Kā procesora TDP vērtējumi var būt maldinoši

Ja jūs kādreiz esat bijis procesora tirgū, pastāv lielas izredzes, ka jūs, iespējams, esat saskāries ar nelielu reitingu, kas pazīstams kā TDP. Tas ir vērtējums, kas bieži tiek izmests argumentos vai ieteikumos, un tas faktiski tiek diezgan plaši pārprasts. TDP nozīmē “Thermal Design Power”, un tā ir specifikācija, kuru mūsdienās var atrast gandrīz visos procesoros. To mēra “vatos”, un tas ir paredzēts, lai pastāstītu lietotājam par maksimālo siltuma daudzumu, ko procesors sagaida reālistiskā, bet smagas slodzes scenārijā. Divi galvenie procesoru ražotāji - AMD un Intel - šo skaitli plaši izmanto visā mārketinga materiālā.

AMD Ryzen 5 3600XT TDP vērtējums ir 95W

Izpratne par TDP

Tad kāpēc tieši šo TDP reitingu ir tik grūti saprast? Nu, lielākā daļa no tā ir saistīta ar faktu, ka TDP nav stingri reglamentēts reitings. Šo vērtējumu Intel un AMD izmanto, lai atsauktos uz siltuma daudzumu, kas CPU dzesēšanas risinājumam jāizkliedē no CPU, lai tas būtu zem TJmax. Tas TDP definīcijā rada daudz pelēkās zonas, pateicoties CPU Boost algoritmiem ieviestajām variācijām un daudzajiem dzesēšanas risinājumiem.

TDP ir mulsinošs arī tāpēc, ka to reklamē Vatsa. Ieraugot šo vērtējumu vatos, var viegli pieņemt, ka tas attiecas uz jaudas daudzumu, ko procesors ir paredzēts piesaistīt, kas ir maldinošs jēdziens. TDP patiesībā attiecas uz “Siltuma jaudu”, nevis uz “Elektroenerģijas patēriņu”, kas rada jaunu nepareizu priekšstatu parastā pircēja vidū.

Siltums pret jaudu

Pretēji izplatītajam uzskatam, TDP reitings faktiski neattiecas uz maksimālo jaudas daudzumu, ko procesors var iegūt zem slodzes. Tas pat nav elektrības jaudas mērs. TDP ir skaitlis, kuru AMD un Intel “izvēlas”, nevis aprēķina, un tā galvenais mērķis ir noderīgas informācijas un mārketinga apvienojums.

TDP ir skaitlis, kas tiek izvēlēts, lai ļautu dzesētāja ražotājiem izstrādāt dzesēšanas risinājumu, kas spētu noturēt minēto procesoru normālā darba temperatūrā visos parastajos lietošanas gadījumos. Tāpēc tas ir vairāk vērsts uz procesora dzesēšanu, nevis uz jaudu, ko procesors var iegūt noteiktos apstākļos.

Tomēr pastāv saikne starp šeit redzamo siltuma jaudu un faktisko jaudu, ko procesors var iegūt. Kaut arī pats TDP numurs, iespējams, nav tiešs enerģijas patēriņa rādītājs, tas var netieši būt noderīgs, salīdzinot jaudas patēriņu diviem procesoriem, izmantojot to pašu ražošanas procesu un balstoties uz to pašu arhitektūru. Tā kā procesors ar augstāku TDP vērtējumu zem slodzes saražotu vairāk siltuma, iespējams, ka tam ir tendence vairāk enerģijas patērēt arī no barošanas avota. Tādējādi mēs varam teikt, ka skaitļi ir saistīti, taču sakot, ka procesors ar TDP nominālvērtību 95 vati, izmantojot slodzi, patērēs 95 vatus jaudas, ir vienkārši neprecīzi.

Vats ir vats

Neskatoties uz acīmredzamajām atšķirībām starp siltuma jaudu un enerģijas patēriņu, vats joprojām ir vats. Wikipedia vatu definē kā “atvasinātu vienību no viena džoula sekundē, un to izmanto, lai noteiktu enerģijas pārneses ātrumu”. Šī definīcija ir īpaši noderīga, lai izskaidrotu vienības “vats” izmantošanu TDP vērtējumos.

Komponenta piesaistīto jaudu mēra vatos, savukārt procesora siltuma jaudu mēra arī vatos. Ir svarīgi atcerēties, ka šīs nav dažādas vienības, kurām ir viens nosaukums. Vata izmantošana nozīmē, ka viena un tā pati enerģija tiek pārveidota no termiskās uz elektrisko. Tas nozīmē, ka procesora piesaistītā enerģija (elektriskā jauda) vienmēr būs nedaudz lielāka par enerģiju, ko procesors atbrīvo siltuma (siltuma jaudas) formā. Enerģijas starpību starp šiem diviem lielumiem procesors izmanto savas funkcijas veikšanai.

