wieso brauchten die alten cpu`s mehr v-core

[cereal]

wieso brauchten die alten cpu`s mehr v-core? wieso brauchen die heutigen nur "so wenig". Die alten p3`s brauchten um die 3V v-core soweit ich weiß.stelle mir die fragen schon seit längerer zeit. wäre sehr dankbar für eine ausfürliche antwort.


mfg

[Denniss]

Andere Fertigungstechnik - höhere Strukturbreite der elektrischen Bahnen

Die ersten P3 hatten eine VCore von 2.00V außer dem 600er der hatte 2.05V

ansonsten mal www.google.de befragen

[mapel110]

die fertigungsprozesse werden immer kleiner, die wege für die signale kürzer. somit kann die spannung gesenkt werden.

beispiel:
du brauchst weniger laut zu schreien, wenn jemand 10 meter anstatt 50 meter von dir entfernt steht. :D

ansonsten, gloooooooooooooooooooooooooooooooooooooooomy ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
;)


/edit
die spannung kann zwar gesenkt werden, aber der stromverbrauch erhöht sich, weil mehr transistoren verbaut werden.

[cereal]

@mappel... deine lösung hilft mir nicht so richtig weiter.
würde es gerne noch ausführlicher haben, wieso die hersteller die standart v-core wieder gesenkt haben?


mfg

[Endorphine]

Nicht die alten CPUs brauchen mehr Spannung, sondern umgekehrt: die neuen CPUs mit den kleineren Strukturen vertragen weniger Spannung. Die Isolationsschichten schrumpfen ja bei Verkleinerung der Strukturbreite ebenfalls. Salopp gesagt: wenn man jetzt viel Spannung auf den Chip gibt lässt sich der Strom irgendwann nicht mehr von der kleinen flachen Isoliermauer in geordnete Bahnen lenken sondern hüpft einfach drüber um sich den Weg abzukürzen -> Durchschlag.

Das ist der Extremfall. Dann altern kleinere Strukturen durch hohe Spannung -> grosse Ströme auch schneller. Stichwort Elektromigration.

Die winzigen Feldeffektransistoren und Kondensatoren in der CPU vertragen bei der kleinen Strukturbreite auch wiederum nur weniger Spannung, damit sie sich nicht selbst zerstören.

Ein weiterer Vorteil von niedrigeren Spannungen ist eine sinkende Leistungsaufnahme.

[mapel110]

Originally posted by Endorphine
Nicht die alten CPUs brauchen mehr Spannung, sondern umgekehrt: die neuen CPUs mit den kleineren Strukturen vertragen weniger Spannung. Die Isolationsschichten schrumpfen ja bei Verkleinerung der Strukturbreite ebenfalls. Salopp gesagt: wenn man jetzt viel Spannung auf den Chip gibt lässt sich der Strom irgendwann nicht mehr von der kleinen flachen Isoliermauer in geordnete Bahnen lenken sondern hüpft einfach drüber um sich den Weg abzukürzen -> Durchschlag.

Das ist der Extremfall. Dann altern kleinere Strukturen durch hohe Spannung -> grosse Ströme auch schneller. Stichwort Elektromigration.

Die winzigen Feldeffektransistoren und Kondensatoren in der CPU vertragen bei der kleinen Strukturbreite auch wiederum nur weniger Spannung, damit sie sich nicht selbst zerstören.

Ein weiterer Vorteil von niedrigeren Spannungen ist eine sinkende Leistungsaufnahme.

die neueren cpu's brauchen weniger spannung, aber mehr strom !

[cereal]

sowas meinte ich.... wennd as noch jemand etwas ergänzen könnte wäre es perfekt!

thx

mfg

[Endorphine]

Originally posted by mapel110
die neueren cpu's brauchen weniger spannung, aber mehr strom !
Ja, durch die gleichzeitig überproportional erhöhte Gatterzahl. Moore's Law...

Wenn dagegen die Gatterzahl gleich bleibt und der Takt auch annähernd geht die Leistungsaufnahme sogar nach unten. Bestes Beispiel: Pentium III Cu-Mine zu Tualatin.

[cereal]

das müsstets du bitte genauer erklären, hab davon noch nie was gehört.
mfg

[robbitop]

Cu-Mine = Coppermine.

