विद्युत प्रवाह (बिजली) का उत्पाद है। आधुनिक सीपीयू में, जो सीएमओएस परिपथ हैं, विद्युत प्रवाह लगभग क्लॉक गति (एक प्रसंस्करण साइकिल को खत्म करने में लगा समय) के समानुपाती होता है, सीपीयू क्लॉक साइकिल के बीच लगभग कोई विद्युत प्रवाह नहीं खींचता है। (तथापि, सबथ्रेशोल्ड रिसाव, देखें।)

बिजली की बचत और घड़ी की गति

शक्ति के संरक्षण और गर्मी का प्रबंधन करने के लिए, कई लैपटॉप और डेस्कटॉप कंप्यूटर प्रसंस्करण में एक शक्ति प्रबंधन सुविधा होती है, जिसका उपयोग सॉफ्टवेयर (आमतौर पर संचालन प्रणाली) घड़ी की गति और कोर वोल्टेज को गतिशील रूप से समायोजित करने के लिए कर सकता है।

प्रायः वोल्टेज नियामक इकाई 5V या 12 V या कुछ अन्य वोल्टेज से सीपीयू द्वारा जो भी सीपीयू कोर वोल्टेज की आवश्यकता होती है, में परिवर्तित हो जाता है।

प्रवृत्ति निम्न कोर वोल्टेज की ओर है, जो शक्ति का संरक्षण करती है। यह सीएमओएस डिजाइनर को एक चुनौती के साथ प्रस्तुत करता है, क्योंकि सीएमओएस में वोल्टेज केवल जमीन पर जाता है और क्षेत्र प्रभावी ट्रांजिस्टर के आपूर्ति वोल्टेज, स्रोत, गेट और ड्रेन टर्मिनलों में केवल आपूर्ति वोल्टेज या शून्य वोल्टेज होता है।

मॉसफेट फॉर्मूला: $\,I_{D}=k((V_{GS}-V_{tn})V_{DS}-(V_{DS}/2)^{2})$ कहते हैं कि वर्तमान $I_{D}$ FET द्वारा आपूर्ति की गई गेट-स्रोत वोल्टेज देहली वोल्टेज $V_{tn}$ द्वारा कम की जाती है, जो FET के चैनल और गेट के ज्यामितीय आकार और उनके भौतिक गुणों, विशेष रूप से धारिता पर निर्भर करता है। $V_{tn}$ को कम करने के लिए (आपूर्ति वोल्टेज को कम करने और विद्युत प्रवाह में वृद्धि करने के लिए आवश्यक) किसी को धारिता बढ़ानी चाहिए। तथापि, लोड किया जा रहा लोड एक और FET गेट है, इसलिए इसके लिए आवश्यक विद्युत प्रवाह धारिता के समानुपाती होता है, जिसके लिए रूपकार को धारिता कम रखने की आवश्यकता होती है।

कम आपूर्ति वोल्टेज की प्रवृत्ति इसलिए उच्च घड़ी की गति के लक्ष्य के विरुद्ध काम करती है। केवल प्रकाशअश्मलेखन में सुधार और देहली वोल्टेज में कमी दोनों को एक साथ बेहतर बनाने की अनुमति देती है। एक और ध्यान दें, ऊपर दिखाया गया सूत्र लंबे चैनल मॉस्फेट के लिए है। MOSFETs के क्षेत्र के साथ हर 18-24 महीने (मूर का नियम) आधा हो जाता है, मॉस्फेट स्विच के दो टर्मिनलों के बीच की दूरी जिसे चैनल की लंबाई कहा जाता है, छोटी और छोटी होती जा रही है। इससे टर्मिनल वोल्टेज और विद्युत प्रवाह के बीच संबंध की प्रकृति बदल जाती है।

प्रसंस्करण को उल्लंघन करने से सिस्टम की स्थिरता की कीमत पर इसकी घड़ी की गति बढ़ जाती है। उच्च घड़ी की गति को समझने के लिए प्रायः बिजली की खपत और गर्मी अपव्यय की कीमत पर उच्च कोर वोल्टेज की आवश्यकता होती है। इसे "ओवरवॉल्टिंग" (सामान्य वोल्टेज से अधिक) कहा जाता है। ओवरवॉल्टिंग में आमतौर पर एक प्रसंस्करण को उसके विनिर्देशों से बाहर चलाना युक्त होता है, जो इसे नुकसान पहुंचा सकता है या सीपीयू जीवन को छोटा कर सकता है।

द्वैध-वोल्टेज सीपीयू

द्वैध-वोल्टेज सीपीयू स्प्लिट-रेल प्रारुपण का उपयोग करता है, इसलिए प्रसंस्करण कोर कम वोल्टेज का उपयोग कर सकता है, जबकि बाहरी इनपुट/आउटपुट ('I/O') वोल्टेज पश्चगामी संगतता के लिए 3.3 वोल्ट पर रहता है।

एकल-वोल्टेज सीपीयू पूरे चिप में सिंगल पावर वोल्टेज का उपयोग करता है, I/O पावर और आंतरिक पावर दोनों की आपूर्ति करता है। 2002 के सूक्ष्म प्रसंस्करण#बाजार के आँकड़ों के अनुसार, अधिकांश सीपीयू एकल-वोल्टेज सीपीयू हैं। सभी पेंटियम एमएमएक्स से पहले के सीपीयू एकल-वोल्टेज सीपीयू होते हैं।

घड़ी की गति में वृद्धि और बेहतर अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाओं के कारण विशेष रूप से लैपटॉप कंप्यूटरों के संबंध में अतिरिक्त गर्मी उत्पादन और विद्युत् प्रदाय की चिंताओं के कारण द्वैध-वोल्टेज सीपीयू को प्रदर्शन लाभ के लिए निवेदित किया गया था। एक विद्युत् दाब नियामक का उपयोग करते हुए, बाहरी I/O वोल्टेज स्तर को पावर ड्रॉ को कम करने के लिए कम वोल्टेज में बदल दिया गया, जिसके परिणामस्वरूप उच्च आवृत्तियों पर काम करने की क्षमता के लिए कम गर्मी उत्पादित हुई।

वीआरटी पुराने इंटेल पी5 (माइक्रोआर्किटेक्चर) पेंटियम (ब्रांड) प्रसंस्करण की एक विशेषता है जो आमतौर पर मोबाइल वातावरण में उपयोग के लिए अभिप्रेत है। यह I/O वोल्टेज से कोर वोल्टेज आपूर्ति को विभाजित करने को संदर्भित करता है। I/O और 3.3V पर कोर वोल्टेज दोनों के साथ एक विशिष्ट पेंटियम प्रसंस्करण की तुलना में VRT प्रसंस्करण में 3.3 V I/O और 2.9 V कोर वोल्टेज होता है। सभी पेंटियम एम.एम.एक्स और बाद के प्रसंस्करणों ने इस तथाकथित स्प्लिट रेल विद्युत् प्रदाय को अपनाया।

यह भी देखें

• गतिशील वोल्टेज स्केलिंग
• स्विच्ड-मोड विद्युत् प्रदाय अनुप्रयोग (एसएमपीएस)

बाहरी संबंध

• Hardwareanalysis.com's article about how to increase voltage to help overclocking
• An Illustrated Guide to Pentiums (Karbos Guide)
• Processor Voltage >> PC Mechanic