Kā Intel aprēķina TDP

Kļūdaini priekšstati par TDP vērtējumiem ir kļuvuši vēl izplatītāki, jo abi lielie procesoru ražotāji izmanto dažādus veidus, kā izvēlēties TDP. Tas nozīmē, ka to skaits, lai gan tos mēra vatos, nav savstarpēji salīdzināmi. Svarīga atšķirība ir tā, ka Intel izmanto savu procesoru bāzes pulksteni, lai izvēlētos TDP. Tas nozīmē, ka to procesoru vērtējums “maksimālā siltuma jauda” ir derīgs tikai tad, ja centrālais procesors darbojas pie bāzes pulksteņa.

Mūsdienu scenārijos tas rada daudz problēmu. Mūsdienu Intel procesori no Intel reti darbojas pie pamata pulksteņa. Sakarā ar plašajiem pastiprināšanas mehānismiem, kas integrēti mūsdienu mikroshēmās, un vēl jo vairāk - overclocking headroom, kuru ir atbloķējušas tādas mātesplates funkcijas kā Multi-Core Enhancement, reklamētais TDP reitings regulāras lietošanas laikā nokrīt krietni zem mikroshēmas faktiskās jaudas. TDP ir diezgan pieradināts procesoru siltuma jaudas novērtējums, kad runa ir par Intel.

Intel TDP vērtējums var būt vienāds ar enerģijas patēriņu tikai tad, ja tiek piemērots jaudas ierobežojums PL1 - attēls: ExtremeTech

Tas var arī izaicināt galalietotāju attiecībā uz sastāvdaļu izvēli. Nenojaušais pircējs varētu būt tendēts iegādāties mazāku PSU vai vājāku procesora dzesētāju, ja atlīdzība ir balstīta tikai uz TDP. Lai gan ir iespējams darbināt CPU ar dzesētāju, kas ir novērtēts pēc tā precīzā TDP (95 W dzesētājs 95 W vērtējamajam procesoram), CPU noteikti izšaus garām nominālajam TDP, tiklīdz tiks aktivizēti kādi turbo-boosting mehānismi. Tas var radīt problēmas dzesēšanas ziņā. Tādēļ Intel pieeja procesoru TDP vērtējumam ir nedaudz dubļaināka nekā AMD, un tāpēc atstāj vairāk iespēju interpretēt.

Kā AMD aprēķina TDP

AMD nekādā ziņā nav ideāls, ja runa ir par TDP reitingu piešķiršanas procesoriem. Tomēr AMD pieejas lielais pozitīvais virziens ir tas, ka AMD mēra procesora siltuma jaudu tā maksimālajā palielināšanas pulkstenī, atšķirībā no Intel pieejas, kur tā tiek mērīta bāzes pulkstenī. Tas var būt nedaudz precīzāka norāde par siltuma daudzumu, ko centrālais procesors var izvadīt regulāras lietošanas gadījumos.

AMD prezentācijā reklamē savu mikroshēmu kā enerģijas patēriņu kā TDP numurus - attēls: AMD

Ir ziņots, ka AMD iekšējā TDP definīcija ir šāda: 'Siltuma projektēšanas jauda (TDP) ir tikai ASIC siltuma jaudas mērīšana, kas nosaka dzesēšanas risinājumu, kas nepieciešams nominālās veiktspējas sasniegšanai.' Šis apgalvojums pēc būtības ir diezgan vienkāršs. AMD izklāsta pamatprasības TDP vērtējumam ASIC (lietojumprogrammas integrētajai shēmai vai šajā kontekstā Ryzen procesoriem). Šī AMD vadlīnijas piedāvā nedaudz vairāk informācijas dzesētāja ražotājiem, lai viņi varētu izstrādāt atbilstošu dzesēšanas risinājumu attiecīgajiem procesoriem.

Tomēr AMD paziņojumā ir viena neskaidra daļa. AMD definīcijā TDP norāda uz procesora “nominālo veiktspēju”. Tas būtībā nozīmē, ka TDP vērtējums ir derīgs tikai procesoriem, kas darbojas starp bāzes un paaugstināšanas frekvencēm. Tas izslēdz Precision Boost 2.0 iespējamo automātiskās pārsniegšanas funkciju, kas izmanto siltuma un jaudas brīvroku, lai sasniegtu maksimālos palielināšanas pulksteņus, ko procesors spēj iesist, nepārkāpjot nekādas jaudas un termiskās robežas.

