Если вы когда-либо были на рынке процессоров, есть большая вероятность, что вы могли встретить небольшой рейтинг, известный как TDP. Это рейтинг, который часто используют в аргументах или рекомендациях, и на самом деле он довольно часто неправильно понимается. TDP расшифровывается как «Thermal Design Power», и это спецификация, которую в настоящее время можно найти практически на любом процессоре. Он измеряется в «ваттах» и предназначен для того, чтобы сообщить пользователю о максимальном количестве тепла, которое процессор должен выводить в реалистичном, но тяжелом сценарии нагрузки. Два основных производителя процессоров, AMD и Intel, широко используют это число в своих маркетинговых материалах.
AMD Ryzen 5 3600XT имеет рейтинг TDP 95 Вт.
Понимание TDP
Так почему же так сложно понять этот рейтинг TDP? Ну, по большей части это связано с тем, что TDP не является строго регулируемым рейтингом. Этот рейтинг используется Intel и AMD для обозначения количества тепла, которое охлаждающее решение процессора должно отводить от процессора, чтобы поддерживать его на уровне ниже TJmax. Это создает много серых зон в определении TDP из-за различий, вносимых алгоритмами повышения производительности процессора и разнообразием решений для охлаждения.
TDP сбивает с толку еще и потому, что рекламируется в ваттах. Увидев этот рейтинг в ваттах, можно легко предположить, что это относится к количеству энергии, которое процессор должен потреблять, что является ошибочной концепцией. TDP на самом деле относится к «выходной тепловой мощности», а не к «потребляемой электроэнергии», что создает новое заблуждение среди обычных покупателей.
Тепло против мощности
Вопреки распространенному мнению, рейтинг TDP на самом деле не относится к максимальной мощности, которую процессор может потреблять под нагрузкой. Это даже не показатель электрической мощности. TDP - это число, которое AMD и Intel «выбирают», а не рассчитывают, и его конечная цель - сочетание полезной информации и маркетинга.
TDP - это число, которое выбирается, чтобы позволить производителям кулеров разработать решение для охлаждения, которое может поддерживать указанный процессор в пределах его нормальных рабочих температур во всех обычных сценариях использования. Следовательно, он больше ориентирован на охлаждение процессора, а не на мощность, которую процессор может потреблять при определенных условиях.
Однако существует связь между номинальной тепловой мощностью, которую можно увидеть здесь, и фактической мощностью, которую может потреблять процессор. Хотя число TDP само по себе может не быть прямым индикатором потребляемой мощности, оно может косвенно быть полезным при сравнении энергопотребления двух процессоров, использующих один и тот же производственный процесс и основанных на одной архитектуре. Поскольку процессор с более высоким рейтингом TDP будет выделять больше тепла под нагрузкой, есть вероятность, что он также будет потреблять больше энергии от блока питания. Таким образом, мы можем сказать, что числа связаны, но утверждение, что процессор с рейтингом TDP 95 Вт будет потреблять 95 Вт мощности под нагрузкой, просто неточно.
Ватт - это ватт
Несмотря на очевидные различия между выходной тепловой мощностью и потребляемой электрической мощностью, ватт по-прежнему остается ваттом. Википедия определяет ватт как «производную единицу в один джоуль в секунду и используется для количественной оценки скорости передачи энергии». Это определение особенно полезно для объяснения использования единицы «ватт» в рейтингах TDP.
Мощность, потребляемая компонентом, измеряется в ваттах, а тепловая мощность процессора также измеряется в ваттах. Важно помнить, что это не разные единицы с одним и тем же именем. Использование ватта означает, что та же самая энергия преобразуется из тепловой в электрическую форму. Это означает, что энергия, потребляемая процессором (электрическая мощность), всегда будет несколько выше, чем энергия, выделяемая процессором в виде тепла (тепловая мощность). Разница в энергии между этими двумя величинами используется процессором для выполнения своей функции.
Как Intel рассчитывает TDP
Заблуждения относительно рейтингов TDP стали еще более распространенными из-за того, что оба крупных производителя процессоров используют разные способы выбора своего TDP. Это означает, что их количество, хотя оба измеряются в ваттах, не сопоставимы друг с другом. Важное отличие состоит в том, что Intel использует базовую частоту своих процессоров для выбора TDP. Это означает, что рейтинг их процессоров «максимальная тепловая мощность» действителен только тогда, когда ЦП работает на базовой частоте.
