Sous-frequencage

Sous-frequencage

Sous-fréquençage

Le sous-fréquençage d'un processeur consiste à une diminution de sa fréquence de fonctionnement, par opposition au surfréquençage ou surcadencement.

Cette technique permet de diminuer la consommation électrique et donc la production de chaleur. Cela permet aussi de diminuer la tension d'alimentation en dessous de valeurs minimales conseillées par le fabriquant du CPU tout en restant stable.

Cette solution est en général utilisée par les personnes voulant un ordinateur silencieux (et/ou avec une faible consommation électrique comme par exemple un système embarqué). On diminue le besoin de ventilation du CPU. Si la baisse est vraiment significative, il est même possible de se passer de ventilation.

Stabilité

La stabilité ne peut être garantie à partir d'un certain seuil de tension. Les systèmes digitaux comme les ordinateurs utilisent des normes comme TTL (transistor-transistor-logic). On distingue alors deux valeurs : haut '1' et bas '0'. L'appartenance à une de ces deux classes dépend de la tension et de marges qui varient selon que l'on évalue une entrée ou une sortie. Ces marges permettent d'assurer une certaine tolérance au bruit. Dans le cas d'une sortie en TTL, celle-ci doit fournir une tension d'au moins 2.7 V pour garantir la stabilité d'un signal "haut". Entre 1V et 2.7V, le signal est considéré comme métastable et ne peut être discriminé. En dessous de 0.5V, nous avons un signal basse tension correspondant à un '0'. Pour une entrée, les marges sont différentes : de 2 à 5V pour une entrée haute, entre 0 et 0.9V pour une entrée basse. Toutefois, ces seuils sont "idéaux". Dans la réalité, les portes logiques utilisées ont une marge d'erreur qui s'inscrit à l'intérieur des marges édictées dans les normes. On peut donc avoir un circuit à 2.55V qui ne donnera pas un '1' parfait.

A noter que TTL n'est pas la seule norme en la matière, il existe d'autres familles de tension (CMOS, ETL, BTL, etc.)

Résumé des différents types de tensions en digital

La modification du voltage peut entrainer également des modifications sur le bon fonctionnement des bus et de la mémoire vive.

Résultats de tests

Un pentium prévu pour fonctionner à 150 Mhz sous 3.3V s'est révélé stable sous 2.7V à 90Mhz. Mais à 2.6V, il produit des erreurs (compression/decompression par exemple). Au dessous de 2.55V, il ne démarrait plus (testé sur une carte mère TxPro II).

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