AMD pieeja ietver arī formulu TDP, kas potenciāli var palīdzēt dzesētāja ražotājiem atbilstoši izstrādāt savus dzesēšanas risinājumus.

TDP formula

AMD sniegtā formula TDP ir šāda:

TDP (vati) = (tCase ° C - tAmbient ° C) / (HSF θca)

GamersNexus savos pārskatos sadalīja šo formulu, redzēsim, ko tā nozīmē:

• tCase ° C ir definēts šādi: “Maksimālā presēšanas / siltuma izkliedētāja savienojuma temperatūra, lai sasniegtu nominālo veiktspēju”. Ir ziņots, ka AMD iekšējā definīcija ir šāda: “Maksimālā korpusa temperatūra. Maksimālā temperatūra, mērot iepakojuma vietā, kas norādīta attiecīgajā termiskā dizaina ceļvedī. ” Tcase max izmanto termisko šķīdumu projektēšanai un siltuma simulācijās.
• tCase nozīmē “korpuss”, kā tas ir integrētā siltuma izkliedētājā vai IHS, nevis datora korpuss. Tas jo īpaši attiecas uz temperatūru tajā vietā, kur silīcija matrica atbilst IHS. Ņemiet vērā, ka tas nav 'cik karsts kļūst CPU', bet gan 'cik karsts var būt CPU, pirms Precision Boost 2 sāk droselēt.' Zemākā tCase formulā radītu zemāku TDP.
• Nākamais skaitlis formulā ir tAmbient, kas ir apakšreģions, kas atņemts no minuend tCase, pirms rezultāts tiek dalīts ar termisko pretestību. AMD definē tAmbient ° C kā “maksimālo temperatūru pie HSF ventilatora ieplūdes, lai sasniegtu nominālo veiktspēju”.
• HSF attiecas uz radiatoru un ventilatoru, tāpēc procesora augšpusē uzstādītais procesora dzesētājs. Šī ir gaisa temperatūra ap radiatoru neatkarīgi no tā, vai tā atrodas uz atvērta soliņa vai datora korpusā. Zemāks tAmbient nozīmē augstāku TDP, bet tAmbient nosaka AMD savā TDP formulā, un to nenosaka jūsu pašu tAmbient. AMD definē HSF θca (° C / W) kā: Minimālais ° C uz radiatora jaudu, lai sasniegtu nominālo veiktspēju.

Formulas AMD specifikācijas šajā tabulā sniedz AMD - Image: GamersNexus

Vai formula satur vielu?

Īpašas formulas lietošana šim lietošanas gadījumam varētu šķist ideāls risinājums nepareizajiem priekšstatiem par TDP, taču patiesībā tas ir tālu no tā. Pirmkārt, jāatzīmē, ka neviena no formulas vērtībām nav fiksēta. Visas vērtības ir mainīgie, kas mainās atkarībā no attiecīgā procesora. Tas nozīmē, ka ar skaitļiem var manipulēt pēc vēlēšanās, lai iegūtu vēlamo TDP vērtību, un ar TDP vērtību var manipulēt tikai, lai labajā pusē iegūtu patvaļīgi definētus skaitļus. Tāpēc tika norādīts, ka TDP vērtības “izvēlas” vairāk nekā “aprēķina” Intel un AMD.

Bet apskatīsim formulu, lai redzētu, ko tā patiesībā nozīmē. Protams, aiz matemātiskā vienādojuma slēpjas kaut kas būtisks? Nu, izrādās, ka patiesībā šo formulu daži izmanto procesora dzesētāja ražošanā. Formula būtībā aptver faktorus, kas būtu nepieciešami, lai CPU ražotājs sasniegtu izvēlēto TDP mērķi. Formulas mainīgajiem gan galalietotājam nav nozīmes.

Līdz šim varētu šķist, ka TDP numuri ir tikai daži reklāmas jabberi, kurus uzņēmumi ievieto CPU kastēs, lai tikai maldinātu patērētājus. Tomēr tas tā nav pilnībā. Patiesībā AMD un Intel nekad neapgalvoja, ka TDP ir domāts, lai norādītu CPU enerģijas patēriņu. Viņi īpaši uzskaita TDP kā siltuma jaudas rādītāju un kā vadību dzesētājam, kas nepieciešams siltuma izkliedēšanai no CPU. Kļūdaini priekšstati par TDP izriet no daudziem faktoriem, īpaši no “vatu” izmantošanas, lai attēlotu siltuma jaudu, ko var viegli pārprast.

