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CMOS 반도체의 회로의 전력 소모량 P는 아래와 같이 표시된다.
P = C×f×V²- C: 회로의 정전 용량
- f: 동작 주파수
- V: 공급 전압
→ 쉽게 말해 반도체의 전력 소모는 주파수에 비례하고 전압의 제곱에 비례한다.
- 요즘나오는 반도체(RAM, CPU등등)는 CMOS 로만 제조하지 않지만, 위식을 대입할 수 없는 건 아니다. 전력 절감을 위해서는, 동작주파수를 10% 떨어뜨리는 것 보다, 전압을 10% 떨어뜨리는게 더 효율적이라는 의미다.
- 반도체에서 소비된 전력은 모두 열로 변환된다. 발생할 열을 모두 식혀야 CPU가 지속적으로 작동할 수 있다. 'CPU의 모든 회로'가 작동할 때 발생하는 열을 식히기 위해 설계해야하는 쿨러의 쿨링 용량이 CPU의 TDP(Thermal Design Power, 열 설계 전력)다. 그리고 소비 전력이 모두 열로 전환되는 점을 고려하면 TDP가 곧 최대 소비전력과 비슷한 셈이다. 단 'CPU의 모든 회로'가 작동하는 경우는 없으므로 실질적인 최대 소비전력은 TDP보다 작다. (TDP의 80~90% 정도다) 게다가 요즘 CPU는 유휴 시간에 전력을 차단하는 기술을 가지고 있기 때문에, 평균적으로 실제 소비되는 전력은 훨씬 낮다. 125W TDP를 가진 CPU를 사용해도, 1시간 동안 인터넷 서핑 할때 실 소비 전력은 30W정도다.
- CPU를 오버할 때 전압을 높이고 클럭을 높이면 소비전력이 급격히 높아지며, 그만큼 발열도 많아지기 때문에 좋은 쿨러를 사용해햐 한다. 특히 동작 안정화를 위해 전압을 높이면 소비전력이 더 많이 올라간다.
