Podemos dividir las pérdidas en la lógica FET (todos los procesadores se fabrican en lógica FET) en categorías:
- las pérdidas estáticas, es decir, las corrientes de fuga,
- pérdidas de conmutación.
La razón es sencilla: Como utilizan FETs, los transistores no necesitan que fluya ninguna corriente por su puerta para controlar la salida. Por lo tanto, los transistores no utilizan ninguna corriente, aparte de fuga .
Sin embargo, al conmutar, la carga en el condensador de la puerta de un FET tiene que cambiar, lo que significa que tiene que fluir una corriente. Como las resistencias son distintas de cero, con P=V-I y la ley de Ohm, se deduce que P = I²-R.
Para conmutar más rápido, es decir, para tener una mayor frecuencia de reloj, necesitas tener una mayor corriente que fluya hacia dentro (simple: un condensador de puerta expuesto a un mayor voltaje se carga más rápido, como cualquier otro condensador; la corriente es la cantidad de carga por tiempo) o hacia fuera de los condensadores de puerta cada ciclo de reloj. Por lo tanto, I es (¡al menos!) proporcional a f, I = µ-f.
Por tanto, P = I²-R = µ²-f²-R.
µ y R son las constantes materiales/estructurales de su tecnología de semiconductores (esto es un poco simplificador, pero realmente no importa si las pérdidas son puramente óhmicas o también tienen potencias más altas de los voltajes involucrados aquí).
Por lo tanto, P es proporcional al cuadrado de la frecuencia, como mínimo.
Por eso, la generación de procesadores Pentium IV, diseñada para alcanzar una velocidad de reloj increíble, consumía mucha energía.
