Frågelådan

Jodå, har du bara en tillräckligt stor kastrull som täcker alla plattor så får du faktiskt summan av alla plattor i värmeeffekt

Analogier måste ha bilar involverat, det är väl någon form av lag på det?

Vad sägs om att CPU-kärnor är som högtryckstvättar? Bara för att du har 4 högtryckstvättar så kan du inte tvätta din bil speciellt mycket fortare (och använder du mer än en så är risken stor att man blir väldigt blöt), men om du har väldigt MÅNGA bilar så kan du tvätta alla dessa nära 4 gånger snabbare med 4 tvättar jämfört med om du bara hade en

Nej, du får bara högre temperatur, 30 grader högre närmare bestämt. Vad som är intressant är såklart chassits temperatur och luftflöde, inte omgivande luftens temperatur (det är det systemintegratörerna som sätter ramarna). AMD har ingen åsikt i vad kylning klarar i förhållande till TDP och datorsystem med övriga komponenter. Det har ingen relation och en kylning som klarar av att hålla 100W under acceptabel temperatur i 25°C i en testkammare kommer ju inte passa i ett chassi som kanske blir 45-50 grader i worse case. Så varmt skulle jag inte vilja uppleva att hårddiskarna blir men räkna med att ett chassi utan problem kan vara en 15-20°C varmare än rummet. Ett annat kanske bara är 5-10°C varmare. Så det finns lite mer att ta in. Kylarens DT är såklart i förhållande till den omgivna luften i chassit, inte rummet. TDP är ingen märkning av kylare eller rekommenderade kylare. Datorleverantörerna alltså systemintegratörerna är det såklart som måste testa att topp-processorn och toppgrafikkortet lirar i deras system och håller sig inom acceptabel kylning även i en hotbox. AMD och Intel har bara i sin åsikt en åsikt om temperaturen den ska hålla sig under. Strömförbrukningen (effekt) kan såklart skilja en hel del mellan två 130W TDP cpuer, även i strömsparlägena (c-states), på moderkortsidan hur mycket ström (A) och osv den ska klara är såklart på maxtemperatur. Det kan t ex skilja 25A mellan en 4-core LGA2011 processor och 6-core LGA2011. Det är inte relevant till datortillverkarna och deras kylning däremot.

Rimligen måste man också räkna in skillnaden i kylningen där mellan 4-core och 6-core. Om det är en maskin med några grafikkort/gpGPU måste du såklart räkna in att chassit och processorkylaren, nätagg och allt stämmer in. TDP är också ett mål, ingen rating, inga maxsiffror från Intels sida, de som inte platsar in hamnar i en lägre kategori eller en högre. Det kan vara vägledande för VRM. VRM behöver ett snitt för att beräkna kylning osv. Intel och deras konkurrent har mest åsikter om det mekaniska som belastning på socket osv när det gäller kylare.

TDP är ett värde som är helt oberoende av temperatur. TDP säger enbart hur mycket värme (W) kylsystemet måste kunna transportera bort för att tillverkaren ska garantera att den inte överhettar. Sambandet för hur mycket som faktiskt transporteras bort i en viss setup ges av

Q = h * A * ∆T

Q är mängd värme som transporteras bort (W) och måste således alltid kunna vara större eller lika med TDP innan CPU:s temperatur går över den temperatur när den slutar vara stabil (strax under 100°C för dagens CPUer).
h beror till största del av hur mycket luft fläkten kan flytta, detta värde blir naturligtvis mycket större om man använder ett bättre kylmedium, t.ex. vatten.
A är arean på kylflänsen, så större kylfläns är bättre (föga oväntat).
∆T är skillnaden i temperatur på kylflänsen och kylmediet.

Om den luft man kyler med är varm så kan man alltid kompensera detta med större kylfläns (större A) och/eller högre luftflöde (större h).

Titta på ekvationen ovan. Tar vi bort kylflänsen så minskar vi A dramatisk. Men om vi i stället kyler med extremt kall luft så ökar vi ∆T. Så visst är det fullt möjligt att kyla ett system helt utan kylflänsar bara vi skickar på CPUn tillräckligt mycket av tillräckligt kall luft. Normalt sett så har vi kanske en temperaturdifferens på 75-25 = 50°C. Om vi i stället använde luft vid absoluta nollpunkten så blir differensen 75-(-273) = 384°C, vilket är 7 gånger större. Så om kylflänsen ökar ytan med mindre än en faktor 7 jämfört med ytan på CPU så skulle det vara möjligt att köra helt utan kylfläns.

Fast h är i alla högsta grad beroende av temperaturen om man tar bort kylflänsen. Sen kommer även svartkroppsstrålning in rätt snart och bidrar med en icke försumbar värmetransport från processorn.

