1.1 Consumo
Quello che invece riflette esattamente il clock è il consumo, poiché il cambiamento di stato è l'effettivo lavoro della CPU, quindi effettuare un numero maggiore di cambi di stato (per unità di tempo) significa eseguire più lavoro (per unità di tempo), e di conseguenza consumare di più.
Le moderne CPU sfruttano meccanismi che consentono di ridurre la frequenza di clock in situazioni di carico ridotto, come nel caso di "Cool and Quite" di AMD, ed evetualmente aumentare la frequenza quando viene richiesto un maggior carico, come nel "Turbo Mode" di intel.
Il Turbo Mode necessita di ulteriori spiegazioni. Una CPU che offre il Turbo mode è fatta per lavorare ad una frequenza F in modo continuativo, il che significa che alla frequenza F (o a frequenze inferiori) la CPU può operare ininterrottamente. Viene data poi una frequenza T detta Turbo, alla quale la CPU può operare per un periodo di tempo limitato, perché la CPU viene utilizzata in modo che operi più velocemente surriscaldandosi fino a raggiungere una temperatura di controllo, in questo caso un sensore di temperatura previene la fusione della CPU abbassando opportunamente il clock al valore F.
Chiaramente attività intensive come elaborazioni complesse, transcodifiche o anche videogiochi lavorano molto male con CPU che hanno il Turbo mode, mentre l’uso del computer come web browser, editor di testi semplici, chat ne traggono vantaggio.
Un indice importante del consumo della CPU e’ il valore massimo dissipabile dal dispositivo, indicato in watt e con l’acronimo TDP. Esso indica il valore massimo di potenza che una CPU puo’ assorbire senza danneggiarsi, e serve per dimensionare sia l’alimentazione che il sistema di raffreddamento. Ad esempio, se ho una CPU che ha un TDP di 65W, mi servira’ un alimentatore che possa erogare 65W per la CPU + la potenza assorbita dalla motherboard, dalle memorie e dalle periferiche + la potenza assorbita dalla scheda grafica.
In rete esistono diversi tool per stimare la potenza assorbita da un computer, per esempio
http://www.extreme.outervision.com/psuc ... orlite.jsp" onclick="window.open(this.href);return false;
oppure
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Poiche’ la potenza assorbita dalla CPU genera calore, il valore del TDP dovra’ essere usato anche per scegliere il tipo di sistema di raffreddamento ed il relativo dimensionamento.
In rete esistono dei tools per progettare il sistema di raffreddamento di un computer, per esempio
http://www.extreme.outervision.com/flowdesigner.jsp" onclick="window.open(this.href);return false;
Chiaramente, una CPU che produca la massima potenza di calcolo, assorbira’ la potenza indicata come TDP, e dovra’ essere raffreddata in modo tale che la temperatura di lavoro rientri nei limiti prefissati. Normalmente una CPU AMD che si surriscaldi, si rompe, mentre una CPU intel ha un sistema di limitazione del clock che tenta di ridurre la probabilita’ di rottura per surriscaldamento, ed in ogni modo e’ bene evitare il surriscaldamento anche con CPU intel.
1.2 Limiti fisici
Esiste una relazione fisica tra le dimensioni della CPU e la massima frequenza applicabile, che tiene conto sia della massima dissipazione di calore per unità di superficie, che della distanza necessaria per lo spostamento dei dati da una posizione all'altra del chip, pertanto oggi è ritenuto non opportuno costruire CPU per clock molto maggiori di 4GHz. Per ovviare alla crescente necessità di capacità di calcolo, i produttori di CPU perseguono strade diverse, orientate alla multielaborazione.