Der erste P3 Core mit L2 Cache on Chip.
Er wurde in 0,18µ gefertigt und der Zweck war weg vom teuren Slot1 mit ext. L2 zu kommen und hin zum So370 (gab auch Slot1 Varianten des Cu-Mine).

Der Tualatin Core war das letzte Facelifting des P3 Cores und war hauptsächlich für Server/OEMs und für den Billig CPU Celeron (zum Überbrücken der Zeit bis der P4 Celeron kam (der wirklich ARSCHLAHM is).
HAuptsächliche Neuerungen: 0,13µ Strukturbreite, eine Prefetching Unit, weniger Busspannung (neues Board oder Aufsatz) -> FCPGA2 (mit diesem ein Heatspreader für mehr sicherheit für den DIE).
Dieser Core wurde von 1,2Ghz bis 1,7Ghz gefertigt, wobei wohl 1,7Ghz das Maximum des Chips und des P6 Designs (Alufertigung und nur 10stufigePipe... (dem Athlon geht es deswegen in Punkto Taktfrequenz auch nicht gut) )sein sollten.
Bei gleichem Takt soll der Tualatin demnach also wesendlich weniger Leistung aufnehmen. genaue Zahlen habe ich nicht zur Hand

[Melkor]

Die alten P1(MMX) und die P2's brauchten 2,8 Volt, die ersten P3's glaub ich auch noch, der Celeron immer 2,0.....afaik

[Endorphine]

IA32 Desktop-CPU Spannungen:

Bis i486DX2-66: 5,0 V Kernspannung
i486 SL/DX2/iDX4: 3,3 V
Pentium P5 60/66: 5,0 V
Pentium P54C 75-200: 3,3 - 3,5 V
Pentium/MMX P55C: 2,8 V -> erste CPU mit niedrigerer Kernspannung als I/O-Spannung
PPro P6 150-200: 3,3 V
P2 Klamath 233-300: 2,8 V
P2 Deschutes, P3 Katmai: 2,0 V
P3 Cu-Mine: 1,65 - 1,8 V
P3 Tualatin: 1,475 V
P4 Willamette: 1,7 V
P4 Northwood: 1,5 - 1,525 V

[desgibtsjonet]

Originally posted by robbitop


Dieser Core wurde von 1,2Ghz bis 1,7Ghz gefertigt,...

nicht ganz korrekt: die Tualatin Prozessoren wurden von 1,0-1,4GHz gefertigt.

Es sollte noch ein PIII-S mit 1533MHz rauskommen, dieser wurde aber von Intel "storniert", wahrscheinlich weil er den kleineren Pentium IV zu viel Konkurrenz gemacht hätte.


desgibtsjonet

[LOCHFRASS]

Originally posted by desgibtsjonet


nicht ganz korrekt: die Tualatin Prozessoren wurden von 1,0-1,4GHz gefertigt.

Es sollte noch ein PIII-S mit 1533MHz rauskommen, dieser wurde aber von Intel "storniert", wahrscheinlich weil er den kleineren Pentium IV zu viel Konkurrenz gemacht hätte.


desgibtsjonet

konkurrenz? bei den perversen preisen für das kleine stück silizium wohl eher weniger... :(

[GloomY]

Es ist eigentlich schon (fast) alles gesagt worden, warum die neueren CPUs weniger Spannung brauchen.

Was mir noch für's Verständnis einfällt:
Der elektrische Widerstand einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen ist imho von drei Sachen abhängig:
1. das verwendete Material (Alu, Kupfer usw.)
2. der Querschnitt der Leiterbahn (je kleiner, desto höher)
3. die Länge der Verbindung

Die ersten beiden Sachen sollten klar sein. Beim dritten Punkt kann man bei einer bestimmten Länge mal von einem Widerstand x ausgehen. Wenn man nun die gleiche Verbindung mit der Länge x nimmt und noch ein Verbindungsstück hinten dran hängt (also dann insgesamt Länge 2x), dann hat man dann eine Reihenschaltung von Widerständen, also zweifachen Widerstand des ersten Verbindungsstücks.
Genauso verhält sich das z.B. bei der Halbierung der Länge. Dort halbiert sich auch der Widerstand.
Dieser verhält sich also linear zur Länge.

