Spänningsenheten volt är detsamma som joule per coulomb, alltså den kraft som vill trycka elektronerna. Coulomb är måttet på elektronisk laddning, vilket i princip kan sägas motsvara antalet elektroner för att göra det enkelt. Något som oftast brukar vara svårt att förstå är att spänning aldrig finns i en punkt. Spänning är något som finns mellan två punkter. Spänning är en kraft som vill få elektroner att vandra från en punkt till en annan.
I slutna system använder man sig oftast av potentialer, som är ett sätt att mäta spänning där man alltid refererar till jord. Man har helt enkelt bestämt en punkt som är 0V och mäter alla andra spänningar relaterat till denna punkt. När vi pratar om 12V-linan från nätaggregatet handlar det alltså om att spänningen mellan den linan och jord är 12V. Mellan två 12V-linor är det såklart då 0V, eftersom de håller samma potential och potentialskillnaden är noll.
Ampere, eller ström, är coulomb per sekund, vilket i princip kan översättas till antalet elektroner som passerar en punkt per sekund.
Effekt är det vi mäter i watt och är ett mått på hur mycket energi som förbrukas per sekund, alltså omvandlas till värme, rörelse, ljus eller vad man nu kan hitta på. Finns det bara spänning, ingen ström, så blir effekten lika med noll. Jämför det med att du trycker mot en vägg som inte rör sig, du utför inget arbete och förbrukar ingen energi. Motsatsen skulle vara ingen spänning, men att det finns ström. Det kan jämföras med att putta på något som rullar med helt perfekta kullager, så att det inte behövs någon kraft alls för att få det i rörelse. Även då förbrukas ingen energi. För att det ska utvecklas en effekt måste man både tillföra en kraft OCH flytta föremålet, alltså det måste finnas både spänning och ström.
Eftersom ström är fysiskt bundet till antalet elektroner, så kommer strömmen till en punkt alltid vara densamma som strömmen ut därifrån. Detta kallas kirchoffs första lag och beskrivs lätt med denna bild:
Nu har vi följande information på bordet:
*För att effekt ska utvecklas måste det finnas en spänning över ett föremål (alltså en spänningsskillnad mellan två strömpins på ett chip, där det ena är anslutet till t.ex. 5V och det andra till jord). Det måste också gå en ström igenom föremålet. Effekten är spänningen multiplicerat med strömmen.
*Antalet elektroner som går in i en krets är alltid detsamma som antalet som kommer ut.
Om vi struntar att krångla till det med 24-pin kontakter och sånt, och istället ser det som att nätaggregatet är kopplat till processorn med 2 trådar, en med +12V och en med 0V (jord), så blir det lättast att förklara. Då har vi en tråd där elektronerna kommer ut, en där de vill komma tillbaks. Det är precis det som ett nätagg gör, bara att det kanske finns 12V, 5V, 3,3V etc i verkliga sammanhang. För att elektronerna ska kunna göra denna resa måste de gå genom processorn.
Om vi säger att vi kopplar 12V till processorn och det går 1A genom den, vilket är väldigt påhittade värden, så skulle effektutvecklingen bli 12W. Om inte 12W då skulle utvecklas i processorn, så du förespråkar, så måste de utvecklas någon annanstans. Eftersom spänningen mer eller mindre är garanterad över processorn, måste det betyda att strömen hittar andra vägar ut från processorn som inte räknas. Till viss del stämmer ju detta, processorn är kopplad till andra komponenter, såsom minnen, men det är ytterst små strömar som går i dessa signaler. Dessutom innebär det ju bara att effekten utvecklas någonannanstans, inte att effekt "försvinner". Vi kommer alltid ha 12W, alltid.
Av dessa 12W kanske inte allt är värme direkt, utan en viss del är elektromagnetisk strålning som senare omvandlas till värme, men det är överkurs. Energi kan aldrig försvinna eller skapas, bara ändra form. Från elektrisk energi till värme. Det du nämner om att en viss del energi omvandlas till signaler stämmer inte. Signalen symboliseras av varströmen går. Om den går genom en transistor eller en annan. Eller ingen transistor, men då innebär det också att det går mindre ström till processorn, ekvationen stämmer.
För att slutligen återkoppla till ämnet, TDP är för mig ett halvtaskigt, men ack så nödvändigt, försök att visa hur mycket effekt som utvecklas i en processor. Du vet säkert hur många miljoner transistorer som finns i en modern processor och självklart är inte alla dessa igång samtidigt. TDP är ett försök att mäta den maximala effekten över en lång tid. Under en klockcykel kanske det kan handla om mycket mer och under nästa cykel mindre, men sådana snabba skillnader hinner jämna ut sig innan de ens når processorns skal. Över lite på maximal belastning får man ett ungefärligt värde på maximala effekten.
Sen är ju TDP en förenkling av verkligheten, för att göra det så lätt som möjligt att beräkna kylningsbehov. Dels så kommer ju en del av värmeenergin gå ut genom sockeln och kretskortet, vilket betyder att den egentliga effekten är högre än TDP. Någon får gärna rätt mig om jag har fel på denna punkt. Sen drar ju tillverkarna också ganska grova avrundningar. Tex. ivy bridge har ju fått samma TDP-specar som sandy bridge, bara för att moderkortstillverkarna inte ska börja tillverka sämre moderkort som inte klarar värmen från alla processorer i serierna.
Hoppas jag lyckat ge lite mer klarhet i det hela.