Доброго времени суток.

Темой нашей беседы в рамках этой статьи будет TDP процессора — что это и «с чем его едят», как говорил медвежонок Умка в одноименном мультфильме:).

Объяснение непонятного

Эта неизвестная многим аббревиатура скрывает в себе такое определение на английском языке - thermal design power, а иногда вместо последнего слова подразумевается «point».

Переводится это как «конструктивные требования по теплоотводу».

О чем говорит данный параметр? Начну с самого начала, чтобы было понятно даже тем, кто мало знаком с компьютерами.

Как известно, практически все вычисления на ПК выполняет . От такого тяжелого труда он нагревается и, соответственно, выделяет тепло. Дабы он не перегорел, в комп устанавливается система охлаждения, предназначенная специально для определенного семейства процев. Так вот, на какой отвод тепла она рассчитана и указывает TDP.

На что может повлиять несоответствие требований реальным показателям? Это очевидно. Если микросхема будет постоянно перегреваться, сначала она перестанет выполнять только некоторые из поставленных вами задач, и незадолго после этого перегорит. Вот почему ватты на системе охлаждения, то есть TDP, должны равняться (или даже преувеличивать) производительности проца.

Как ведется расчет?

Допустим, в характеристиках к кулеру указано, что он справляется с тепловой мощностью в 30 Вт. Это значит, что он способен отводить такое тепло при нормальных условиях работы процессора (нормальных, не повышенных!); повышение температуры предполагается лишь изредка. Я имею в виду, что производитель изначально подразумевает, в какой примерно среде будет использоваться CPU (температура, влажность и пр.) и в соответствие с этим устанавливает требования к системе охлаждения.

Если говорить по простому то ТДП — это количество тепла которое выделяет проц (при нормальных условиях работы), обозначенное в условных единицах.

Кстати, прошу не путать TDP с энергопотреблением процессора, то есть первый параметр не показывает максимальную мощность устройства, а говорит, сколько тепла может отвести кулер.

Еще не стоит сравнивать показатели одной системы с другой. Потому что изготовители процев по-разному устанавливают требования по теплоотводу. Во-первых, рабочая температура в разных моделях отличается. И если для одних будет критичной 100 °С, для других - в половину меньшая.

Во-вторых, изготовители обычно указывают средние TDP для целых семейств микросхем. Но выпущенные ранее устройства потребляли меньше энергии, чем современные. Поэтому прописывается обычно максимальная величина, которая подходит для всех.

Перечислять требования для каждой линейки процев разных брендов я не буду, чтобы не захламлять статью лишней информацией. Если вам интересно, поищите в интернете характеристики конкретно для своего девайса. Вот например таблицы для i7: https://ark.intel.com

А вот таблица всех процов от АМД:

В общем. Если вы подбираете охлаждение для процика то берите кулер с показателем ТДП с небольшим запасом. На всякий случай.

На этом всё друзья.

Старался написать как можно более понятно и кратко, надеюсь вопросов не возникнет.

Помните, что на этом сайте вы всегда желанный гость.

До новых встреч на его страницах!

Время на чтение: 3 мин

Многие наверно замечали на процессорах, видеокартах такой параметр как TDP. Расшифровывается этот параметр как thermal design power, а на русском это говорится о требование системы охлаждения. Грубо говоря если TDP процессора 95 Ватт, то система охлаждения должна как минимум отводить 95 Ватт тепловой энергии. В статье мы подробно разберем что это tdp процессора, для чего это, как узнать.

Что такое TDP процессора

Что же такое TDP процессора? Как вы знаете, то все операции на компьютере выполняет процессор. От такой нагрузки он не плохо греется и чтобы во время работы он не сгорел, нужно устанавливать систему охлаждения, то есть простыми словами кулер(вентилятор с радиатором) который крепится на процессор. Кулеры для каждого семейства процессора разные, поэтому просто взять любой и поставить не получится. Мало того что крепление может не подойти, так он еще может не справится с выделяемым теплом процессора, из-за чего процессор будет греться и выйдет из строя. А чтобы понять какой вам нужен кулер, как раз таки параметр TDP вам поможет.