Это создает множество проблем в современных сценариях. Современные процессоры Intel редко работают на базовой частоте. Из-за обширных механизмов повышения, встроенных в современные чипы, и даже больше, возможности разгона, разблокированного функциями материнской платы, такими как Multi-Core Enhancement, заявленный рейтинг TDP значительно ниже фактического энергопотребления чипа при регулярном использовании. TDP - это довольно банальная оценка тепловыделения процессоров для Intel.
Рейтинг Intel TDP может равняться только потребляемой мощности, если применяется ограничение мощности PL1 - Изображение: ExtremeTech
Это также может стать проблемой для конечного пользователя с точки зрения выбора компонентов. Ничего не подозревающий покупатель может быть склонен купить блок питания меньшего размера или более слабый кулер для процессора, если рассмотрение основано только на TDP. Хотя можно запустить процессор с кулером, рассчитанным на его точный TDP (кулер 95 Вт для процессора с рейтингом 95 Вт), процессор определенно выйдет за свой номинальный TDP, как только будут активированы какие-либо механизмы турбо-ускорения. Это может вызвать проблемы с охлаждением. Поэтому подход Intel к рейтингам TDP своих процессоров немного более расплывчатый, чем подход AMD, и поэтому оставляет больше возможностей для интерпретации.
Как AMD рассчитывает TDP
AMD ни в коем случае не идеальна, когда дело касается процесса присвоения рейтингов TDP своим процессорам. Однако большой плюс подхода AMD заключается в том, что AMD измеряет тепловыделение процессора при максимальной тактовой частоте разгона, в отличие от подхода Intel, когда он измеряется на базовой частоте. Это может быть несколько более точным показателем количества тепла, которое процессор может выводить в обычных случаях использования.
AMD рекламирует «потребляемую мощность» своих чипов как цифры TDP в своей презентации - Изображение: AMD
Сообщается, что внутреннее определение AMD для TDP: «Расчетная тепловая мощность (TDP) - это строгое измерение тепловой мощности ASIC, которая определяет охлаждающее решение, необходимое для достижения номинальной производительности». По сути, это утверждение довольно прямолинейно. AMD излагает основные требования к рейтингу TDP для ASIC (интегральная схема для конкретного приложения или процессоры Ryzen в этом контексте). Это руководство AMD предлагает производителям кулеров немного больше информации, чтобы они могли разработать подходящее решение для охлаждения рассматриваемых процессоров.
Однако в заявлении AMD есть одна непонятная деталь. AMD ссылается на «номинальную производительность» процессора в своем определении TDP. По сути, это означает, что рейтинг TDP действителен только для процессоров, работающих между базовой и повышенной частотами. Это исключает потенциальную функцию автоматического разгона Precision Boost 2.0, которая использует запас тепла и мощности для достижения максимальной тактовой частоты разгона, которую может достичь процессор, без нарушения каких-либо ограничений мощности и температуры.
Подход AMD также включает формулу TDP, которая потенциально может помочь производителям кулеров правильно разрабатывать свои охлаждающие решения.
Формула TDP
Формула TDP, представленная AMD, выглядит следующим образом:
TDP (Вт) = (tCase ° C - tAmbient ° C) / (HSF θca)
GamersNexus раскрыл эту формулу в своих отчетах, давайте посмотрим, что она означает:
- tCase ° C определяется следующим образом: «Максимальная температура соединения фильеры / теплораспределителя для достижения номинальной производительности». Сообщается, что внутреннее определение AMD таково: «Максимальная температура корпуса. Максимальная температура при измерении в месте упаковки, указанная в соответствующем руководстве по тепловому расчету ». Tcase max используется для проектирования тепловых решений и теплового моделирования.
- tCase означает «корпус», как в случае встроенного теплораспределителя или IHS, а не корпус компьютера. В частности, это относится к температуре в точке, где кремниевый кристалл соответствует IHS. Обратите внимание, что дело не в том, 'насколько сильно нагревается ЦП', а в том, 'насколько сильно может нагреваться ЦП до того, как Precision Boost 2 начнет дросселировать'. Чем ниже tCase, тем ниже TDP в формуле.
- Следующее число в формуле - tAmbient, которое представляет собой вычитаемое из уменьшенного tCase до деления результата на тепловое сопротивление. AMD определяет tAmbient ° C как «максимальную температуру на входе вентилятора HSF для достижения номинальной производительности».
