寻找处理器的有效开关电容答案

【问题标题】：Finding the effective switched capacitance of a processor寻找处理器的有效开关电容
【发布时间】：2016-01-26 14:34:51
【问题描述】：

我需要使用公式确定处理器的功耗，

P = C*(V^2)*f

其中 C 是有效开关电容，V 是电源电压，f 是处理器频率。有人可以解释一下我在哪里可以找到典型处理器的样本 C 和 V 值吗？我浏览了一些英特尔处理器数据表，但无法弄清楚处理器的典型 C 值。

以下链接对 CPU 功耗进行了一般说明。但是，为了执行此功率计算，我需要知道此 answer 中指定的 CL 值。

谁能给我一些提示或有用的链接，让我可以获取英特尔处理器的值？

【问题讨论】：

强烈反对在 Stack Exchange 上交叉发帖。（这个问题也发布在Electrical Engineering。）
CPU 电源电压可从主板的监控芯片上即时获得。在 Linux 上，安装 lmsensors。在 Windows 上，安装主板制造商的软件，或其他工具，如 CPU-Z。 IIRC，瞬时功率也可用。英特尔 CPU 将晶体管用于将其提供给软件，因此“普通开发人员”可以调整软件以最大限度地降低功耗。我认为 Linux 中的 powertop 可能会显示数字。请注意，某些 CPU（Haswell 和 Broadwell）具有完全集成的稳压器，因此主板提供的电压可提供多个内部轨。
有人在我的一篇文章中发表了关于栅极电容的问题。通过快速搜索，我找到了quite a bit of information，范围从简单的晶体管到超大规模集成电路。

【解决方案1】：

我怀疑您无法以任何有用的方式使用该功率方程来测量现代英特尔处理器的功率。由于现代设计需要，电压要求应该是恒定的。您可以从设计规范中提取实际的电源要求——同样，主板和电源的设计者需要知道这一点。这意味着处理器的电容每时每刻都在变化。虽然这是可能的，但这也可能意味着处理器内部的这种模型是错误的。

我并不是说受人尊敬的 P=C*V^2*f 是错误的，但它可能并不适用。它为您提供（CMOS？）晶体管的功能。虽然您可以通过乘以处理器中的晶体管数量（接近 5.5B）来放大它，但我确信这离题太远了。现代英特尔处理器的功率可能随时变化至少几个数量级。

作为一组有趣的练习，(1) 从规范中获取最大和最小功率要求，并计算所需的 C（与方程中的 P 成线性关系）； (2) 获得使用现代英特尔处理器技术的一个交换设备的规格，并将其乘以此类设备的数量 (>5.5B) 以获得“所需”功率。

【讨论】：

现代 CPU 在节能方面确实走极端。电源门控意味着被切换的晶体管数量从微秒变为微秒。（实际上是在执行单元中从时钟到时钟，具体取决于工作负载。）您可以测量瞬时开关电容，但芯片的不同部分在不同的电压下运行。漏电可能是不可忽略的，我忘了。所以我同意，你可以为C 想出的任何数字都是毫无意义的。
@Taylor：感谢您的回答。你认为一个派生的eq。如果我知道给定时间内各个 CPU 指令的数量，以上所述不适用于估计进程的功耗？
不幸的是，不是。正如彼得所说，当不那么活跃时，他们电路的处理器/核心/非核心电源门部分等等。此外，p 状态是用于在运行时降低功率的电压/频率对。如果您想了解更多信息，请查看此article。