Давайте подробнее разберем этот параметр на примере процессора Intel Core i5-7400

Как узнать tdp процессора

Узнать tdp процессора, то есть тепловыделение при его работе довольно просто. Этот параметр пишется в каждом магазине. Мы зашли в первый магазин в поиске и переходим в характеристики. Там видим раздел "Тепловые характеристики", где как раз и находится нужный нам параметр TDP.

Из полученных данных мы можем сделать вывод, что TDP процессора Intel Core i5-7400 составляет 65Вт. Теперь нужно подобрать кулер для этого процессора. Если процессор выдает 65 Ватт тепловой энергии, то рассеивающая мощность кулера должна быть как минимум 65 Ватт.

При выборе кулера первым делом нужно обращать внимание на сокет на материснкой платы. Сокет - это куда вставляется процессор. Узнать сокет можно там же, где и TDP.

Как видим, сокет у нас 1151. Теперь остается найти кулер для сокета 1151, с рассеивающей мощностью как минимум 65 Ватт.

Находим кулер Cooler Master XDream i117, у которого такие характеристики:

Сокет и рассеивающая мощность подходит, значит для этого процессора можно взять такой кулер.

Еще этот параметр служит для правильного подбора блока питания. Ведь блок питания подбирается на основание тех компонентов которые будут установлены. Чем выше значение TDP у процессора и видеокарты, тем мощнее должен быть блок питания.

А вы знали что если процессор начал греться, то это означает что пора почистить системный блок от пыли и заменить термопасту. Если вам интересно как нанести термопасту на процессор , то мы недавно это обсуждали.

Довольно часто в технической периодике упоминаются такие характеристики процессоров, как TDP, температура кристалла, максимальная рассеиваемая мощность и т. д. Однако широкая публика недостаточно проинформирована о том, что означает каждый термин и как его трактовать, в обзорах порой появляются не совсем правильные толкования тех или иных результатов и, соответственно, ошибочные выводы. В статье рассмотрены вопросы тепловыделения на примере процессоров Intel, а также некоторые особенности CPU следующих поколений.

Как известно, у каждой сущности есть две крайности. Применительно к микропроцессорам это производительность и энергопотребление, причем первый параметр нам знаком лучше, так как ему в прессе уделяется наибольшее внимание, а о втором рядовой пользователь ПК осведомлен значительно меньше. Знания же эти делятся на две час-ти - эмпирические и теоретические, при этом вторые чаще всего сводятся к знакомству с загадочной аббревиатурой TDP (Thermal Design Point или Thermal Design Power) и соответствующей единицей измерения - ватт. Термин TDP не имеет устоявшегося русскоязычного эквивалента, его можно перевести как «термальная проектная мощность» процессора. Понятием TDP чаще всего пользуются для того, чтобы охарактеризовать термальные (тепловые) показатели микропроцессора (его «горячесть»: чем меньше, тем лучше), и при прочих равных условиях процессору с низким TDP отдается предпочтение. Кроме того, данный показатель служит еще одной цели - устрашению потребителя. Мол, этот процессор рассеивает «много ватт», поэтому его применение в домашних или офисных условиях невозможно.

Как будет видно далее, все определяется не величиной этой мощности, а тем, насколько эффективно мы можем ее рассеивать. Эмпирическую оценку пользователь ПК получает «на слух» - компьютер шумит (что чаще всего связывают с системой охлаждения процессора), или же визуально - через BIOS либо с помощью ПО, поставляемого производителем материнской платы. К сожалению, этим характеристикам обозреватели обычно не уделяют должного внимания, а именно: не просто упоминанию значений температуры в тех или иных местах платы, а их правильному толкованию. К примеру, если пользователь ПК наблюдает в показаниях утилиты температуру процессора в 100 °С, отчаиваться не стоит - на самом деле она гораздо ниже. При столь высокой температуре процессор просто не смог бы функционировать, так как в случае перегрева, каковым и является данное значение, CPU просто остановится. А это означает, что подобная температура не может быть достигнута даже теоретически.

Собственно, главная цель предлагаемого материала - разъяснить, что же скрывается под упомянутыми характеристиками и как их нужно правильно понимать и использовать. Все дальнейшие рассуждения относятся исключительно к микропроцессорам Intel.

Прежде всего напомним некоторые принципы энергообеспечения микропроцессоров и основы термодинамики, чтобы дать представление о круге задач, решаемых производителем.

