نمایش مبدأ برای اتلاف توان سی‌پی‌یو

'''اتلاف توان''' '''پردازنده''' یا '''اتلاف توان واحد پردازش مرکزی''' فرایندی است که در آن [[واحد پردازش مرکزی]] (CPU) [[انرژی الکتریکی]] مصرف می‌کنند و به دلیل [[مقاومت و رسانایی الکتریکی|مقاومت]] در [[مدار الکترونیکی|مدارهای الکترونیکی]] این انرژی را به صورت [[گرما]] تلف می‌کند.

== مدیریت توان ==
طراحی سی‌پی‌یوهایی که وظایف خود را بدون [[شوک حرارتی|فراگرمایش]] به‌صورت [[بازده تبدیل انرژی|کارا]] انجام می‌دهند، اکثراً تاکنون مورد توجه تقریباً همه تولیدکنندگان سی‌پی‌یو است. برخی از پیاده‌سازی‌های سی‌پی‌یو از توان بسیار کمی استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، سی‌پی‌یوها در [[تلفن همراه|تلفن‌های همراه]] اغلب فقط از چند [[وات]] [[توان الکتریکی|توان]] استفاده می‌کنند،<ref>{{Cite report|url=https://www.microsoft.com/en-us/research/publication/accurate-cpu-power-modeling-for-multicore-smartphones/|title=Accurate CPU Power Modeling for Multicore Smartphones|first1=Yifan|last1=Zhang|first2=Yunxin|last2=Liu|first3=Li|last3=Zhuang|first4=Xuanzhe|last4=Liu|first5=Feng|last5=Zhao|first6=Qun|last6=Li|publisher=Microsoft Research|id=MSR-TR-2015-9}}</ref> در حالی که برخی از [[ریزکنترل‌گر]]<nowiki/>های مورد استفاده در [[سامانه نهفته]] ممکن است فقط چند میلی وات یا حتی به اندازه اندک میکرو وات مصرف کنند. در مقایسه، پردازنده‌های در [[رایانه شخصی|رایانه‌های شخصی]] با مقاصد عمومی، مانند [[رایانه رومیزی]] و [[لپ‌تاپ]]، به دلیل پیچیدگی و سرعت بالاتر، قدرت بیشتری را تلف می‌کنند. این پردازنده‌های ریزالکترونیکی ممکن است به ترتیب ده‌ها وات یا حتی صدها وات انرژی مصرف کنند. از نظر تاریخی، سی‌پی‌یوهای اولیه با [[لامپ خلأ|لامپ‌های خلأ]] پیاده‌سازی شده‌اند، در مرتبه‌ای بیش از [[کیلووات]] انرژی مصرف می‌کنند.

سی‌پی‌یو برای رایانه‌های رومیزی معمولاً از بخش قابل توجهی از توان مصرف شده توسط [[رایانه]] را استفاده می‌کنند. سایر استفاده عمده شامل [[کارت گرافیک|کارت‌های گرافیک]] سریع، که شامل [[واحد پردازش گرافیکی|واحدهای پردازش گرافیکی]]،<ref>{{Cite journal|last=Mittal|first=Sparsh|last2=Vetter|first2=Jeffrey S.|date=2014|title=A Survey of Methods for Analyzing and Improving GPU Energy Efficiency|url=https://www.academia.edu/6644474|journal=ACM Computing Surveys|volume=47|issue=2|pages=1–23|arxiv=1404.4629|doi=10.1145/2636342}}</ref> و [[واحد منبع تغذیه|منبع تغذیه]] هستند.

دلایل مهندسی برای این الگوی وجود دارد.
* برای یک قطعه داده‌شده، کار با [[نرخ کلاک|نرخ ساعت]] بالاتر ممکن است نیاز به توان بیشتری داشته باشد. کاهش نرخ ساعت یا [[مقیاس‌بندی ولتاژ پویا|زیرولتاژسازی]] معمولاً باعث کاهش مصرف انرژی می‌شود. همچنین می‌توان در حالی که [[نرخ کلاک]] یکسان است، [[ریزپردازنده]] را در زیرولتاژ قرار داد.<ref>{{Cite web|url=http://www.anandtech.com/show/5763/undervolting-and-overclocking-on-ivy-bridge|title=Undervolting and Overclocking on Ivy Bridge|first=Ian|last=Cutress|website=anandtech.com|date=2012-04-23}}</ref>
* ویژگی‌های جدید به‌طور کلی به [[ترانزیستور]]های بیشتری احتیاج دارند، که هر کدام از آن‌ها توان مصرف می‌کنند. خاموش کردن ناحیه‌های استفاده نشده موجب صرفه‌جویی در انرژی می‌شود، از جمله در هنگام قطع‌متناوب ساعت.
* به‌صورت طراحی هدفمند مدل پردازنده، ترانزیستورهای کوچک‌تر، ساختارهای ولتاژپایین‌تر و خِبرگی طراحی ممکن است باعث کاهش مصرف انرژی شود.

