Si alguna vegada heu estat al mercat per obtenir una CPU, hi ha moltes probabilitats que us pugueu trobar amb una petita qualificació coneguda com a TDP. Aquesta és una qualificació que sovint es fa servir en arguments o recomanacions i que en realitat s’entén molt malament. TDP significa 'Thermal Design Power' i és una especificació que es pot trobar pràcticament en qualsevol processador actual. Es mesura en 'Watts' i vol dir a l'usuari la quantitat màxima de calor que s'espera que el processador produeixi en un escenari realista però de càrrega intensa. Els dos principals fabricants de CPU, AMD i Intel, utilitzen aquest número àmpliament en tot el seu material de màrqueting.
L’AMD Ryzen 5 3600XT té una qualificació TDP de 95W
Comprensió del TDP
Llavors, per què és tan difícil d’entendre aquesta qualificació TDP? Bé, una part important té a veure amb el fet que el TDP no és una qualificació estretament regulada. Aquesta classificació la fan servir Intel i AMD per referir-se a la quantitat de calor que la solució de refrigeració de la CPU ha de dissipar de la CPU per mantenir-la sota TJmax. Això crea molta àrea de grisos en la definició de TDP, a causa de les variacions introduïdes a través dels algorismes de reforç de la CPU i la varietat de solucions de refrigeració.
TDP també és confús pel fet que s’anuncia en watts. En veure aquesta valoració en watts, es pot suposar fàcilment que es refereix a la quantitat de potència que el processador ha de consumir, que és un concepte enganyós. En realitat, TDP fa referència a la 'Potència tèrmica de sortida' en lloc de 'Consum d'energia elèctrica', que crea una nova idea errònia entre el comprador comú.
Calor vs Potència
Al contrari del que es creu, la qualificació TDP no es refereix, de fet, a la quantitat màxima de potència que el processador pot obtenir sota càrrega. Ni tan sols és una mesura de potència elèctrica. TDP és un número que és 'triat' per AMD i Intel en lloc de ser calculat, i el seu objectiu final és barrejar informació útil i màrqueting.
TDP és un número que se selecciona per permetre als fabricants de refrigeradors idear una solució de refrigeració que sigui capaç de mantenir l’esmentat processador dins de les seves temperatures de funcionament normals en tots els casos d’ús normals. Per tant, està més orientat al refredament del processador que a la potència que pot obtenir el processador en determinades condicions.
Tanmateix, hi ha un vincle entre la potència tèrmica que es pot veure aquí i la potència real que pot processar el processador. Tot i que el propi número TDP pot no ser l’indicador directe de la presa de potència, pot ser útil indirectament per comparar la potència de dos processadors que utilitzen el mateix procés de fabricació i es basa en la mateixa arquitectura. Com que el processador amb una qualificació TDP més alta produiria més calor sota càrrega, és probable que tendeixi a obtenir més energia de la font d'alimentació. Per tant, podem dir que els números estan vinculats, però dir que un processador amb una TDP de 95 watts consumirà 95 watts de potència sota càrrega és simplement inexacte.
Un watt és un watt
Tot i les diferències aparents entre la potència de sortida tèrmica i la potència elèctrica, un watt continua sent un watt. Wikipedia defineix el watt com 'una unitat derivada d'un joule per segon i s'utilitza per quantificar la velocitat de transferència d'energia'. Aquesta definició és especialment útil per explicar l’ús de la unitat “watt” en les qualificacions TDP.
La potència consumida pel component es mesura en watts, mentre que la potència calorífica del processador també es mesura en watts. És important recordar que no es tracta d'unitats diferents que comparteixin el mateix nom. L'ús de watt significa que la mateixa energia s'està convertint de forma tèrmica a forma elèctrica. Això vol dir que l'energia que el processador consumeix (la potència elèctrica) sempre serà una mica superior a l'energia que el processador allibera en forma de calor (potència tèrmica). La diferència d’energia entre aquestes dues quantitats l’utilitza el processador per realitzar la seva funció.
Com Intel calcula TDP
Les idees errònies sobre les qualificacions TDP s’han generalitzat encara més pel fet que els dos grans fabricants de CPU utilitzen maneres diferents de seleccionar el seu TDP. Això significa que els seus nombres, tot i que tots dos es mesuren en watts, no són comparables entre si. La diferenciació important és que Intel utilitza el rellotge base dels seus processadors per seleccionar el seu TDP. Això significa que la potència màxima de calor dels seus processadors només és vàlida quan la CPU funciona al rellotge base.