Микропроцессор Intel снабжается энергией от источника VRD (Voltage Regulator Down), многим известного как преобразователь напряжения. Он преобразует напряжение 12 В в требуемое для питания процессора - около 1,5 В и менее (Vcc - Voltage CPU Сore, напряжение питания ядра процессора). При этом происходит преобразование напряжения питания на шине 12 В с током 16 А (192 Вт), как указано на блоке питания, в напряжение питания 1,5 В, но током в 100 А (данные цифры приводятся исключительно для упрощения математических расчетов). В такой ситуации, конечно, происходит потеря части мощности (в нашем случае это, к примеру, 42 Вт), поскольку преобразователь имеет КПД менее 100%. Итоговый ток в 100 А поступает на процессор по нескольким сотням ножек - в технической документации можно с удивлением обнаружить, что большинство контактов сокета LGA775 задействованы под питание процессора и заземление.

Значение этой части мощности довольно высоко. Процессор с частотой ядра в 3 GHz рассеивает меньше, чем CPU с частотой 3,4 GHz, но оба они попадают под TDP 95 Вт! О самом параметре TDP мы поговорим чуть ниже, главное пока - понять, что максимальная рассеиваемая процессором мощность - не то же самое, что параметр TDP.

Мощность, покидающая процессор, превращается в тепло, которое для уравнивания теплового баланса должно переместиться в другое место. Если бы возможность отвода этого тепла от процессора не была предусмотрена, то температура CPU стремительно возросла бы и он вышел бы из строя. Поэтому тепло, сгенерированное процессором (его кристаллом), нужно отвести подальше от микросхемы и потратить на абсолютно бесполезную вещь - нагрев воздуха в комнате. Для этого был придуман Fan Heatsink Solution, или активная система охлаждения. Современная конструкция изображена на рисунке (вентилятор там не показан). Тепло, выделяемое кристаллом процессора (на рисунке - темно-зеленого цвета), выводится из него в следующем порядке: сначала проходит через теплопроводящий материал микросхемы, затем попадает на металлическую крышку распределителя (основное назначение которой - не механическая защита кристалла, как многие полагают, а равномерное распределение тепла, рассеиваемого кристаллом микропроцессора). После этого оно перемещается на так называемый теплопроводящий материал, который нанесен на подошву радиатора и имеет разные кристаллические фазы в зависимости от температуры (поэтому никогда не пытайтесь снять теплоотвод с процессора без предварительного включения ПК на 10-15 мин, иначе можно просто вырвать процессор из сокета, особенно при использовании Socket 478). Далее тепло поступает на радиатор и при помощи обдува вентилятором выходит за пределы конструкции.

Еще раз напомним, что главная задача этой конструкции - отвести тепло от микропроцессора и развеять его в окружающем пространстве. На этом пути нас ожидают определенные трудности, и основная из них связана с обеспечением термальной эффективности устройства. Оно представляет собой «слоеный пирог», каждый слой которого может как помочь, так и навредить. Любой материал имеет свою характеристику теплового сопротивления или, в терминологии Intel - термальную эффективность (в документации на процессор - параметр Ψ). Это означает, что он будет нагреваться, а в итоге тепло может вернуться на кристалл процессора. Тепловое сопротивление измеряется в °C/Вт (чем меньше, тем лучше) и показывает, что при прохождении через материал тепловой мощности в 1 Вт температура материала поднимется на эту величину. Например, при прохождении одного ватта тепловой мощности через материал радиатора с параметром Ψ = 0,3 °С/ Вт его температура повысится на 0,3 °С, при 100 Вт тепловой мощности нагрев составит уже 30 °С. Добавив к этому значению температуру окружающей среды в 40 °С, без особых усилий получим целых 70 °С! А это значит, что рано или поздно нагреется и процессор, чего мы как раз и хотим избежать, или, по крайней мере, минимизировать.