- HSF относится к радиатору и вентилятору, поэтому кулер ЦП устанавливается поверх процессора. Это температура воздуха вокруг радиатора, будь то открытый стол или корпус ПК. Более низкий tAmbient означает более высокий TDP, но tAmbient определяется AMD в формуле TDP и не определяется вашим собственным tAmbient. AMD определяет HSF θca (° C / Вт) как: Минимальное значение ° C на ватт радиатора для достижения номинальной производительности.
Спецификации AMD для формулы приведены в этой таблице AMD - Изображение: GamersNexus
Содержит ли формула вещество?
Наличие конкретной формулы для этого варианта использования может показаться идеальным решением для неправильных представлений о TDP, но на самом деле это далеко не так. Во-первых, следует отметить, что ни одно из значений в формуле не является фиксированным. Все значения являются переменными, которые меняются в зависимости от рассматриваемого процессора. Это означает, что числами можно манипулировать по желанию, чтобы получить желаемое значение TDP, а значением TDP можно манипулировать только для получения произвольно определенных чисел в правой части. Именно поэтому было заявлено, что значения TDP «выбраны» больше, чем «рассчитаны» Intel и AMD.
Но давайте посмотрим на формулу, чтобы понять, что она на самом деле означает. Неужели за математическим уравнением стоит что-то существенное? Что ж, оказывается, что эта формула действительно используется в процессе производства кулера для процессора. Формула по существу охватывает факторы, которые потребуются для достижения выбранного производителем ЦП целевого показателя TDP. Однако переменные в формуле не имеют никакого значения для конечного пользователя.
До сих пор могло показаться, что цифры TDP - это всего лишь рекламная болтовня, которую компании ставят на свои блоки процессоров, чтобы ввести потребителя в заблуждение. Однако это не совсем так. Дело в том, что AMD и Intel никогда не утверждали, что TDP предназначен для указания потребляемой мощности процессора. Они специально указывают TDP в качестве индикатора выходной тепловой мощности и в качестве руководства для кулера, необходимого для отвода тепла от процессора. Заблуждения относительно TDP проистекают из многих факторов, в первую очередь из-за использования «ватт» для обозначения тепловой мощности, что может быть легко неправильно понято.
Чем полезны числа TDP
Вы можете подумать, что цифры TDP, представленные AMD и Intel, не имеют значения для конечного пользователя. Это утверждение может быть до некоторой степени правдой, но это не означает, что цифры TDP совершенно бесполезны. У этого подхода есть два больших преимущества:
Разные процессоры при одинаковом TDP
Первое большое преимущество разработки рейтинга TDP для процессоров заключается в том, что AMD и Intel могут работать над другими переменными в формуле TDP для достижения желаемого целевого значения TDP. Ранее было объяснено, что переменными в формуле можно по желанию манипулировать для достижения желаемого результата. На практике это может быть не так уж и плохо. На самом деле это означает, что производитель может выбрать разумный TDP для своего компонента, а затем точно настроить внутренние компоненты компонента для достижения желаемого результата. Это несколько упрощенное объяснение того, почему эта формула так открыта для манипуляций.
Переменные в этой формуле варьируются от ЦП к ЦП, в то время как мы можем видеть несколько ЦП от AMD и Intel, которые имеют одинаковый TDP. Например, Ryzen 7 3800X, Ryzen 9 3900X и Ryzen 9 3950X имеют одинаковый TDP 105 Вт. Всем сразу становится ясно, что Ryzen 9 3950X потребляет больше всего энергии из всех процессоров, которые имеют этот TDP. Это связано с тем, что AMD достигла этого целевого значения TDP, изменяя и настраивая другие значения в формуле, чтобы получить наилучшую теплопередачу и тепловой КПД при более высоком потреблении энергии.
Разработка решений для охлаждения
Второе важное преимущество рейтингов TDP фактически является основной причиной, по которой номера TDP были выбраны в первую очередь. Поскольку TDP - это число, выбранное Intel и AMD для обозначения количества тепла, которое кулер должен рассеивать, чтобы ЦП работал должным образом, это значение фактически помогает производителям кулеров разработать адекватные решения для охлаждения ЦП. Это гарантирует, что процессоры, выпускаемые производителями, будут иметь адекватные кулеры, доступные на рынке как от собственных, так и от сторонних производителей.
