Како оцене ТДП-а процесора могу довести у заблуду

Ако сте икада били на тржишту за ЦПУ, постоји велика шанса да сте можда наишли на малу оцену познату као ТДП. Ово је рејтинг који се често баца у расправе или препоруке и заправо је прилично несхваћен. ТДП је скраћеница од „Тхермал Десигн Повер“ и то је спецификација која се данас може наћи на готово сваком процесору. Измерен је у „Ваттс“ и има за циљ да кориснику каже о максималној количини топлоте коју процесор треба да произведе у реалном сценарију са великим оптерећењем. Два главна произвођача процесора, АМД и Интел, овај број интензивно користе у свом маркетиншком материјалу.

АМД Ризен 5 3600КСТ има ТДП снагу од 95В

Разумевање ТДП-а

Па зашто је тачно ову ТДП оцену тако тешко разумети? Па, већи део тога има везе са чињеницом да ТДП није строго регулисана оцена. Ову оцену користе Интел и АМД да би се односили на количину топлоте коју решење за хлађење ЦПУ-а мора расипати из ЦПУ-а да би га одржало под ТЈмак. Ово ствара пуно сиве зоне у дефиницији ТДП-а због варијација уведених кроз ЦПУ Боост алгоритме и разноликости решења за хлађење.

ТДП је такође збуњујући због чињенице да се оглашава у Ваттс-у. Када се види ова оцена у ватима, лако се може претпоставити да се ово односи на количину снаге коју процесор треба да потроши, што је обмањујући концепт. ТДП се заправо односи на „топлотну излазну снагу“, а не на „повлачење електричне енергије“, што ствара нову заблуду код уобичајеног купца.

Хеат вс Повер

Супротно увријеженом мишљењу, ТДП оцјена се заправо не односи на максималну количину снаге коју процесор може да потроши под оптерећењем. То уопште није мера електричне снаге. ТДП је број који АМД и Интел „бирају“, а не израчунавају, а крајњи циљ му је комбинација корисних информација и маркетинга.

ТДП је број који је одабран да омогући произвођачима хладњака да осмисле решење за хлађење које може да одржи наведени процесор у оквиру својих нормалних радних температура у свим уобичајеним сценаријима употребе. Стога је више усмерено на хлађење процесора, а не на снагу коју процесор може да искористи под одређеним условима.

Међутим, постоји веза између топлотне снаге која се овде може видети и стварне снаге коју процесор може да црпи. Иако сам ТДП број можда није директан показатељ потрошње енергије, он индиректно може бити користан у поређењу потрошње енергије два процесора који користе исти производни процес и заснован на истој архитектури. Будући да би процесор са вишом ТДП оценом производио више топлоте под оптерећењем, велике су шансе да такође црпи више енергије и из напајања. Стога можемо рећи да су бројеви повезани, али рећи да ће процесор са ТДП оценом од 95 вати трошити 95 вати енергије под оптерећењем је једноставно нетачно.

Ватт је Ватт

Упркос очигледним разликама између топлотне снаге и потрошње електричне енергије, ват је и даље ват. Википедиа дефинише ват као „изведену јединицу од једног џула у секунди и користи се за квантификовање брзине преноса енергије“. Ова дефиниција је посебно корисна за објашњење употребе јединице „вати“ у ТДП рејтингу.

Снага коју вуче компонента мери се у ватима, док се топлотна снага процесора такође мери у ватима. Важно је запамтити да то нису различите јединице које деле исто име. Употреба вата значи да се иста енергија претвара из топлотне у електричну форму. То значи да ће енергија коју процесор црпи (електрична снага) увек бити нешто већа од енергије коју процесор ослобађа у облику топлоте (топлотна снага). Разлику у енергији између ове две величине процесор користи за обављање своје функције.

Како Интел израчунава ТДП

Заблуде у вези са ТДП рејтингом постале су још раширеније због чињенице да оба велика произвођача процесора користе различите начине да бирају свој ТДП. То значи да се њихови бројеви, иако се мере у ватима, међусобно не могу упоређивати. Важна разлика је у томе што Интел користи основни сат својих процесора за одабир свог ТДП-а. То значи да је оцена „максималне топлотне снаге“ њихових процесора важећа само када ЦПУ ради на основном такту.