Автор пытался оценить качество термопаст, распространенных на отечественном рынке, - оно не выдерживает критики. Во всех случаях их использование приводило к тому, что частота вращения вентилятора теплоотвода процессора была на 200-300 оборотов больше, чем для теплопроводящего материала от Intel. Причина этого - высокое значение теплового сопротивления. Конечно, Intel не выпускает такой материал для своих «коробочных» изделий самостоятельно, но при выборе поставщика проводится тщательный анализ по соотношению цена/производительность. Материалы с самыми хорошими характеристиками стоят дорого, та же закономерность свойственна и для радиаторов. Можно сделать его целиком медным и с огромной площадью рассеивающей поверхности, но он выйдет тяжелым, громоздким и дорогим. Можно использовать дополнительный вентилятор, воздушный поток от которого будет «сдувать» тепло с поверхности радиатора - дешево, но шумно. Есть и другие экзотические способы - например водяное охлаждение, криогенные установки. Они более эффективны, но в массовое производство вряд ли попадут из-за высокой цены и низкой надежности.

Поэтому Intel использует ряд технических решений, в итоге дающих оптимальный баланс. Поиск оптимального решения для охлаждения - это всегда компромисс между стоимостью, эффективностью и надежностью. Общий термальный показатель теплоотвода является суммой тепловых сопротивлений каждого из элементов нашего «пирога», которые встречаются на пути движения тепловой мощности. И каждый элемент может существенно влиять на итоговую интегральную характеристику термальной эффективности теплоотвода.

Подробнее о TDP

TDP - величина, которая применяется для расчета термальной эффективности системы охлаждения. Широко распространенное мнение о том, что TDP определяет максимальную рассеиваемую мощность процессора Intel, в корне неправильно.

Как же используется TDP? Входными данными для расчета тепловой эффективности системы охлаждения (и в итоге разработки ее дизайна) являются значение TDP и максимальная рабочая температура кристалла T case max . Она измеряется в точке T case (см. рис.) - геометрическом центре на поверхности крышки распределителя тепла (обратите внимание: T case - это не температура кристалла, как ошибочно считается). В качестве примера рассмотрим значение TDP в 95 Вт, которое сегодня применяется для расчета систем охлаждения приблизительно у 90% настольных процессоров Intel. Tcasemax для них составляет приблизительно 70 °С (точное значение можно узнать в базе данных SSpec на сайте support.intel.com по SL-коду, присутствующему на маркировке микросхемы и картонной упаковке процессора). Формула для расчета термальной эффективности (теплового сопротивления) будет выглядеть так:

T case max = T ambiеnt + TDP × Ψ,

где T ambiеnt - температура «окружающей среды»,

Ψ = (T case max - T ambiеnt)/TDP = (70 - 38)/95 = 0,34 C/Вт.

В итоге мы должны спроектировать систему охлаждения с такой термальной эффективностью. И тут начинается борьба «добра» (термальная эффективность) со «злом» (экономичность).

Представим, что мы разработали такую систему, теперь ее нужно проверить. Для этого придется повредить поверхность крышки распределителя тепла. В ней делается канавка, в которую закладывают одну термопару. Другую располагают на поверхности двигателя вентилятора (на рис. T ambient). Первой термопарой мы измеряем температуру кристалла, а второй - окружающей среды. Начинаем постепенно загружать процессор и смотрим, как работает наша система охлаждения. При достижении порога 95 Вт температура в точке измерения не должна превышать 70 °С. Указанную мощность могут рассеивать всего несколько моделей из 90% вмещающихся «под зонтиком» в 95 Вт, остальные никогда не доберутся до данного значения. Например, в линейке процессоров Intel Pentium 6×1 все модели рассеивают до 86 Вт, т. е. гипотетически можно предположить, что только начиная с частоты ядра 3,8-4 GHz указанный барьер будет преодолен.

Итак, если во время наших замеров температура в этой точке превышает T case max = 70 °C, что-то здесь не так. Например, на подошву радиатора мы нанесли дешевую термопасту. Возникает вопрос, сколько же максимально может рассеивать процессор Intel при TDP в 95 Вт. В принципе, самая топовая модель семейства способна рассеивать и немногим больше, но это достижимо только при запуске специальной утилиты Intel (широкой общественности она недоступна), задача которой заставить работать все транзисторы на процессоре. С помощью коммерческого ПО этого результата добиться практически невозможно.