Kā TDP numuri ir noderīgi

Jūs, iespējams, sliecaties domāt, ka TDP numuriem, ko izraksta AMD un Intel, galalietotājam nav nozīmes. Šis apgalvojums zināmā mērā varētu būt patiess, taču tas nenozīmē, ka TDP numuri ir pilnīgi bezjēdzīgi. Šai pieejai ir divas lielas priekšrocības:

Dažādi procesori vienā TDP

Pirmā lielā priekšrocība, izstrādājot TDP reitingu procesoriem, ir tā, ka AMD un Intel var strādāt ar citiem TDP formulas mainīgajiem, lai sasniegtu vēlamo TDP mērķi. Iepriekš tika paskaidrots, ka formulas mainīgos var manipulēt pēc vēlēšanās, lai sasniegtu vēlamo rezultātu. Tas praksē varētu nebūt tik slikti. Patiesībā tas nozīmē, ka ražotājs var izvēlēties savam komponentam pieņemamu TDP un pēc tam precīzi noregulēt komponenta iekšpusi, lai iegūtu vēlamo rezultātu. Tas ir nedaudz vienkāršots skaidrojums tam, kāpēc šī formula ir tik atvērta manipulācijām.

Mainīgie šajā formulā atšķiras no centrālā procesora, savukārt mēs varam redzēt vairākus procesorus gan no AMD, gan no Intel, kuriem ir viena un tā pati TDP. Piemēram, Ryzen 7 3800X, Ryzen 9 3900X un Ryzen 9 3950X visiem ir vienāds 105 vatu TDP. Visiem uzreiz ir skaidrs, ka Ryzen 9 3950X patērē visvairāk enerģijas no visiem procesoriem, kuriem ir kopīga šī TDP. Tas ir tāpēc, ka AMD ir sasniedzis šo mērķa TDP, manipulējot un precīzi pielāgojot citas formulas vērtības, lai iegūtu vislabāko siltuma pārnesi un siltuma efektivitāti ar lielāku enerģijas patēriņu.

Dzesēšanas risinājumu izstrāde

Otra galvenā TDP vērtējumu priekšrocība faktiski ir galvenais iemesls, kāpēc TDP numuri tika izvēlēti. Tā kā TDP ir Intel un AMD izvēlētais skaitlis, lai atsauktos uz siltuma daudzumu, kas dzesētājam jāspēj izkliedēt, lai procesors darbotos kā paredzēts, šī vērtība faktiski palīdz dzesētāja ražotājiem izstrādāt atbilstošus dzesēšanas risinājumus procesoriem. Tas nodrošina, ka CPU, kurus izlaiž ražotāji, tirgū ir pieejami atbilstoši dzesētāji gan no pirmās, gan no trešās puses ražotājiem.

BeQuiet PureRock Slim torņa dzesētāja reklamētais TDP ir 120 W - attēls: BeQuiet

Kad tiek paziņots par jaunu procesoru, AMD / Intel nosūta detalizētu dokumentu dzesētāju dizaineriem ar nosaukumu “Termiskā dizaina ceļvedis”. Šajā rokasgrāmatā ir visa nepieciešamā informācija par attiecīgo mikroshēmu, ieskaitot metodi, kas izmantota šī procesora TDP “aprēķināšanai”. Visi un visi formulas pielāgojumi ir norādīti arī rokasgrāmatā, lai dzesētāja ražotājs varētu pielāgoties arī manipulācijām. Tad ražotāji var brīvi izdomāt savus dzesēšanas risinājumus, kurus pēc tam rūpīgi pārbauda ar attiecīgajiem procesoriem. Šī pārbaude nodrošina, ka dzesētājs spēj nodrošināt mikroshēmas darbību tā nominālā veiktspējas līmenī, nepārkāpjot TJmax.

Dzesētāju ražotāji TDP

Arī šo dzesēšanas risinājumu ražotāji ir polarizēti par TDP tēmu. Ir skaidrs, ka neviens no viņiem patiesībā neuzticas skaitļiem, kurus AMD un Intel izraksta par viņu procesoriem. Sakarā ar TDP formulas pielāgošanās un manipulācijas līmeni, kā arī enerģijas patēriņa un termoenerģijas izmaiņām, pateicoties paaugstināšanas metodēm, dzesētāju ražotāji maz pievērš uzmanību faktiskajam skaitlim. Ražotāji mēdz apstiprināt dzesētāju darbību, paši pārbaudot attiecīgos procesorus.

