En un circuito CMOS, está cargando y descargando repetidamente pequeños condensadores pequeños. Miles de millones de ellos. Cada una de las puertas de cada uno de los transistores es un condensador. Además, hay capacitancias parásitas por todo un circuito integrado.
La corriente a través de un condensador viene dada por [math] i = C \ frac {dv} {dt} [/ math]. (Tenga en cuenta que esta es la EE [matemática] i [/ matemática], que significa corriente alterna. Para EEs, [matemática] \ sqrt {-1} = j [/ matemática].)
Ahora, también puede recordar que la potencia es el voltaje multiplicado por el amperaje: [math] p = vi [/ math]. Cuando sustituye la primera ecuación en la segunda, obtiene:
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[matemáticas] p = Cv \ frac {dv} {dt} [/ matemáticas]
Ahora, esa es solo la energía gastada en los condensadores de carga y descarga. Hay ecuaciones similares para la potencia disipada en la resistencia en todos los pequeños cables pequeños, así como los efectos inductivos de esos cables. Se ven similares. Sin embargo, es suficiente mirar este para comprender los efectos relativos.
Cuando haces overclocking, aumentas la velocidad del reloj. Eso aumenta [math] \ frac {dv} {dt} [/ math] al reducir la cantidad de tiempo entre cada transición de reloj. Las transiciones más rápidas significan más poder.
También puede aumentar el voltaje de la CPU. [Matemáticas] ^ {*} [/ matemáticas] Si aumenta el voltaje en algún factor [matemáticas] k [/ matemáticas], la potencia aumenta proporcionalmente a [matemáticas] k ^ 2 [/ matemáticas ], porque [math] v [/ math] y [math] \ frac {dv} {dt} [/ math] aumentan en un factor de [math] k [/ math].
Esas son las dos grandes fuentes de mayor disipación de energía.
Otra fuente son los transistores mismos. La fuga aumenta con el aumento de la temperatura. Exponencialmente, de hecho. La fuga también contribuye notablemente a la disipación de potencia. Poner un enfriador grande con bocina en su chip overclockeado puede mantener baja la temperatura del paquete; sin embargo, la temperatura de unión real en el transistor todavía sube un poco. Eso agrega otra fuente de mayor disipación de energía que casi parece tautológica: quemar más energía hace que quemes aún más energía.
En realidad, ese último efecto puede, en circunstancias extremas, conducir a un problema diferente: la fuga térmica. Si se calienta más, el silicio se calienta más, lo que hace que el silicio se caliente más, lo que hace que el silicio se caliente más … ¡BAM * derretimiento!
Afortunadamente, la mayoría de los CMOS tienden a disminuir (debido al aumento de la resistencia) a medida que se calienta más, resistiéndose a la pérdida térmica.
Además, los procesadores modernos a menudo tienen sensores térmicos integrados y se aceleran si comienzan a calentarse demasiado. Si OC hace funcionar su sistema y comienza a funcionar más lentamente, tal vez esté dejando que se caliente demasiado.
[matemática] ^ {*} [/ matemática] Nota: No sé cuál es el estado actual de la técnica aquí, dado que las CPU recientes pueden incluir reguladores de voltaje integrados y seleccionar voltajes por sí mismos sobre la marcha. Sin embargo, si su overclocking hace que la CPU seleccione consistentemente voltajes más altos para sí misma, entonces eso aumentará la disipación de energía en consecuencia.