Wenn man nun bei den Prozessoren die Struktur verkleinert, führt das zu zwei Effekten: Zum einen werden die einzelnen Bauteile kleiner, daher sitzen diese enger beisammen (Verkürzung der Abstände -> kleinerer Widerstand), zum anderen werden die Querschnitte der Verbindungen natürlich auch kleiner (höherer Widerstand).
Es zeigt sich, dass aber insgesamt der Widerstand bei Verkleinerung der Strukturen leicht abnimmt, was dann natürlich auch eine leichte Senkung der Versorgungsspannung ermöglicht.


btw: Für andere elektrische Eigenschaften ist es natürlich auch sinnvoll bzw. notwendig, dass man bei verkleinerten Strukturen die Spannung senkt. Z.B. sollte das elektrische Feld eines Feldeffekttransistors möglichst nicht so stark sein, dass die benachbarten Transistoren von diesem beeinflusst werden...

[desgibtsjonet]

Originally posted by LOCHFRASS


konkurrenz? bei den perversen preisen für das kleine stück silizium wohl eher weniger... :(

für sich betrachtet schon, allerdings spare ich mir zumindest neuen Speicher.

Manche (auch ich) haben sich mit dem Einsatz von etwas Draht auch ein neues Board erspart. Das ist aber sicher nicht jedermanns Sache.....

[cereal]

bix thx @GloomY genau so hab ich mir das vorgestellt!


mfg

[GloomY]

Originally posted by cereal
bix thx @GloomY genau so hab ich mir das vorgestellt!


mfg Kein Problem ;)

Zur Vollständigkeit muss ich noch erwähnen, dass der Widerstand natürlich auch noch von der Temperatur abhängt (hatte ich mal wieder ganz vergessen :bonk: ). Je niedriger die Temperatur, desto geringer der Widerstand.

[Endorphine]

Originally posted by GloomY
Kein Problem ;)

Zur Vollständigkeit muss ich noch erwähnen, dass der Widerstand natürlich auch noch von der Temperatur abhängt (hatte ich mal wieder ganz vergessen :bonk: ). Je niedriger die Temperatur, desto geringer der Widerstand.
:nono: Bei Halbleitern verhält es sich genau andersrum: je höher die Temperatur, desto niedriger der Widerstand.

[BlackBirdSR]

Originally posted by Endorphine

:nono: Bei Halbleitern verhält es sich genau andersrum: je höher die Temperatur, desto niedriger der Widerstand.

dumm nur dass je niedriger die Temperatur, desto schneller können die Transistoren schalten.

[GloomY]

Originally posted by Endorphine

:nono: Bei Halbleitern verhält es sich genau andersrum: je höher die Temperatur, desto niedriger der Widerstand. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Bauteilen bestehen aber nicht aus Halbleitern, sondern aus Metall (Alu, Kupfer).

[Unregistered]

Ich dachte immer, ein wichtiger Grund war das man mit einer geringeren Voltzahl schnellere Schaltzeiten realisieren kann. Also von 0 V auf 2,00 V dauert länger als von 0 V auf 1,6 V.

[BlackBirdSR]

Originally posted by Unregistered
Ich dachte immer, ein wichtiger Grund war das man mit einer geringeren Voltzahl schnellere Schaltzeiten realisieren kann. Also von 0 V auf 2,00 V dauert länger als von 0 V auf 1,6 V.

nein, Transistoren haben bestimmte einschaltspannungen.
Diese sind von versch Faktoren abhängig.
Temperatur, Länge und Weite des Kanals, Beweglichkeit der Elektronen...

bei fortschreitendem Prozess ist diese Spannung die nötig ist um den Transistor zum Schalten zu bewegen immer niedriger geworden.
Das ist auch einer der Grundsäulen warum das Alles funktioniert.
Würde die Einsatzspannung nicht sinken, würde man bei den heutigen Schichtdicken diese zerstören, die Metallbahnen abtragen und haufenweise parasitäre Transistoren und tödliche Thyysistoren zünden die solange stromfressen bis der Chip zerstört wird.

Es liegt alos nicht an der zeit die das Signal zum Einschwingen braucht, weil sie bei niedrigeren V leveln kürzer wäre.