Ово представља мноштво изазова у савременим сценаријима. Модерни Интелови процесори ретко раде са основним тактом. Због опсежних механизама за појачавање интегрисаних у савремене чипове, па чак и више, оверцлоцкинг простора за главу који су откључале функције матичне плоче попут Мулти-Цоре Енханцемент, оглашени ТДП рејтинг пада знатно испод стварног извлачења снаге чипа током редовне употребе. ТДП је прилично питома процена топлотне снаге процесора када је реч о Интелу.

Интелова ТДП оцена може бити једнака потрошњи енергије само ако се примени ограничење снаге ПЛ1 - Слика: ЕктремеТецх

То такође може представљати изазов за крајњег корисника у погледу избора компоненти. Несумњиви купац може бити склон да купи мањи ПСУ или слабији ЦПУ хладњак ако се разматрање заснива само на ТДП-у. Иако је могуће покретати ЦПУ са хладњаком који је оцењен као тачан ТДП (хладњак од 95 В за ЦПУ са оценом 95 В), ЦПУ ће дефинитивно пуцати изнад свог оцењеног ТДП чим се активирају било који механизми за појачавање турбо-појачања. Ово може представљати проблеме у погледу хлађења. Стога је Интелов приступ ТДП рејтингу својих процесора мало блатнији од АМД-овог, па стога оставља више простора за тумачење.

Како АМД израчунава ТДП

АМД никако није савршен када је у питању процес додељивања ТДП оцена својим ЦПУ-има. Међутим, велика предност АМД-овог приступа је та што АМД мери излазну топлоту процесора на његовом максималном појачаном такту, за разлику од Интеловог приступа где се мери на основном такту. Ово може бити нешто тачнији показатељ количине топлоте коју ЦПУ може произвести у случајевима редовне употребе.

АМД у својој презентацији оглашава „повлачење снаге“ својих чипова као ТДП бројеве - Слика: АМД

Извештено је да АМД-ова интерна дефиниција ТДП гласи: „Снага термалног дизајна (ТДП) је стриктно мерење АСИЦ-ове топлотне снаге, која дефинише решење за хлађење неопходно за постизање оцењених перформанси.“ Ова изјава је у суштини прилично директна. АМД износи основне захтеве ТДП рејтинга за АСИЦ (интегрисани круг специфичан за апликацију или Ризен ЦПУ-и у овом контексту). Ова АМД-ова смерница нуди мало више информација произвођачима хладњака како би могли да осмисле адекватно решење за хлађење за дотичне процесоре.

У изјави АМД-а постоји један збуњујући део. АМД се у својој дефиницији ТДП односи на „оцењене перформансе“ процесора. То у основи значи да ТДП оцена важи само за процесоре који раде између њихове основне и појачане фреквенције. Ово искључује потенцијалну функцију аутоматског оверцлоцкинга Прецисион Боост 2.0 која користи простор за одвођење топлотне енергије и снаге како би постигла максималне тактове појачања које процесор може да погоди, без кршења било каквих ограничења снаге и топлоте.

АМД-ов приступ такође укључује формулу за ТДП која потенцијално може помоћи произвођачима хладњака да адекватно осмисле своја решења за хлађење.

ТДП Формула

Формула коју АМД даје за ТДП је следећа:

ТДП (вати) = (тЦасе ° Ц - тАмбиент ° Ц) / (ХСФ θца)

ГамерсНекус је разбио ову формулу у својим извештајима, да видимо шта то значи:

• тЦасе ° Ц је дефинисано на следећи начин: „Максимална температура споја матрице / расипача топлоте за постизање номиналних перформанси“. Извештено је да АМД-ова интерна дефиниција гласи: „Максимална температура кућишта. Максимална температура измерена на месту паковања наведена у одговарајућем водичу за термички дизајн. “ Тцасе мак се користи за дизајн топлотних решења и за термичке симулације.
• тЦасе значи „кућиште“, као у интегрисаном расипачу топлоте или ИХС, а не кућиште рачунара. Ово се посебно односи на температуру на месту где силицијумска матрица испуњава ИХС. Имајте на уму да ово није „колико се ЦПУ загрева“, већ „колико се ЦПУ може загрејати пре него што Прецисион Боост 2 почне да враћа гас“. Нижи тЦасе би добио нижи ТДП у формули.
• Следећи број у формули је тАмбиент, што је субтрахенд одузет од минуенд тЦасе пре него што се резултат подели топлотним отпором. АМД дефинише тАмбиент ° Ц као „максималну температуру на улазу ХСФ вентилатора за постизање номиналних перформанси“.
• ХСФ се односи на хладњак и вентилатор, па је ЦПУ хладњак постављен на врх процесора. Ово је температура ваздуха око хладњака, било да је на отвореној клупи или у кућишту за рачунар. Нижи тАмбиент значи већи ТДП, али тАмбиент је дефинисан АМД-ом у својој ТДП формули и није дефинисан вашим властитим тАмбиентом. АМД дефинише ХСФ θца (° Ц / В) као: Минималну оцену хладњака за ° Ц по вату да би се постигле оцењене перформансе.