Això presenta multitud de reptes en escenaris moderns. Les CPU modernes d'Intel poques vegades funcionen al rellotge base. Gràcies als amplis mecanismes d’augment integrats als xips moderns i, encara més, a l’espai lliure d’overclocking desbloquejat per les funcions de la placa base, com ara Multi-Core Enhancement, la classificació TDP anunciada queda per sota de la potència real del xip durant l’ús habitual. El TDP és una estimació força mansa de la producció de calor dels processadors quan es tracta d’Intel.
La classificació TDP d’Intel només pot igualar el consum d’energia si s’aplica el límit de potència PL1: imatge: ExtremeTech
Això també pot suposar un repte per a l'usuari final pel que fa a l'elecció dels components. Un comprador desconfiat pot inclinar-se a comprar un alimentador més petit o un refrigerador de CPU més feble si la consideració es basa només en TDP. Tot i que és possible executar la CPU amb un refrigerador que es classifiqui per al seu TDP exacte (un refrigerador de 95W per a una CPU classificada de 95W), la CPU definitivament dispararà més enllà del seu TDP classificat tan bon punt s’activin els mecanismes de reforç turbo. Això pot presentar problemes en termes de refredament. Per tant, l’enfocament d’Intel sobre les classificacions TDP dels seus processadors és una mica més enfangat que el d’AMD i, per tant, deixa més marge per a la interpretació.
Com calcula AMD TDP
L’AMD no és, en cap cas, perfecte quan es tracta d’assignar qualificacions TDP a les seves CPU. El gran desavantatge de l’enfocament d’AMD, però, és que AMD mesura la producció de calor del processador en el seu rellotge d’increment màxim, en contrast amb l’enfocament d’Intel en què es mesura al rellotge base. Això pot ser una indicació una mica més precisa de la quantitat de calor que pot produir la CPU en casos d'ús regulars.
AMD anuncia el 'consum de potència' dels seus xips com a números TDP en la seva presentació - Imatge: AMD
S'ha informat que la definició interna de TDP d'AMD és: 'La potència de disseny tèrmic (TDP) és estrictament la mesura de la producció tèrmica d'un ASIC, que defineix la solució de refrigeració necessària per aconseguir un rendiment nominal'. Aquesta afirmació és bastant senzilla en essència. AMD descriu els requisits bàsics d’una classificació TDP per a un ASIC (Circuit integrat específic de l’aplicació o CPU Ryzen en aquest context). Aquesta directriu d’AMD ofereix una mica més de informació als fabricants de refrigeradors perquè puguin dissenyar una solució de refrigeració adequada per a les CPU en qüestió.
Hi ha una part confusa en la declaració d’AMD. AMD fa referència al 'rendiment nominal' del processador en la seva definició de TDP. Això significa bàsicament que la classificació TDP només és vàlida per als processadors que funcionen entre les seves freqüències base i boost. Això descarta la possible funció d’auto-overclocking de Precision Boost 2.0, que utilitza un marge de càrrega tèrmic i de potència per aconseguir els rellotges d’impulsió màxims que el processador pot copejar, sense incomplir els límits tèrmics i de potència.
L’enfocament d’AMD també inclou una fórmula per TDP que pot ajudar els fabricants de refrigeradors a dissenyar adequadament les seves solucions de refrigeració.
Fórmula TDP
La fórmula donada per AMD per TDP és la següent:
TDP (watts) = (tCase ° C - tAmbient ° C) / (HSF θca)
GamersNexus va desglossar aquesta fórmula en els seus informes. Vegem què significa:
- tCase ° C es defineix de la següent manera: 'Temperatura màxima per a la unió de la matriu / distribuïdor de calor per aconseguir un rendiment nominal'. S'ha informat que la definició interna d'AMD és la següent: 'Temperatura màxima del cas. La temperatura màxima quan es mesura a la ubicació del paquet especificada per la guia de disseny tèrmic adequada. ' Tcase max s’utilitza per al disseny de solucions tèrmiques i en simulacions tèrmiques.
- tCase significa 'caixa', com en un distribuïdor de calor integrat o IHS, no el xassís de l'ordinador. Particularment, es refereix a la temperatura en el punt en què la matriu de silici compleix amb IHS. Tingueu en compte que això no és 'la calor que fa la CPU', sinó 'la calor que pot fer la CPU abans que Precision Boost 2 comenci a accelerar-se'. Una tCase inferior generaria un TDP inferior a la fórmula.
- El següent número de la fórmula és tAmbient, que és el subtrahend deduït del minuend tCase abans que el resultat es divideixi per la resistència tèrmica. AMD defineix tAmbient ° C com la 'temperatura màxima a l'entrada del ventilador HSF per aconseguir un rendiment nominal'.