Рекламируемый TDP башенного кулера BeQuiet PureRock Slim составляет 120 Вт - Изображение: BeQuiet
Когда анонсируется новый процессор, AMD / Intel отправляет разработчикам кулеров подробный документ под названием «Руководство по тепловому проектированию». Это руководство содержит всю необходимую информацию о рассматриваемом чипе, включая метод, используемый для «расчета» TDP для этого процессора. Любые корректировки, внесенные в формулу, также отмечены в руководстве, чтобы производитель кулера также мог отрегулировать эти манипуляции. Затем производители могут разрабатывать свои собственные решения для охлаждения, которые затем подвергаются тщательному тестированию с соответствующими процессорами. Это тестирование гарантирует, что кулер способен обеспечить работу чипа на номинальном уровне производительности без нарушения TJmax.
Производители кулеров по TDP
Производители этих охлаждающих решений также поляризованы по поводу TDP. Очевидно, что никто из них на самом деле не доверяет цифрам, которые AMD и Intel приводят для своих процессоров. Из-за уровня регулировки и изменения формулы TDP, а также изменения потребляемой мощности и термических характеристик из-за методов повышения, производители кулеров мало обращают внимания на фактическое количество. Производители, как правило, проверяют работу кулеров с помощью собственных тестов на рассматриваемых процессорах.
Вы могли заметить, что у кулеров также указан рейтинг TDP. Это еще один номер TDP, который не имеет большого значения, когда речь идет о реальных операциях. Если кулер рассчитан на 95 Вт TDP, это не обязательно означает, что он сможет охлаждать процессор, который также рассчитан на 95 Вт. Здесь слишком много переменных, чтобы сделать такое окончательное общее заявление. Производители кулеров фактически тестируют и разрабатывают свои собственные рейтинги TDP для своих кулеров, которые могут соответствовать, а могут и не соответствовать рейтингам, выставленным AMD и Intel.
Тепловые испытания и надлежащие обзоры должны быть вашим единственным ориентиром при покупке кулера для вашего процессора. Рейтинги TDP процессора и кулера могут лишь сбить с толку потенциального покупателя.
Если не TDP, то что?
Если вас беспокоит энергопотребление любого процессора, который вы собираетесь купить, есть способ узнать именно это. Вместо того, чтобы полагаться на выдуманные цифры TDP, которые практически не показывают реальных показателей потребляемой мощности, перед покупкой всегда следует внимательно изучать подробные обзоры и тепловые характеристики конкретного процессора. TDP не дает полной картины. Это может ввести в заблуждение клиентов, которые просто видят слово «ватт» рядом с числом и предполагают, что это максимальное значение потребляемой мощности.
Полные подробные обзоры процессоров и других компонентов обычно включают данные о потребляемой мощности, которые измеряются как от 12-контактного разъема процессора ATX, так и от стены. Это дает очень точное представление о потребляемой мощности ЦП в различных сценариях. В отличие от чисел TDP, рассчитанные таким образом числа потребляемой мощности достаточно репрезентативны для фактических чисел, которые вы можете ожидать увидеть при нормальной работе. Эти значения также учитывают алгоритмы повышения и любые готовые улучшения OC, которые могут быть активированы на определенных процессорах. Такой способ оценки потребляемой мощности ЦП гораздо более точен и отражает реальные результаты, чем просто оценка потребляемой мощности на основе оценок TDP.
Реальные цифры обзора показывают, что фактическая потребляемая мощность намного превышает заявленные TDP - Изображение: TomsHardware
Заключительные слова
В заключение, совершенно очевидно, что значения TDP не отражают потребляемую мощность процессора в реальных сценариях. TDP - это рейтинг, который более гибкий, чем думает большинство людей. В основном это число, выбираемое AMD и Intel, чтобы дать производителям кулеров определенную цель, вокруг которой они должны разрабатывать свои охлаждающие решения. В этом рейтинге есть много возможностей для интерпретации, и поэтому он приводит к большому количеству заблуждений. TDP ни в коем случае не является точным представлением максимальной мощности процессора, как могло бы предположить большинство ничего не подозревающих покупателей.
Однако в некоторых случаях рейтинг имеет значение, которое больше связано с охлаждением процессора, а не с потреблением энергии. Производители кулеров также не согласны с использованием цифр и формул TDP как Intel, так и AMD. Они разрабатывают свою собственную методологию и тестирование, чтобы проверить, подходит ли решение для охлаждения, которое они создали, для определенного процессора. Также может быть неточным прямое сравнение чисел TDP одного процессора с другим просто потому, что они оба используют «ватты» в своей рейтинговой системе. Конечный пользователь всегда должен учитывать отзывы, прежде чем принимать решение о покупке.