Jūs, iespējams, pamanījāt, ka arī dzesētājiem ir reklamēts TDP vērtējums. Šis ir vēl viens TDP numurs, kuram nav daudz satura, runājot par reālās pasaules operācijām. Ja dzesētājs ir novērtēts ar 95 W TDP, tas vēl nenozīmē, ka tas varētu atdzist procesoru, kura vērtējums ir arī 95 W. Šeit ir vienkārši pārāk daudz mainīgo, lai sniegtu tādu galīgu vispārīgu paziņojumu. Dzesētāju ražotāji faktiski pārbauda un izstrādā savus TDP vērtējumus saviem dzesētājiem, kas var vai var neatbilst AMD un Intel izvirzītajiem vērtējumiem.

Termiskajai pārbaudei un pareizai pārskatīšanai vajadzētu būt vienīgajam atskaites punktam, pērkot dzesētāju jūsu procesoram. Gan CPU, gan dzesētāja TDP vērtējumi var tikai labi maldināt potenciālo pircēju.

Ja ne TDP, tad kas?

Ja jums ir bažas par jebkura procesora enerģijas patēriņu, kuru, iespējams, apsverat iegādāties, ir veids, kā precīzi to uzzināt. Tā vietā, lai būtu atkarīgs no izdomātajiem TDP numuriem, kas reāli parāda enerģijas patēriņa rādītājus maz vai nemaz, pirms pirkšanas vienmēr ir jāaplūko padziļināti pārskati un konkrēta procesora siltuma veiktspēja. TDP nepasaka visu ainu. Tas var būt diezgan maldinošs klientiem, kuri vienkārši redz blakus skaitlim iespiestu “vatus” un pieņem, ka tas ir maksimālais enerģijas patēriņš.

Pilnīgā padziļinātajā procesoru un citu komponentu pārskatā parasti ir iekļauti enerģijas patēriņa skaitļi, kurus mēra gan no ATX 12 kontaktu procesora savienotāja, gan no sienas. Tas dod ļoti precīzu priekšstatu par CPU enerģijas patēriņu dažādos scenārijos. Atšķirībā no TDP numuriem, šādā veidā aprēķinātie enerģijas patēriņa skaitļi ir diezgan reprezentatīvi faktiskajiem skaitļiem, kurus jūs varētu sagaidīt ierastajā režīmā. Šīs vērtības ņem vērā arī uzlabošanas algoritmus un visus OC uzlabojumus, kas var tikt aktivizēti noteiktos procesoros. Šādā veidā spriest par CPU jaudas patēriņu ir daudz precīzāk un reprezentatīvāk par reālajiem reālajiem rezultātiem, nekā tikai novērtēt enerģijas patēriņu no TDP vērtējumiem.

Patiesie atsauksmju numuri skaidri norāda, ka faktiskais enerģijas patēriņš ir krietni virs reklamētajiem TDP - attēls: TomsHardware

Pēdējie vārdi

Noslēgumā ir diezgan acīmredzams, ka TDP numuri reālā situācijā nepārstāv CPU jaudas patēriņu. TDP ir vērtējums, kas ir elastīgāks, nekā to saprot lielākā daļa cilvēku. Pārsvarā AMD un Intel izvēlas numuru, lai dzesētāju ražotājiem dotu noteiktu mērķi, ap kuru viņiem ir jāveido savi dzesēšanas risinājumi. Šajā vērtējumā ir daudz iespēju interpretēt, un tādējādi tas rada lielu kļūdainu priekšstatu. TDP nebūt nav precīzs CPU maksimālās jaudas patēriņa attēlojums, kā to varētu pieņemt lielākā daļa nenojaušošo pircēju.

Reitings dažos gadījumos ir izmantojams, tomēr tas vairāk attiecas uz CPU atdzišanu, nevis enerģijas patēriņu. Arī dzesētāju ražotāji nepiekrīt TDP numuru un formulu izmantošanai gan Intel, gan AMD. Viņi izstrādā savu metodiku un testus, lai pārbaudītu, vai viņu ražotais dzesēšanas risinājums ir piemērots noteiktam procesoram. Var būt arī neprecīzi tieši salīdzināt viena procesora TDP numurus ar citu, vienkārši tāpēc, ka viņi abi savā vērtēšanas sistēmā izmanto “vatus”. Pirms pirkuma lēmuma pieņemšanas galalietotājam vienmēr jāņem vērā atsauksmes.