Por qué su placa base tiene CPU Power 1 y CPU Power 2

Jun 11, 2023

Las placas base, las fuentes de alimentación y las CPU pueden resultar confusas.

Compraste una placa base nueva que podía llevar tu CPU al límite, pero cuando la abriste, viste algo fuera de lo común. En lugar de un único conector de CPU, su placa base venía con dos conectores de CPU.

Entonces, ¿por qué tu placa base tiene un conector de CPU adicional? ¿Puede ayudarle a llevar su sistema al límite? Bueno, averigüémoslo.

Antes de comprender por qué su placa base tiene dos conectores de alimentación de CPU, es importante comprender cómo se transmite la energía a su CPU. En pocas palabras, la electricidad viaja desde la toma de corriente hasta la CPU, pero la corriente de su toma no se puede utilizar para alimentar los componentes electrónicos de su computadora. Por lo tanto, su sistema tiene una unidad de fuente de alimentación (PSU).

El objetivo principal de la fuente de alimentación es convertir la corriente alterna (CA) recibida del enchufe en corriente continua (CC). Esta corriente puede alimentar los distintos componentes de su placa base. Dicho esto, los componentes de su placa base tienen diferentes requisitos de energía.

Para resolver este problema, la fuente de alimentación tiene varios conectores de salida diseñados para alimentar diferentes componentes electrónicos de la placa base. Estos conectores suelen suministrar 12 V, 5 V y 3,3 V.

Uno de estos conectores alimenta la CPU y ofrece un voltaje de 12 voltios. Sin embargo, no se puede utilizar para alimentar la CPU directamente, ya que voltajes tan altos quemarían los transistores. Por lo tanto, la energía recibida del conector de la CPU se envía a los Módulos Reguladores de Voltaje. Estos módulos traducen los 12 voltios recibidos de la fuente de alimentación a un rango de 1 a 1,5 voltios, que luego alimentan su CPU.

El conector de la CPU es responsable de entregar energía a la CPU. Si esta potencia es insuficiente, la CPU no podrá ofrecer su máximo rendimiento.

Entonces, ¿cuánta potencia puede entregar un conector de CPU?

Bueno, depende de la cantidad de pines que venga con tu conector. Una mayor cantidad de pines permite que el conector entregue más energía. La mayoría de las placas base vienen con un conector de cuatro pines o un conector de ocho pines, pero en algunos casos, las placas base pueden usar dos conectores, como dos conectores de ocho pines o un solo conector de ocho pines y uno de cuatro pines.

El conector de cuatro pines de su placa base viene con dos pines de 12 voltios y dos de tierra, mientras que el conector de ocho pines tiene cuatro pines de tierra y cuatro de 12 V. Cada uno de los pines de un conector es capaz de entregar una corriente máxima de 7 amperios. Dados los 12 voltios suministrados por los pines y la corriente de 7 amperios, un solo par de conectores puede entregar 84 vatios (12*7) de potencia. Por lo tanto, un conector de cuatro pines puede entregar 168 vatios (84*2), mientras que un conector de CPU de ocho pines puede entregar 336 vatios.

Usando la misma lógica, podemos concluir que dos conectores de CPU de ocho pines pueden entregar 672 vatios de potencia, mientras que una configuración de ocho pines y otra de 4 pines pueden entregar 504 vatios.

La CPU de su sistema realiza tareas encendiendo y apagando interruptores. Estos interruptores se conocen como transistores, y la velocidad a la que estos transistores cambian define el rendimiento que ofrece su CPU. Conocida como frecuencia de reloj, la velocidad de conmutación del transistor también define el consumo de energía de su CPU. Por lo tanto, si su CPU funciona a frecuencias altas, consumirá más energía, mientras que frecuencias más bajas reducirán el consumo de energía de su CPU.

Debido a esto, el consumo de energía de una CPU es variable y depende de la frecuencia de ejecución de su procesador, que está definida por la carga de trabajo de su CPU.