- HSF fa referència al dissipador de calor i al ventilador, de manera que el refrigerador de CPU muntat a la part superior del processador. Aquesta és la temperatura de l’aire al voltant del dissipador de calor, ja sigui en un banc obert o en una caixa de PC. TAmbient inferior significa TDP més alt, però tAmbient és definit per AMD en la seva fórmula TDP i no el defineix el vostre propi tAmbient. AMD defineix HSF HSca (° C / W) com: El mínim de ° C per Watt del dissipador de calor per aconseguir un rendiment nominal.
Les especificacions d’AMD per a la fórmula les proporciona AMD en aquesta taula: Imatge: GamersNexus
La fórmula conté substància?
Tenir una fórmula específica per a aquest cas d’ús pot semblar la solució perfecta a les idees errònies al voltant de TDP, però en realitat està lluny d’això. En primer lloc, cal tenir en compte que cap dels valors de la fórmula està fixat. Tots els valors són variables que canvien amb el processador en qüestió. Això significa que els números es poden manipular a voluntat per obtenir el valor TDP desitjat, i el valor TDP es pot manipular només per obtenir els números definits arbitràriament a la part dreta. Per això, es va afirmar que els valors TDP són 'seleccionats' més que 'calculats' per Intel i AMD.
Però vegem la fórmula per veure què significa realment. Segur que hi hauria alguna cosa substancial darrere d'una equació matemàtica? Bé, resulta que, de fet, hi ha algun ús d’aquesta fórmula en el procés de fabricació d’un refrigerador per a la CPU. La fórmula cobreix bàsicament els factors que serien necessaris per assolir l'objectiu TDP seleccionat pel fabricant de la CPU. Tot i això, les variables de la fórmula no tenen cap importància per a l'usuari final.
Fins ara podia semblar que els números TDP són només alguns anuncis promocionals que les empreses estan posant a les seves caixes de CPU només per enganyar el consumidor. Tanmateix, no és del tot així. La qüestió de fet és que AMD i Intel mai van afirmar que el TDP volgués indicar el consum de potència de la CPU. Enumeren específicament el TDP com a indicador de la potència tèrmica de sortida i com a guia per al refrigerador necessari per dissipar la calor de la CPU. Els conceptes equivocats al voltant del TDP provenen de molts factors, sobretot l'ús de 'watts' per representar l'energia tèrmica, que es pot malentendre fàcilment.
Com són útils els números TDP
Podeu inclinar-vos a pensar que els números TDP que publiquen AMD i Intel no tenen cap significat per a l'usuari final. Aquesta afirmació pot ser certa fins a cert punt, però no vol dir que els números TDP siguin del tot inútils. Aquest enfocament té dos grans avantatges:
Diferents processadors al mateix TDP
El primer gran avantatge de dissenyar una classificació TDP per als processadors és que AMD i Intel poden treballar en les altres variables de la fórmula TDP per aconseguir l’objectiu TDP desitjat. Es va explicar anteriorment que les variables de la fórmula es podrien manipular a voluntat per aconseguir el resultat desitjat. Pot ser que això no sigui tan dolent a la pràctica. En realitat, això significa que el fabricant pot seleccionar un TDP raonable per al seu component i, a continuació, ajustar els components interns del component per obtenir el resultat desitjat. Aquesta és una explicació una mica simplificada de per què aquesta fórmula està tan oberta a la manipulació.
Les variables d’aquesta fórmula varien de CPU a CPU, mentre que podem veure diverses CPU d’AMD i Intel que comparteixen el mateix TDP. Per exemple, el Ryzen 7 3800X, el Ryzen 9 3900X i el Ryzen 9 3950X comparteixen el mateix TDP de 105 watts. Tothom té clar immediatament que el Ryzen 9 3950X consumeix la major quantitat d’energia de totes les CPU que comparteixen aquest TDP. Això es deu al fet que AMD ha assolit aquest objectiu TDP manipulant i ajustant els altres valors de la fórmula, per obtenir la millor transferència tèrmica i eficiència tèrmica amb un consum de potència superior.
Dissenyant solucions de refrigeració
El segon avantatge important de les qualificacions TDP és en realitat el principal motiu pel qual els números TDP van ser seleccionats en primer lloc. Atès que TDP és el nombre escollit per Intel i AMD per referir-se a la quantitat de calor que el refrigerador ha de poder dissipar perquè la CPU funcioni tal com es vol, aquest valor ajuda els fabricants de refrigeradors a dissenyar solucions de refrigeració adequades per a les CPU. Això garanteix que les CPU que estan fabricant els fabricants tinguin refrigeradors adequats disponibles al mercat tant de fabricants propis com de tercers.
