home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #27 / NN_1992_27.iso / spool / comp / sys / mac / hardware / 21636 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-11-15  |  5.9 KB

  1. Path: sparky!uunet!spool.mu.edu!sol.ctr.columbia.edu!hamblin.math.byu.edu!yvax.byu.edu!physc1.byu.edu!seth
  2. Newsgroups: comp.sys.mac.hardware
  3. Subject: About IIsi upgrade heat...
  4. Message-ID: <1992Nov15.190901.202@physc1.byu.edu>
  5. From: seth@physc1.byu.edu
  6. Date: 15 Nov 92 19:09:01 -0700
  7. Distribution: world
  8. Organization: Brigham Young University
  9. Lines: 78
  10.  
  11. Hi. I have been doing some thinking about some of the responses posted here 
  12. about the IIsi myself, and I would like to address the heat problem. In a 
  13. response posted just a few back from this response (I forget the guy's name)
  14. He asked the question of whether (or why) extra heat is generated. I don't
  15. understand why it is IF it is. First, let me clarify one thing: I am a physics
  16. student and not an EE guru, so I don't claim to know all kinds of chip stuff,
  17. but I do know a bit of physics that is involved.
  18.     Ok, so with the introductions out of the way, here's my opinion...
  19.     When you increase the clock speed to 25 MHz, which is a 25% increase
  20. in clock speed, you are NOT increasing the current through the chip by 25%,
  21. as has been stated by several people in regards to the IIsi "upgrade". If it
  22. did, the power would not go up 25%, as has also been stated by several people.
  23. Since the formula for power is P=I^2*R, a current that was 1.25% of the
  24. original current would produce an increase of (1.25)^2=1.563%. I seriously 
  25. doubt that this is happening. Now, why have I said that the current does not
  26. increase by 25%? Having a clock speed of 20 MHz means that in one second there
  27. are 20 million cycles of "on-off" or whatever the chip sees as one pulse. This
  28. means that each cycle lasts 1/2000000 of a second, and with a certain fraction
  29. of a second where current flows and a certain fraction where it doesn't (or
  30. whatever a complete clock cycle is composed of). With an increase in clock 
  31. speed from 20 MHz to 25 MHz, you do not see an increase in current of 25%
  32. because we are NOT looking at an increase of 5 million clock cycles PLUS the
  33. original 20 million clock cycles EACH OF 1/2000000 of a second duration. We
  34. are really looking at an increase of 5 million clock cycles AND A REDUCTION
  35. in the period of each clock cycle. What this means is that we are NOT making
  36. one second any longer by increasing our clock speed; we are making our clock 
  37. cycles shorter so that we can fit 5 million more of them into every second.
  38. This means that each clock cycle will produce heat for a SHORTER amount of
  39. time, and that therefore even though there are 5 million more clock cycles
  40. you end up with no more heat than before. I am sorry that I am bad at
  41. explaining this. I hope that some EE freakmo who can explain it better than
  42. me will write in and do so. Now, there is more. I have no idea what the
  43. increase in clock speed will do to the impedance of the chip. A circuit 
  44. consisting of capacitors and inductors and such has inductance, which like
  45. resistance affects how much current flows through a circuit for a given voltage
  46. drop. I don't know much about this stuff, as my last electronics (read: my
  47. ONLY electronics class) was quite a while ago, but I do know that how well an
  48. ac signal passes through a capacitor varies with frequency. I don't know if
  49. the signal inside a coputer chip is AC or not, but it is possible that some
  50. inductance value of the chip would change with the increase in clock speed, 
  51. and thus change the power dissipated by the chip. I don't know about the
  52. validity of the last couple of statements, so I would appreciate it if some
  53. semicunductor guru would comment on this. I don't care if I get flamed for 
  54. being dead wrong; I would like to know. But, these ideas sound reasonable to
  55. me, so I posted this note to see what kind of response it generates. Now, as
  56. for why a heat sink has allowed some peoples' IIsi's to work under the upgrade
  57. when it did NOT work before, I have a hypothesis. Here goes: In some chips,
  58. manufacturing defects and abnormalities sometimes might result in some current
  59. path in the circuit being too close to another circuit path, resulting in 
  60. more interference with each other. Now, an oscillating current will radiate
  61. radio waves according to physics, so these radio waves might be interfering
  62. with each other or there could be some capacitance thing or any number of
  63. types of interference between the two traces. Now, an increase in frequency 
  64. generally means an increase in power broadcast for radio waves and such, and
  65. it could be that this increase in the radio wave energy pushes the chip over
  66. the edge, to where the interference between traces finally proves fatal for
  67. the chip and you get false signals as a result. Now, a semicunductor does NOT
  68. behave the same as a metal as far as temperature response is concerned. While
  69. in a metal a decrease in temperature causes a decrease in resistance, and thus
  70. an increase in current for a given voltage, in a semicunductor a decrease in
  71. temperature actually results in an INCREASE in resistance, which would result
  72. in less current for a given voltage. So, by decreasing the temperature in the
  73. chip you are also decreasing the current inside the chip, which would 
  74. probably result in lesser interference due to radio wave emission and such, 
  75. which would allow your chip to finally be within its operable range again. Now,
  76. I do NOT know these statements to be true. They are at best educated guesses 
  77. about what could be going on inside the chip. But, they are at least to me
  78. plausible, and I welcome comment by someone who knows more than I. If they are
  79. true, and this really is happening, then it would mean that if you ran a IIsi
  80. pumped up to 25 MHz and HAD to have a heat sink to get it to work, you are
  81. defintely sitting right on the edge of your tolerances, and it won't take
  82. much change in your operating environment to get your machine to have all
  83. sorts of errors. If my machine turns out to be like that when I do the upgrade
  84. I will put the 40 MHz crystal back in and LEAVE the heat sink on. 
  85.     Well, for what it was worth...
  86. Seth Leigh
  87. BYU Physics Dept.
  88.  
  89.