Svartkroppsstrålning är beroende av den absoluta temperaturen på det som strålar enligt denna formel

P = σ * T^4

P är utstrålad effekt per yt-enhet (W/m^2)
σ är Stefan-Boltzmann konstant (5.67 * 10^-8 W/(m^2 K^4))
T är den absoluta temperaturen på kroppen

Givet att bredd/djup på plåten ovanpå processorn är 3-4 cm så har den en yta på max 0.04^2 m^2 = 0.0016 m^2.
Utstrålad energi vid 100°C blir då 0.0016 * 5.67 * 10^-8 * (273+100)^4 = 1.8W, vilket vi nog kan försumma i detta fall.

Och 1.8W förutsätter att INGEN strålning från omgivningen träffar CPUn, så i praktiken är kyleffekten från svartkroppsstrålning ännu mindre.

OBS: reservation för eventuell felräkning så här på lördagskvällen. Men resultatet verkar rimligt då runt 5W brukar vara absoluta gränsen för när ett chip kan köras helt utan kylfläns, så effekten från svartkroppsstrålning måste vara mindre än 5W.

Omgåvande strålning är rätt liten tack vare att temperaturen är upphöjt i fyra. Jag kom på att jag räknade helt fel på arean när jag drog en överslagsräkning och fick mycket högre värde.
Ska du räkna ut ett jämviktsvärde lär du dock fortfarande vilja ha med strålningen i den totala värmebalansen. Framförallt eftersom du lär få en jämviktstemperatur en bra bit över 100 grader, om man nu är intresserad av att veta den.

Hur menar du "helt oberoende av temperatur"?
Baserat på din andra mening så kan jag ta en metallplatta och kalla den för en kylfläns som klarar 500W. Min spisplatta överhettas inte då om den körs på 500W. Hur ska man garantera att inget annat överhettas med denna 500W-kylare?
En CPU som klarar max 25 grader lär överhetta med en 125W-kylfläns, fast den bara genererar 20W värme.

Det måste finnas någon temperatur vid vilken alla TDP-värden gäller. Olika CPUer klarar olika mycket värme.
Säg att TDP-temperaturen är 80°C. Om då en 45W-CPU klarar 50°C så får tillverkaren räkna att "en kylare som kan skyffla 45W värme vid 50°C klarar 95W vid 80°C, så vi sätter ett TDP-värde på 95W".
Man antar givetvis någon rumstemperatur, t.ex 25°C.

TDP är oberoende av temperatur, men naturligtvis finns det en maximal temperatur som CPUn tål att köras på.

Hur kan båda dessa vara sanna samtidigt då?

Jo, TDP värdet säger bara att CPUn själv kommer inte tillföra mer än detta värde i form av värme. Termodynamikens första huvudsats säger att energi inte kan förstöras eller nyskapas. Så om vi inte tillför med än TDP och kyler bort all tillförd värde så länge som den är under TDP så förändras inte systemets temperatur.

Men tänk om CPUn tål säg 75°C och vi kyler med luft som är 70°C. Tja, det betyder att vi får ha en h*lvets kylare för att klara det då ∆T är VÄLDIGT liten. I.e. om ∆T blir för litet så KAN INTE kylaren klara av att hålla kravet på att minst kyla bort TDP W och CPUn kommer då att överhetta.

Men det betyder fortfarande inte att TDP bara gäller vid en viss temperatur. Enheten på TDP är W, vilket är energi per tidsenhet. Det har inget med temperaturen att göra.

Faktiskt kyleffekt har däremot väldigt mycket att göra med temperaturer då den beror av val av kylmedium, hur snabbt kylmediet passerar CPU/kylflänsen, arean på CPU/kylflänsen och skillnaden i temperatur mellan kylmedium och CPU/kylfläns.

Vad som händer om det blir för varmt är helt enkelt att kylaren inte klarar av att hålla sin del av kontraktet. Men det ändrar inte TDP på CPUn.

Jag har aldrig skrivit något som motsäger ekvationerna, bara det att vilken lufttemp du än väljer så räcker det inte för att kyla en normal intel eller amd cpu, dvs utan någonting som ökar arean (fläns).
Faktor 7 är ingenting i sammanhanget, vanliga flänsar ökar arean med en faktor sjukt mycket mer än så.

Skickades från m.sweclockers.com

Fast du kan även öka h genom att öka luftflödet. Så visst är det fullt möjligt att kyla en modern CPU med bara luft helt utan kylfläns. Men det blir nog rätt kall luft och man får nog hålla i sig för det kommer att blåsa

Du svarar fortfarande inte på min fråga.
Jag menar inte att lufttemperaturen ändras. Jag menar att det inte finns någon standard för när en CPU överhettas.