El refredador de torre BeQuiet PureRock Slim té un TDP anunciat de 120W - Imatge: BeQuiet
Quan s’anuncia una nova CPU, AMD / Intel envia un document detallat als dissenyadors més frescos anomenat “Thermal Design Guide”. Aquesta guia conté tota la informació necessària sobre el xip en qüestió, inclòs el mètode utilitzat per 'calcular' el TDP d'aquest processador. Tots els ajustaments que s’han fet a la fórmula també s’indiquen a la guia perquè el fabricant del refrigerador també pugui ajustar-se a les manipulacions. Els fabricants són lliures d’elaborar les seves pròpies solucions de refrigeració, que després se sotmeten a proves rigoroses amb les CPU en qüestió. Aquesta prova garanteix que el refrigerador sigui capaç d'assegurar-se que el xip funciona al seu nivell de rendiment nominal, sense incomplir TJmax.
Fabricants de refrigeradors a TDP
Els fabricants d’aquestes solucions de refrigeració també estan polaritzats en el tema del TDP. És evident que cap d’ells realment confia en les xifres que publiquen AMD i Intel per a les seves CPU. A causa del nivell d’ajust i manipulació de la fórmula TDP, i de la variació de la potència de consum i de les tèrmiques a causa de les tècniques d’augment, els fabricants de refrigeradors presten poca atenció al nombre real. Els fabricants solen validar el funcionament dels refrigeradors mitjançant les seves pròpies proves a les CPU en qüestió.
És possible que hagueu notat que els refrigeradors també tenen una classificació TDP anunciada. Aquest és un altre número TDP que no conté molta substància quan es tracta d’operacions del món real. Si un refrigerador té una potència de 95W TDP, no vol dir necessàriament que pugui refredar un processador que també tingui una potència de 95W. Aquí hi ha massa variables en joc per fer una declaració de manta definitiva com aquesta. Els fabricants de refrigeradors realment proven i elaboren les seves pròpies qualificacions TDP per als seus refrigeradors, que poden complir o no les qualificacions que han publicat AMD i Intel.
Les proves tèrmiques i les revisions adequades haurien de ser l’únic punt de referència a l’hora de comprar un refrigerador per a la vostra CPU. Les puntuacions TDP tant de la CPU com del refrigerador només poden ser bones per confondre el comprador potencial.
Si no és TDP, llavors què?
Si us preocupa el consum d’alimentació de qualsevol CPU que pugueu considerar comprar, hi ha una manera d’esbrinar-ho exactament. En lloc de dependre dels números TDP fets que ofereixen indicadors del consum real de pocs o nuls, sempre s’hauria de revisar en profunditat i el rendiment tèrmic d’una CPU particular abans de comprar. El TDP no explica tota la imatge. Pot resultar força enganyós per als clients que només veuen 'watts' impresos al costat d'un número i suposen que és la potència màxima de consum.
Les revisions completes en profunditat de les CPU i altres components inclouen generalment els números de consum d’energia que es mesuren tant des del connector de la CPU de 12 pins ATX com des de la paret. Això dóna una idea molt precisa sobre el consum de potència de la CPU en diferents escenaris. A diferència dels números TDP, els nombres d’extracció de potència que es calculen d’aquesta manera són bastant representatius dels nombres reals que podríeu esperar veure en funcionament normal. Aquests valors també tenen en compte els algoritmes de reforç i les millores OC pròpies que es puguin activar en determinades CPU. Jutjar el consum de potència d’una CPU d’aquesta manera és molt més precís i representatiu dels resultats reals del món real que estimar el consum de potència de les qualificacions TDP.
Les xifres reals de ressenyes deixen clar que el consum real d'energia és molt superior als TDP anunciats - Imatge: TomsHardware
Paraules finals
En conclusió, és bastant obvi que els números TDP no són representatius del consum de potència d’una CPU en escenaris del món real. El TDP és una classificació més flexible del que la majoria de la gent s’adona. Sobretot, és un número seleccionat per AMD i Intel per donar als fabricants de refrigeradors un determinat objectiu, al voltant del qual han de dissenyar les seves solucions de refrigeració. Hi ha molt marge per a la interpretació en aquesta classificació i, per tant, comporta una gran idea equivocada. El TDP no és, de cap manera, una representació exacta de la potència màxima consumida d’una CPU, tal com podrien suposar la majoria dels compradors poc confiats.
La qualificació té els seus usos en alguns casos, però, que es preocupa més pel refredament de la CPU en lloc de consumir energia. Els fabricants de refrigeradors tampoc no estan d’acord amb l’ús de números i fórmules TDP per part d’Intel i AMD. Dissenyen la seva pròpia metodologia i proves per comprovar si la solució de refrigeració que van produir és adequada per a una determinada CPU. També pot ser imprecís comparar directament els números TDP d’una CPU amb una altra, simplement perquè tots dos utilitzen “watts” en el seu sistema de classificació. L'usuari final sempre ha de tenir en compte les ressenyes abans de prendre una decisió de compra.