АМД спецификације за формулу дате су у овој табели од стране АМД - Слика: ГамерсНекус

Да ли формула садржи супстанцу?

Имати одређену формулу за овај случај коришћења могло би се чинити савршеним решењем за заблуде око ТДП-а, али у ствари је далеко од тога. Прво, треба напоменути да ниједна вредност у формули није фиксна. Све вредности су променљиве које се мењају са дотичним процесором. То значи да се бројевима може манипулисати по жељи да би се добила жељена вредност ТДП-а, а вредностом ТДП-а може се манипулисати само да би се произвољно дефинисани бројеви добили на десној страни. Због тога је речено да вредности ТДП-а „бирају“ више него „израчунавају“ Интел и АМД.

Али погледајмо формулу да видимо шта она заправо значи. Сигурно би иза математичке једначине било нешто значајно? Па, испоставило се да у ствари постоји нека употреба ове формуле у процесу производње хладњака за ЦПУ. Формула у основи покрива факторе који би били неопходни за постизање изабраног ТДП циља од стране произвођача процесора. Променљиве унутар формуле ипак немају никакав значај за крајњег корисника.

До сада се могло чинити да су ТДП бројеви само неки промотивни блебетање које компаније стављају на своје ЦПУ кутије само да би обмануле потрошача. Међутим, то није у потпуности случај. Чињеница је да АМД и Интел никада нису тврдили да је ТДП намијењен указивању на напајање ЦПУ-а. Они посебно наводе ТДП као индикатор излазне топлотне снаге и као водич за хладњак потребан за одвођење топлоте са ЦПУ-а. Погрешна схватања око ТДП-а потичу из многих фактора, а пре свега употребе „вати“ за представљање топлотне снаге, што се лако може погрешно разумети.

Како су ТДП бројеви корисни

Можда бисте били склони да мислите да ТДП бројеви које издају АМД и Интел немају значење за крајњег корисника. Та изјава може донекле бити тачна, али не значи да су ТДП бројеви потпуно бескорисни. Двије су велике предности овог приступа:

Различити процесори на истом ТДП-у

Прва велика предност осмишљавања ТДП рејтинга за процесоре је та што АМД и Интел могу радити на осталим променљивим у ТДП формули да би постигли жељени ТДП циљ. Раније је објашњено да се променљивим у формули може манипулисати по жељи да би се постигао жељени резултат. То можда и није тако лоше у пракси. У стварности то значи да произвођач може да одабере разумни ТДП за своју компоненту, а затим фино подеси унутрашњост компоненте да би постигао жељени резултат. Ово је помало поједностављено објашњење зашто је та формула толико отворена за манипулацију.

Варијабле у тој формули варирају од ЦПУ до ЦПУ, док можемо видети више ЦПУ и од АМД-а и од Интел-а који деле исти ТДП. На пример, Ризен 7 3800Кс, Ризен 9 3900Кс и Ризен 9 3950Кс деле исти ТДП од 105 вати. Свима је одмах јасно да Ризен 9 3950Кс троши највише енергије од свих процесора који деле овај ТДП. То је зато што је АМД постигао тај циљни ТДП манипулисањем и финим подешавањем осталих вредности у формули, како би постигао најбољи пренос топлоте и топлотну ефикасност при већем повлачењу снаге.

Осмишљавање решења за хлађење

Друга главна предност ТДП оцена заправо је главни разлог што су ТДП бројеви уопште изабрани. Будући да су ТДП број који су Интел и АМД одабрали да би се односио на количину топлоте коју хладњак мора да буде у стању да одведе како би ЦПУ радио како је предвиђено, ова вредност заправо помаже произвођачима хладњака да осмисле адекватна решења за хлађење за ЦПУ. Ово осигурава да процесори које произвођачи издају имају на располагању одговарајуће хладњаке како од независних тако и од независних произвођача.