تولیدکنندگان پردازنده معمولاً دو عدد مصرف توان را برای یک سی‌پی‌یو نمایش می‌دهند:
* ''توان گرمایی نوعی''، که تحت بار عادی اندازه‌گیری می‌شود. (به عنوان مثال، [[میانگین توان سی‌پی‌یو]] [[ای‌ام‌دی]])
* ''توان گرمایی'' ''بیشینه''، که تحت بدترین حالت بار اندازه‌گیری می‌شود

== منابع ==
چندین عامل در مصرف توان سی‌پی‌یو وجود دارد. آن‌ها شامل مصرف توان پویا، مصرف توان اتصال کوتاه و اتلاف توان به دلیل [[نشت (الکترونیک)|جریان‌های نشتی ترانزیستور]] هستند:

<math>P_{cpu} = P_{dyn} + P_{sc} + P_{leak}</math>

مصرف توان پویا از فعالیت [[دروازه‌های منطقی]] در داخل یک سی‌پی‌یو سرچشمه می‌گیرد. هنگامی که دروازه‌های منطقی در حال تغییر وضعیت هستند، انرژی به‌صورت شارژ و دشارژ [[خازن]]<nowiki/>ها داخلی آن‌ها، جریان می‌یابد. توان پویای مصرف شده توسط یک سی‌پی‌یو تقریباً با فرکانس سی‌پی‌یو و [[مربع (جبر)|مربع]] ولتاژ سی‌پی‌یو متناسب است:<ref>{{Cite web|url=ftp://download.intel.com/design/network/papers/30117401.pdf|title=Enhanced Intel SpeedStep Technology for the Intel Pentium M Processor (White Paper)|date=March 2004|accessdate=2013-12-21|publisher=[[اینتل|Intel Corporation]]|archiveurl=https://web.archive.org/web/20150812030010/http://download.intel.com/design/network/papers/30117401.pdf|archivedate=2015-08-12}}</ref>

: <math>P_{dyn} = C V^2 f</math>

در این‌جا {{Mvar|C}} بار خازنی کلیدزنی است، {{Mvar|f}} فرکانس است و {{Mvar|V}} ولتاژ است.<ref>Jan M. Rabaey; Massoud Pedram; editors.
[https://www.google.com/books/edition/Low_Power_Design_Methodologies/9IzuBwAAQBAJ "Low Power Design Methodologies"].
2012.
p. 133.</ref>

== جستارهای وابسته ==
{{چندستونه|colwidth=20em}}
{{چپ‌چین}}
* [[Autonomous peripheral operation]]
* [[Advanced Configuration and Power Interface]] (ACPI)
* [[Glitch removal]]
* [[Green computing]]
* [[IT energy management]]
* [[List of CPU power dissipation]]
* [[Low-power electronics]]
* [[Moore's law]]
* [[Overclocking]]
* [[Power analysis]]
* [[Power dissipation]]
* [[PowerTOP]]
{{پایان چپ‌چین}}
{{Div col end}}

== منابع ==
{{پانویس|چپ‌چین=بله}}

== برای مطالعهٔ بیشتر ==
{{چپ‌چین}}
* {{Cite journal|last=Weik|first=Martin H.|date=1955|title=A Survey of Domestic Electronic Digital Computing Systems|url=http://www.computerhistory.org/collections/DocumentArchive/Documents/Books/Ballistic%20Research%20Lab%20surveys%20of%20computers/BRL%20Weik%20Report%201955/BRL.html|publisher=United States Department of Commerce Office of Technical Services|archive-url=https://web.archive.org/web/20060109112843/http://www.computerhistory.org/collections/DocumentArchive/Documents/Books/Ballistic%20Research%20Lab%20surveys%20of%20computers/BRL%20Weik%20Report%201955/BRL.html|archive-date=2006-01-09}}
* http://developer.intel.com/design/itanium2/documentation.htm#datasheets
* http://www.intel.com/pressroom/kits/quickreffam.htm
* http://www.intel.com/design/mobile/datashts/24297301.pdf
* http://www.intel.com/design/intarch/prodbref/27331106.pdf
* [http://www.via.com.tw/en/products/processors/c7-d/ http://www.via.com.tw/fa/products/processors/c7-d/] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150910025656/http://www.via.com.tw/en/products/processors/c7-d/ |date=۱۰ سپتامبر ۲۰۱۵ }}
* https://web.archive.org/web/20090216190358/http://mbsg.intel.com/mbsg/glossary.aspx
* http://download.intel.com/design/Xeon/datashts/25213506.pdf
* http://www.intel.com/Assets/en_US/PDF/datasheet/313079.pdf ، صفحهٔ ۱۲
* http://support.amd.com/us/Processor_TechDocs/43374.pdf ، صفحات ۱۰ و ۸۰.

{{پایان چپ‌چین}}

== پیوند به بیرون ==
* [http://www.techarp.com/showarticle.aspx?artno=337 مرجع سی‌پی‌یو برای کلیه فروشندگان.] [http://www.techarp.com/showarticle.aspx?artno=337 گره پردازش، اندازه دای، سرعت، توان، مجموعه دستورالعمل و غیره]
* [https://web.archive.org/web/20030602183609/http://users.erols.com/chare/elec.htm مشخصات برقی پردازنده]
* [http://www.sizinglounge.com/ SizingLounge] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150214174319/http://www.sizinglounge.com/ |date=۱۴ فوریه ۲۰۱۵}} ابزار محاسبه آنلاین برای هزینه‌های انرژی سرور
* [http://processorfinder.intel.com/ برای مشخصات مربوط به پردازنده‌های اینتل]
* [http://www.realworldtech.com/cool-x86/ ساخت x86 راه‌اندازی سرد]، ۲۰۰۱-۰۴-۱۵، توسط پل دی‌مون
[[رده:توان الکتریکی]]
[[رده:واحد پردازشگر مرکزی]]