Da pitam i ja nešto Možda je pitanje glupo i samo pokazuje moje nepoznavanje problematike. Dakle, pitam se sledeće: ako uzmemo da je napon na kom radi procesor 1.6V i njegova snaga (disipacije) neka bude.... 70W, prostom računicom I=P/U dobijamo da je potrebna struja od preko 40 ampera, što je, jel, nemoguće da ide kroz onolicke vodove na matičnoj ploči. U čemu je onda "kvaka"? 

ne postoji glupo pitanje, ali postoji komplikovan odgovor...

ne znam da li ce ti biti jasnije posle ovog teksta, ali nije zgoreg procitati...naglasak na zadnji pasus, posto mislim da je to ono sto tebe interesuje...

Jedan od najvećih problema s kojima se suočavaju dizajneri u razvoju modernih procesora jeste potrošnja električne energije („power dissipation” ili „power consumption”). Utrošena energija pretvara se u toplotu koja ima veoma nepoželjne efekte i može da dovede do katastrofalnih posledica ukoliko se ne kontroliše. Na primer, moderni procesori troše preko 50 W pri maksimalnom opterećenju. Athlon na 1,2 GHz troši 76 W, a Pentium 4 na 1,4 GHz troši 55W). Uzevši u obzir da je veličina procesorske pločice veoma mala (na primer, Intel Pentium III je 106 mm2, a Athlon 117 mm2), gustina toplote je mnogo veća nego, recimo, na ringli šporeta koja radi punom snagom! Naravno, procesor neće da radi na istoj temperaturi kao ringle pošto se neprestano hladi preko malih ventilatora. Međutim, bez intenzivnog i neprestanog hlađenja procesor bi se jednostavno istopio! Problem potrošnje struje nalazi se u prvom planu i ostaće jedan od najvećih problema zbog toga što iz Murovog zakona sledi da će potrošnja električne energije morati da raste, pošto raste i broj tranzistora u procesoru. Jasno je da, iako možemo da zamislimo procesore sa, recimo, 100 puta više tranzistora (kao što smo videli, broj tranzistora se do sada u istoriji povećao više hiljada puta), u tehnologiji koja je trenutno dostupna nemoguće je napraviti procesor koji bi trošio 100 puta više električne energije, tj. 5500 W, što bi inače bilo kao šporet sa svim ringlama i rernom uključenom punom snagom u isto vreme! Naravno, postoje metodi kojima se utiče na potrošnju. Najefektniji način smanjivanja potrošnje je preko smanjenja napona napajanja. Formula za potrošnju električne energije procesora je

P = CU^2f

tj. potrošnja je direktno srazmerna ukupnom parazitnom kapacitetu tranzistora koji menjaju nivoe signala („switched capacitance”), kvadratu napona napajanja i frekvenciji. Zbog kvadratne zakonitosti, ukoliko npr. duplo smanjimo napon napajanja, potrošnja će se smanjiti četiri puta! Zbog toga postoji težnja da se napon napajanja smanji što je više moguće, ali donja granica je određena nivoima električnih šumova („noise margin”) u procesoru.

Drugi bitan problem vezan je za jačinu struje koju procesor „vuče”. Na primer, procesor koji troši 60 W sa naponom napajanja 1,5 V vući će čitavih 40 A! Ako to uporedimo s našim primerom (šporetom), on će pod punom snagom povući oko 30 A, 25% manje! Isporuka ovoliko jake struje predstavlja veoma važan problem koji mora da se reši detaljnim i pažljivim dizajniranjem. Pored jačine struje, problem je i u brzini promena. Pošto procesor izvršava razne instrukcije u svakom ciklusu, a te instrukcije imaju različitu potrošnju, jačina struje se drastično menja iz ciklusa u ciklus. Da bismo uvideli prirodu ovog problema, moramo uzeti u obzir da ciklus procesora frekvencije 1 GHz traje samo 1 ns (nanosekundu, milijarditi deo sekunde). Električni zakon koji određuje ovaj problem (napon na induktivitetu) je

U = L di/dt

Ukoliko zamislimo slučaj da procesor naglo promeni struju iz jednog do drugog ciklusa, recimo za 50%, di/dt (tj. promena struje u jedinici vremena) je 40 A x 50% / 1 ns = 20 milijardi ampera u sekundi! Zbog ovako ogromnih brzina promene dovoljno je da parazitna induktivnost bude veoma mala: npr. 1 mm najobičnije žice u vazduhu ima parazitnu induktivnost oko 0,1 nH, tj. 1 desetomilijarditi deo henrija (jedinice za induktivnost). Ukoliko ovu vrednost zamenimo u gornjoj formuli dobijamo da je U = 2 V, koliko iznosi napon napajanja! Možda zvuči komplikovano, ali to u stvari znači da pod ovim uslovima procesor ne može da dobije nikakav napon napajanja ma kako dobar bio naponski izvor, pošto će ceo napon „ostati” na malim žičicama kojima se struja dovodi do procesora. A teško da će žice biti kraće od jednog milimetra.

Na prvi pogled, ovaj primer deluje potpuno neverovatno: kako je moguće da procesor ne može da se napaja, kada znamo da moderni kompjuteri rade bez problema? Iznenađujući odgovor nalazi se u tehnici koja mora da se koristi u modernom dizajnu. Ona se sastoji u korišćenju velikih kondenzatora unutar samog čipa koji rade kao „rezervoari”. Drugim rečima, u uslovima brzih promena procesor ne dobija nikakvu energiju spolja (pošto je nemoguće da se ona toliko brzo isporuči), već koristi energiju uskladištenu unutar samog čipa. Tokom normalnog rada ovi kondenzatori se napune do napona napajanja. Ova tehnika zove se tehnika skladišnih kondenzatora („decoupling capacitors”) i apsolutno je neophodna u modernom dizajnu. Za unutrašnje rezervoare koriste se prazni delovi čipa, na primer delovi koji nemaju drugih funkcija. Pored korišćenja unutrašnjih rezervoara, sistem za raspodelu napajanja namerno se dizajnira se tako da se za napajanje koristi što veći broj pinova (nožica) na čipu.

Stvarno komplikovano, ali svaka cast! 

velika amperaza moze bez problema da se stvori i na malim naponima

@Bane, ucio si primenu Darlingtonovog spoja, svuda se primenjuje

Hvala na odgovorima, poučni su i našao sam odgovor 


@BG
Znam da može da se stvori velika ampraža na malim naponima, veća nego na velikim, pitanje je bilo kako isporučiti toliku konstantnu struju preko tankih vodova.
Ovo za Darlingtonov spoj i procesor baš i ne razumem. On jeste da ima veliko pojačanje ali ne stvara veću struju od onih koje uviru u njega