БеКуиет ПуреРоцк Слим хладњак за торњеве има оглашени ТДП од 120В - Слика: БеКуиет

Када се најави нови ЦПУ, АМД / Интел шаље детаљан документ дизајнерима хладњака под називом „Водич за термални дизајн“. Овај водич садржи све потребне информације о дотичном чипу, укључујући метод који се користи за „израчунавање“ ТДП-а за тај процесор. Сва подешавања која су извршена у формули такође су наведена у водичу, тако да се произвођач хладњака може прилагодити и за манипулације. Тада произвођачи могу слободно да осмисле сопствена решења за хлађење, која се потом подвргавају ригорозном тестирању са дотичним процесорима. Ово тестирање осигурава да хладњак може осигурати да чип ради на номиналном нивоу перформанси, без кршења ТЈмак.

Произвођачи хладњака на ТДП

Произвођачи ових решења за хлађење такође су поларизовани на тему ТДП. Очигледно је да нико од њих заправо не верује бројевима које АМД и Интел дају за своје процесоре. Због нивоа прилагођавања и манипулисања ТДП формулом, као и разлике у извлачењу снаге и термике због техника појачања, произвођачи хладњака се мало обазиру на стварни број. Произвођачи имају тенденцију да потврде рад хладњака путем сопственог тестирања на дотичним процесорима.

Можда сте приметили да се на хладњацима оглашава и ТДП оцена. Ово је још један ТДП број који не садржи много супстанци када су у питању операције у стварном свету. Ако је хладњак оцењен на 95В ТДП, то не значи нужно да би могао да хлади процесор који је такође оцењен на 95В. Овде је једноставно превише променљивих да би се дала коначна таква изјава. Произвођачи хладњака заправо тестирају и осмишљавају сопствене ТДП оцене за своје хладњаке који могу или не морају бити у складу са оценама које су објавили АМД и Интел.

Термичко испитивање и одговарајући прегледи треба да буду једина референтна тачка при куповини хладњака за ваш процесор. ТДП оцене и ЦПУ-а и хладњака можда само могу добро да збуне потенцијалног купца.

Ако не ТДП, шта онда?

Ако сте забринути због напајања било ког процесора који можда намеравате да купите, постоји начин да то тачно сазнате. Уместо да зависите од измишљених ТДП бројева који нуде мало или нимало стварних показатеља потрошње енергије, пре куповине увек треба погледати дубинске прегледе и топлотне перформансе одређеног процесора. ТДП не говори целу слику. То може бити прилично обмањујуће за купце који само виде „вате“ одштампане поред броја и претпоставе да је то максимална оцена потрошње енергије.

Потпуни детаљни прегледи ЦПУ-а и других компоненти обично укључују бројеве напајања који се мере како од АТКС 12-пинског ЦПУ конектора тако и од зида. Ово даје врло прецизну идеју о напајању ЦПУ-а у различитим сценаријима. За разлику од ТДП бројева, бројеви напајања који се израчунавају на овај начин прилично су репрезентативни за стварне бројеве које бисте могли очекивати у нормалном раду. Ове вредности такође узимају у обзир алгоритме за појачавање и сва унапред припремљена ОЦ побољшања која се могу активирати на одређеним процесорима. Процена напајања ЦПУ-а на овај начин је далеко прецизнија и репрезентативнија од стварних резултата у стварном свету, него пука процена потрошње енергије из ТДП оцена.

Стварни бројеви прегледа јасно показују да је стварна потрошња енергије већа од оглашаваних ТДП-ова - Слика: ТомсХардваре

Завршне речи

У закључку је прилично очигледно да ТДП бројеви нису репрезентативни за напајање процесора у стварним сценаријима. ТДП је рејтинг који је флексибилнији него што већина људи мисли. Углавном се ради о броју који АМД и Интел одаберу како би произвођачима хладњака дали одређену мету око које морају да дизајнирају своја решења за хлађење. У овој оцени има пуно простора за тумачење, што доводи до велике количине заблуда. ТДП ни у ком случају није тачан приказ максималне потрошње снаге ЦПУ-а као што већина претпостављених купаца може претпоставити.

Рејтинг се користи у неким случајевима, међутим, то је више забринуто за хлађење ЦПУ-а за разлику од напајања. Произвођачи хладњака се такође не слажу са употребом ТДП бројева и формула од стране Интел-а и АМД-а. Они осмишљавају сопствену методологију и испитивање како би проверили да ли је решење за хлађење које су произвели адекватно за одређени процесор. Такође може бити нетачно директно упоређивати ТДП бројеве једног ЦПУ-а са другим, једноставно зато што обојица користе „вате“ у свом систему оцењивања. Крајњи корисник увек треба да узме у обзир прегледе пре него што донесе одлуку о куповини.