Was ist Cool&Quiet?

Moderne CPUs sind nicht nur Hitzköpfe, sie verbraten im Betrieb auch ordentlich Energie. Zwar greift das Betriebsystem dank des HALT-Signals sowie die Hardware dank diverser Idle-States hier etwas ein, und schickt die CPU bei Inaktivität schlafen, doch selbst in diesem "Idle" (Ruhe) genannten Zustand verbrutzeln aktuelle CPUs durchaus zwischen 30 und 40 Watt an Energie.

Cool′n Quiet wurde von AMD ersonnen, hier Abhilfe zu schaffen. Bei niedriger Last wird die CPU durch CnQ um bis zu 2/3 heruntergetaktet und die VCore gesenkt. Dies spart Energie und verschafft dem PC-Inneren Kühlung.

Kleiner Exkurs über Stromverbrauch und Thermik

Wer in Physik aufgepasst hat weiß es noch:

Die Elektrische Leistung ist das Produkt aus Spannung und Stromstärke: P = U * I
Diese wiederum wird in Volt-Ampere (VA) oder auch schlicht in Watt (W) gemessen.

Will man also "Strom" sparen, so würde es etwas bringen, die Spannung, oder die Leistungsaufnahme zu senken.
Es folgt wieder eine meiner berühmten Milchmädchenrechnungen!

Beispiel: eine Athlon64-CPU (So754; Newcastle-Kern): Sie wird mit 1,3 - 1,5 Volt betrieben (Die sog. VCore). Unter Last kann so ein Athlon64 3200+ (2,0 Ghz) je nach Modell immerhin satte 89 Watt (TDP-Angabe des Herstellers) an Leistung verbrutzeln.

Entsprechend kann ich also rechnen
89W = 1,5V * I
Daraus ergibt sich
I = 89VA/1,5 V = 59,33 A
benötigte Stromstärke.

Daraus kann man schlussfolgern: Je höher die Spannung, desto weniger Ampere benötigt eine CPU und umgekehrt.

Immer geringer werdende Strukturbreiten wiederum benötigen immer weniger Spannung, da es ansonsten zur sogenannten "Elektronenmigration" (EM) kommt. Dies bedeutet, dass sich, bedingt durch das anliegende Elektrische Feld, Teilchen einer Leiterbahn an einer bestimmten Stelle anlagern,ähnlich wie Sand an den Mäandern eines Flusses. Auf kurz oder Lang entsteht so eine Brücke, welche die Schaltung zerstört.

Immer kleiner werdende Spannungen erforden also, will man die Elektrische Leistung auf einem Niveau halten, dass die Stromstärken größer werden. Tatsächlich steigt sogar der Anspruch an elektrischer Leistung durch die wachsenden Transistorzahlen.

"Abwärme entsteht dann, wenn Arbeit verrichtet wird", so der Satz meines Physiklehrers in der 5. Klasse.Im Falle einer CPU ist die Länge der Leiterbahnen so groß, dass im Grunde alle anfallende Energie in Wärme umgesetzt wird. Man kann also die Differenz zwischen elektrisch aufgebrachter Leistung und Wärmeleistung fast vernachlässigen und sagen: dP = P oder auch TDP = Abwärme.

Diese kleine "Unexaktheit" kann man sich schon deshalb leisten, da man für das Design einer Kühllösung oder aber auch beim Bemessen des maximalen Stromverbrauchs eh immer vom Spitzenwert (Worst-Case) ausgeht. Trotzdem hat CnQ auch auf die Temperaturen einen positiven Effekt, denn während im Idle-Status ohne CnQ im dümmsten Falle immer noch etwa die Hälfte der TDP als Abwärme rausbläst (bei einem Athlon64 mit 2,0 Ghz etwa 45 Watt), kann man bei aktiviertem CnQ und Idle-Status von weniger als 20 Watt ausgehen.

Unter WindowsXP jedoch kann man diese Angabe wieder halbieren. Ergo: Sogar die Wahl des Betriebsystems hat Einfluß auf die Abwärme! Lässt man den Idle-Modus ausser Acht bedeutet dies ein Unterschied von gut 65%! Da sich die Wärme im Gehäuse staut, kann also hiermit die Gehäuseinnentemperatur signifikant gesenkt werden (es sei denn man prügelt seine CPU über Stunden auf Vollast). Bei moderneren Athlon64-CPUs ist CnQ noch deutlich effektiver.

Dies nun wiederum lässt einige Aussagen zu.

1. Steigt die Anzahl der Transistoren, benötigt man (logisch) mehr Energie bzw. Leistung.
2. Mit steigender Anzahl der Transistoren und Verringerung der Strukturbreiten, wird die Schaltung anfälliger auf das EM-Problem. Darum muß die Spannung sinken.
3. Mit sinkender Spannung kann man jedoch nur noch auf dem Wege der überproporzional steigenden Stromstärke die notwendige Energie zum Betrieb des Prozessors gewinnen.
4. Mit steigendem Takt steigt der Energiebedarf allgemein.

Diese 4 Fakten stellen enorme Ansprüche an die Qualität von Netzteilen und Spannungswandlern.