Om en kylare kan kyla 95W så finns det bara en viss ∆T där detta gäller. Frågan är alltså vad denna ∆T är, för "∆T = överhettning minus normal rumstemp" fungerar inte då överhettningstemp kan vara väldigt olika mellan CPUer.

Det finns ingen standard, men varje CPU har en maximal temperatur som tillverkaren garanterar dess stabilitet. Har för mig att den är 95°C för Sandy Bridge. Dock är det helt frikopplat från CPUns TDP.

Tror jag börjar förstå vad förvirringen kommer från. Många verkar blanda in kylarens effektivitet i TDP. TDP har absolut inget med hur bra/dåligt en viss kylare fungerar. Däremot beror en viss kylares effektivitet kraftigt på hur stor skillnad det är i temperatur på det som ska kylas (CPU) och det man kyler med (luft). Så man kan hamna i ett läge där en viss kylare helt enkelt inte har kapacitet att kyla bort TDP W då ∆T är för liten, men det ändrar inte TDP!

Så
1. CPUn får inte gå över sin maximala temperatur
2. CPUn kommer gå över sin maximala temperatur om man inte minst kyler bort den effekt som utvecklas i genomsnitt
3. Tillverkaren av CPUn garanterar att CPUn inte utvecklar med än TDP W värme i genomsnitt

Om ∆T är litet så måste man ha en väldigt stor kylare och/eller ett väldigt stort luftflöde. Om ∆T är negativt så har man ingen kylare, då värmer man ju CPUn

Men det är fortfarande så att TDP värdet gäller helt oavsett vilken temperatur CPUn vistas i.

Jomenvisst, du har alldeles rätt i att du kan nå en högre överklockning om du kan hålla nere temperaturen, det är därför alla överklockare strävar efter att ha så låg temperatur som möjligt. Det jag ville ha sagt var att se till att inte gå över ca 85 grader på en modern Intel processor eftersom man då snabbt närmar sig gränsen för vad processorn tål. Vill man nå en hög överklockning är en bra processorkylare det första man ska skaffa sig, finns många bra luftkylare som räcker långt och är ett bra alternativ när man är nybörjare och vill man ta sig ännu längre kan man ge sig på vattenkylning, och då menar jag inte de färdigbyggda kompakta systemen som blivit vanliga på senaste tiden, de är bra men man kan hitta luftkylare som är lika bra. Med vattenkylning menar jag ett stort system med separata kylblock, pump, vattenbehållare, kylare, slangar men då snackar vi genast andra kostnader för kylningen, runt 3000kr och uppåt.
Man bör också veta att de flesta moderkort idag har funktioner som klockar ner processorn eller rent av stänger av den om man når för höga temperaturer och det kan göra att man inte når väntad överklockning eftersom ens kylning inte är tillräcklig. Bra funktioner som kan rädda en från dyra misstag men det är lite väl riskabelt att lita på att de fungerar till 100%. En varning är på sin plats här, dessa funktioner går att stänga av och man löper risk att skada sin hårdvara om man går över gränsen.
Men kylning, ju bättre du kan leda bort värme från processorn och ju lägre temperatur du kan hålla den på ger dig möjlighet att nå högre överklockning...i de flesta fall. Det finns processorer som har en köldgräns och slutar fungera när man når den gränsen, men det brukar kräva extrem kylning med t.ex. flytande kväve, men det är överkurs och är man så långt kommen i överklockning kan man redan alla dessa grunder.

Till sist, en varning till alla. All överklockning sker på egen risk så se till att ni vet vad ni ger er in på, all överklockning alstrar mer värme så man behöver bra kylning och inte bara till processorn, allt blir varmare.

Vill bara flika in med ett litet förtydligande här, man får inte automagiskt en snabbare processor för att man har en lägre temperatur som vissa verkar tro. Har sett många som skryter med låga temperaturer men de sitter fortfarande på vanliga eller låga överklockningar. Om en processor tickar på i säg 4 GHz spelar det ingen som helst roll om den är 50 grader eller 25 grader. Har man däremot en kylare som klarar av att hålla processorn på 25 grader vid 4 GHz betyder det att man kan klocka upp den mer innan den når 50 grader. Det finns inget egenvärde i att ha låga temperaturer som vissa verkar tro.

Angående väldigt låga temperaturer så är det en annan effekt som spelar in. Man har inte flytande kväve och flytande helium för att det är så bra på att leda bort värme, då är vattenkylning bättre. Däremot så beror resistansen i processorn på temperaturen så lägre temperatur betyder lägre resistans vilket i sin tur leder till att man kan köra mer ström och högre spänningar men ändå få samma mängd värme.