Stai assumendo che la dissipazione di potenza sia direttamente correlata alla frequenza di clock. È vero ma c'è di più.

Supponiamo che io abbia questo chip A in cui solo il 10% dell'area del chip (dimensione del die) funziona alla massima frequenza di clock. Rispetto a un chip B di dimensioni uguali in cui il 100% dei circuiti funziona con una frequenza di clock elevata, il chip A dissiperebbe solo circa 1/10 della potenza dissipata dal chip B.

Il mio punto: non solo la frequenza di clock è importante, ma anche quanto del chip funziona effettivamente a quella frequenza di clock.

Per un chip DRAM (i DIMM per PC usano DRAM) la maggior parte dell'area del chip è costituita da celle DRAM (ovviamente) e queste vengono eseguite a una velocità significativamente inferiore rispetto alla frequenza di clock esterna. Il controller DRAM accede ai chip in parallelo e in sequenza in modo che questa velocità inferiore sia in qualche modo compensata dal parallelismo.

Su una CPU una parte molto più grande dei circuiti funziona effettivamente alla massima frequenza di clock (a seconda di quanto è occupata la CPU, ovviamente) quindi è destinata a dissipare molta più potenza di un chip DRAM dove solo una piccola parte del chip funziona molto velocemente.

I DIMM non dissipano la stessa potenza di una CPU, quindi non hanno bisogno dello stesso raffreddamento.Inoltre, la potenza dissipata dalla memoria e dai chip di controllo è molto più distribuita fisicamente.

La dissipazione di potenza può essere approssimativamente proporzionale alla frequenza di clock, ma quella costante di proporzionalità è abbastanza diversa tra una CPU e una memoria.La CPU ha molti più transistor e gate che commutano alle transizioni di clock rispetto alla memoria.

Ricorda che per CMOS, nel momento in cui la corrente è più o meno proporzionale alla velocità di clock, la corrente dominante carica e scarica tutti i piccoli condensatori parassiti sulle uscite di ogni gate.Se hai meno gate che cambiano stato, la corrente è inferiore, il che si traduce in una dissipazione inferiore alla stessa frequenza di clock.

È necessario un dissipatore di calore se il componente produce più calore di quello che può dissipare attraverso il proprio pacchetto. Il calore è l'elettricità convertita in una variazione di temperatura di una certa massa

Ora, in una moderna CPU, ciò che utilizza l'energia elettrica è principalmente il processo di commutazione di un transistor. Ogni singola commutazione a transistor costa energia e quanto più velocemente deve avvenire la commutazione aumenta la quantità di energia per commutazione.

Ora, per ogni ciclo di clock, la tua CPU fa cose molto complicate come moltiplicare numeri, caclulare indirizzi, speculare su cosa potrebbe calcolare la prossima operazione prima che avvenga effettivamente e così via. Queste operazioni portano a molti transistor che cambiano contemporaneamente.

Un chip DRAM (come quello sui tuoi DIMM) è diverso in quanto non ci sono operazioni complesse da fare - è solo memoria, il che significa che fondamentalmente deve cambiare circa (lunghezza parola) × (bit di indirizzo di memoria) - quindi , in realtà, meno di 2000 transistor per un singolo chip (c'è un po 'di overhead di decodifica di indirizzi e comandi, ma è molto "carino" rispetto alla complessità di una CPU). Certo, le cose che questi transistor commutano richiedono più energia (perché quella carica e scarica condensatori relativamente grandi, la cui carica è il bit effettivo), ma sono davvero solo pochi transistor.

Quindi, anche la DRAM deve essere periodicamente aggiornata, ma ciò avviene solo ogni pochi millisecondi, quindi solo ogni paio di milioni di cicli di clock della memoria e quindi non contribuisce notevolmente al consumo energetico complessivo.

Alcuni tipi di DIMM hanno (e necessitano) di dissipatori di calore.Mentre quelli su memory stick orientati ai giocatori sono principalmente per motivi di design / spettacolo, ci sono ad es.FBDIMM per server che, a causa della loro diversa architettura, richiedono molta più potenza (gli ultimi che ho usato erano all'incirca a 10 W per stick) e quindi necessitano di una capacità di raffreddamento maggiore di quella che può fornire il semplice pacchetto di chip di plastica.

La DRAM è costruita da porte e condensatori.Pensa ai bicchieri d'acqua, alcuni vuoti, altri pieni.Versa un po 'd'acqua e riempila periodicamente man mano che evapora.

La cache della CPU è composta da flip-flop.Pensa a rubinetti pieni di acqua fredda o calda.Non è necessario ricaricare, ma consumano molta acqua (energia).

A causa di questa differenza, i chip DRAM di solito non hanno bisogno di dissipatori di calore (non molta perdita di energia) ma la CPU sì.Tieni presente che la CPU esegue anche i calcoli (un altro set di manichette antincendio) che contribuiscono al calore.