सीपीयू कोर वोल्टेज

सीपीयू कोर वोल्टेज (V_CORE) सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (जो एक डिजिटल सर्किट है), ग्राफ़िक्स प्रोसेसिंग युनिट , या प्रोसेसिंग कोर वाले अन्य डिवाइस को आपूर्ति की जाने वाली बिजली आपूर्ति 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 करंट_ (बिजली) का उत्पाद है। आधुनिक सीपीयू में, जो सीएमओएस सर्किट हैं, करंट लगभग क्लॉक_रेट के समानुपाती होता है, सीपीयू क्लॉक साइकिल के बीच लगभग कोई करंट नहीं खींचता है। (देखें, तथापि, सबथ्रेशोल्ड रिसाव।)

बिजली की बचत और घड़ी की गति

शक्ति के संरक्षण और गर्मी का प्रबंधन करने के लिए, कई लैपटॉप और डेस्कटॉप कंप्यूटर प्रोसेसर में एक शक्ति प्रबंधन सुविधा होती है, जिसका सॉफ्टवेयर (आमतौर पर ऑपरेटिंग सिस्टम) गतिशील आवृत्ति स्केलिंग और गतिशील वोल्टेज स्केलिंग के लिए उपयोग कर सकता है।

अक्सर एक वोल्टेज नियामक मॉड्यूल 5V या 12 V या कुछ अन्य वोल्टेज से CPU द्वारा जो भी CPU 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 फील्ड इफ़ेक्ट ट्रांजिस्टर के आपूर्ति वोल्टेज, स्रोत, गेट और ड्रेन टर्मिनलों में केवल आपूर्ति वोल्टेज या शून्य वोल्टेज होता है।

एमओएसएफईटी 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-सोर्स वोल्टेज एक थ्रेशोल्ड_वोल्टेज द्वारा कम की जाती है $V_{tn}$, जो FET के चैनल और गेट के ज्यामितीय आकार और उनके भौतिक गुणों, विशेष रूप से समाई पर निर्भर करता है। कम करना $V_{tn}$ (आपूर्ति वोल्टेज को कम करने और वर्तमान में वृद्धि करने के लिए आवश्यक) किसी को समाई बढ़ानी चाहिए। हालाँकि, लोड किया जा रहा लोड एक और FET गेट है, इसलिए इसके लिए आवश्यक करंट कैपेसिटेंस के समानुपाती होता है, जिसके लिए डिज़ाइनर को कैपेसिटेंस कम रखने की आवश्यकता होती है।

कम आपूर्ति वोल्टेज की प्रवृत्ति इसलिए उच्च घड़ी की गति के लक्ष्य के विरुद्ध काम करती है। केवल फोटोलिथोग्राफी में सुधार और थ्रेशोल्ड वोल्टेज में कमी दोनों को एक साथ बेहतर बनाने की अनुमति देती है। एक अन्य नोट पर, ऊपर दिखाया गया सूत्र लंबे चैनल MOSFETs के लिए है। MOSFETs के क्षेत्र के साथ हर 18-24 महीने (मूर का नियम) आधा हो जाता है, MOSFET 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 करंट के बीच संबंध की प्रकृति बदल जाती है।

एक प्रोसेसर को overclocking करने से सिस्टम की स्थिरता की कीमत पर इसकी घड़ी की गति बढ़ जाती है। उच्च घड़ी की गति को समझने के लिए अक्सर बिजली की खपत और गर्मी अपव्यय की कीमत पर उच्च कोर वोल्टेज की आवश्यकता होती है। इसे डायनेमिक वोल्टेज स्केलिंग कहा जाता है overvolting। ओवरवॉल्टिंग में आमतौर पर एक प्रोसेसर को उसके विनिर्देशों से बाहर चलाना शामिल होता है, जो इसे नुकसान पहुंचा सकता है या सीपीयू जीवन को छोटा कर सकता है।

डुअल-वोल्टेज CPU

डुअल-वोल्टेज सीपीयू स्प्लिट-रेल डिज़ाइन का उपयोग करता है, इसलिए प्रोसेसर 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।

सिंगल-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 माइक्रोप्रोसेसर#बाजार के आँकड़ों के अनुसार, अधिकांश सीपीयू सिंगल-वोल्टेज सीपीयू हैं। सभी पेंटियम एमएमएक्स से पहले के सीपीयू सिंगल-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 बिजली आपूर्ति की चिंताओं के कारण दोहरे वोल्टेज सीपीयू को प्रदर्शन लाभ के लिए पेश 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 हुई।

वीआरटी पुराने इंटेल पी5 (माइक्रोआर्किटेक्चर) पेंटियम (ब्रांड) प्रोसेसर 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 प्रोसेसर की तुलना में एक VRT प्रोसेसर में 3.3 V I/O और 2.9 V कोर वोल्टेज होता है। सभी पेंटियम एमएमएक्स और बाद के प्रोसेसरों ने इस तथाकथित स्प्लिट रेल पावर सप्लाई को अपनाया।

यह भी देखें

• गतिशील वोल्टेज स्केलिंग
• स्विच्ड-मोड बिजली आपूर्ति 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