Como se explicó anteriormente, la CPU no consume energía constante del conector de la CPU. En cambio, el consumo de energía varía según la frecuencia del reloj. La mayoría de las CPU tienen dos frecuencias de CPU distintas: la frecuencia de reloj base y la frecuencia turbo. Cuando el procesador no realiza tareas computacionales intensivas, funciona a la frecuencia base y consume menos energía. Por el contrario, cuando el sistema se lleva al límite, aumenta la frecuencia hasta la frecuencia turbo.

Por ejemplo, el procesador insignia de Intel, Core i9-13900k, ofrece una frecuencia base de 3 GHz en sus núcleos de rendimiento y consume 125 vatios de potencia. Sin embargo, este número aumenta a 253 vatios cuando la frecuencia sube a 5,80 GHz (su velocidad máxima de reloj). Además, tecnologías como Thermal Velocity Boost y Adaptive Boost aumentan la frecuencia del reloj en múltiples núcleos cuando se cumplen las condiciones de temperatura del procesador y consumo de corriente, lo que aumenta la energía que consume un procesador.

Los números de consumo de energía anteriores no consideran el overclocking, y el consumo de energía de los procesadores puede aumentar exponencialmente cuando el overclocking está habilitado.

En el otro lado del espectro, procesadores como el Intel Core i3-13100 consumen de 60 a 89 vatios de potencia mientras funcionan en frecuencias base y turbo, respectivamente. Por lo tanto, si nos fijamos, las CPU pueden consumir entre 60 y 250 vatios según sus capacidades computacionales y su potencia de diseño térmico (TDP).

Como se explicó anteriormente, una CPU de alta gama puede consumir 253 vatios, mientras que un conector de 8 pines puede entregar 336 vatios. Por tanto, si nos fijamos, un único conector de CPU es suficiente para cualquier CPU (excepto unidades de servidor de gama alta, estaciones de trabajo, etc.).

Pero hay un problema con esta configuración. Verá, los cables que suministran energía a su CPU durante las cargas máximas transportarán siete amperios cada uno. Debido a esto, un conector de 8 pines con cuatro pines de 12 voltios consumirá un total de 28 amperios, y corrientes tan altas generarán mucho calor. Para poner las cosas en perspectiva, el calor generado en un conductor por el que circula corriente es proporcional al cuadrado de la corriente que fluye a través de él.

Por lo tanto, para evitar un calentamiento excesivo debido al alto flujo de corriente, la fuente de alimentación de factores de forma de la plataforma de escritorio de Intel [PDF] recomienda dividir la corriente en rieles de 12 voltios cuando la corriente supera los 20 amperios.

Para cumplir con estos requisitos, las placas base vienen con dos conectores de CPU, ya que las CPU de alto rendimiento pueden consumir corrientes superiores a 20 amperios cuando se las lleva al límite.

Existen varias ventajas de tener una placa base con dos conectores de alimentación de CPU. A continuación se detallan las ventajas que ofrecen estos conectores adicionales:

Un conector de CPU dual en su placa base puede generar hasta 672 vatios de potencia. Aunque una CPU moderna no requiere tanta energía, un conector de CPU dual puede ayudar a suministrar energía de una manera más estable.

Por lo tanto, se recomienda una placa base con conectores de CPU duales si desea llevar una CPU de alta gama al límite mediante overclocking. Por otro lado, si utilizas una CPU de gama media que no necesita grandes cantidades de energía para funcionar, una placa base con un único conector debería ser suficiente.

Nischay es un graduado en ingeniería electrónica y de comunicaciones con una habilidad especial para simplificar la tecnología cotidiana. Ha estado haciendo que la tecnología sea fácil de entender desde 2020, trabajando con publicaciones como Candid.Technology, Technobyte, Digibaum e Inkxpert. Además, a Nischay le encanta la tecnología automotriz y ha trabajado como ingeniero en Stellantis durante los últimos dos años. Tiene un conocimiento experto sobre las características que hacen que los automóviles actuales sean más seguros y fáciles de conducir.