Теперь перейдем к вопросу о том, можно ли использовать показания датчиков из BIOS или специализированного ПО для оценки эффективности системы охлаждения. Для этого нужно понять, какую же температуру пользователь видит в настройках BIOS или ПО материнской платы. Дело в том, что на самом кристалле есть два термодатчика. Об одном, датчике управления TCC, мы временно забудем. Второй (на рис. T diode) представляет собой термодиод, у которого анод и катод выведены на две контактные площадки процессора в корпусе LGA4 (для гнезда LGA775). Есть несколько моделей использования этого датчика. К примеру, на плате стоят так называемый токовый компаратор и схема АЦП, которая преобразует разницу токов эталонного и конкретного датчика в цифру и сообщает пользователю это значение через BIOS или специализированное ПО от производителя платы, предварительно проведя конвертацию данного значения в температуру по имеющемуся шаблону, который может быть ошибочным. То есть при считывании числа 12, которое должно соответствовать температуре в 40 °С, мы переводим его в 47 °С или, что еще хуже, мы считали с датчика вместо 12 число 16, что соответствует 70 °С.

Таким образом, мы видим так называемую температуру кристалла… которую уже один раз измеряли, но в другом месте и другим способом. Здесь и сокрыто наибольшее число проблем, вот несколько из них. Во-первых, датчик показывает температуру в конкретном месте на кристалле, и если она в этой точке равна 100 °С, то это еще не означает, что весь кристалл имеет такую же температуру. Ее значение, отображаемое на экране монитора, во многом определяет используемое прикладное ПО. А именно: при 90% загрузки процессора во время игры в DOOM она составит 70 °С, а при тех же 90% загрузки в Photoshop - 55 °С. Т.е. температура в этой точке зависит от того, какие близлежащие блоки CPU используются наиболее активно.

Во-вторых, схема преобразования на плате может быть не откалибрована (чаще всего коррекция калибровки делается через BIOS) или попросту выйти из строя, а специализированное ПО материнской платы - ошибочно запрограммировано на неверный шаблон значений. По этим причинам Intel категорически не рекомендует использование значений данного датчика (в BIOS или ПО плат) для выполнения работ по термальной валидации собранных ПК. Как пример можно привести , в которой исследовались производительность и тепловые характеристики процессора Intel Pentium Extreme Edition 955 на материнской плате Intel D975XBX. Проведя большое количество замеров температур этим (не рекомендованным) датчиком и получив бoльшие значения, обозреватель сделал вывод о том, что показатель максимальной рассеиваемой мощности данного CPU составляет 200 Вт, а не 130, как заявляет Intel.

С подобной ситуацией столкнулись сотрудники одного из популярных англоязычных Web-ресурсов. Когда они увидели, что датчик показывает аномальные значения температур в 100 °С и более, то обратились в Intel, и после безуспешной попытки решить проблему через обновление BIOS (чаще всего это устраняет аномальные показания) пришлось заменить плату. Кроме того, опыт оверклокинга данного процессора (с разблокированным коэффициентом умножения) говорит о том, что со стандартной системой охлаждения Pentium Extreme Edition 955 можно разогнать до 4,2 GHz без модуляции частоты ядра (об этом позже). И стоит еще раз напомнить, что 130 Вт - это проектная характеристика системы охлаждения, а не процессора. Другими словами, это явилось подтверждением рекомендации производителя не использовать данные значения для оценки эффективности систем охлаждения.

Возникает вопрос: зачем такой датчик, где его можно использовать? Основное его назначение сегодня - управление частотой вращения вентилятора системы охлаждения для LGA775. Та же схема считывает показания этого датчика и с помощью четвертого провода вентилятора системы охлаждения (подключаемого к материнской плате), используя ШИМ-модуляцию, управляет частотой вращения вентилятора. Эта схема существенно отличается от применявшейся в системе охлаждения Socket 478, где вентилятором управлял датчик температуры, располагавшийся над двигателем, под крышкой вентилятора с маркировкой Intel. При такой схеме необходимо было учитывать инерционность системы охлаждения, в связи с чем вентилятор работал на оборотах значительно выше, чем необходимо, а значит, шум был более высоким. Температура процессора могла резко возрасти (точка T diode), но мы почувствовали бы это только через длительное время - датчик температуры, который призван немедленно реагировать на все изменения, находится в точке T ambient . Вот и приходилось крутить вентилятор на скорости 2000, а не 1500 об/мин.

На LGA775 система контроля за температурой кристалла T diode моментально реагирует на рост температуры и увеличивает частоту вращения. Как и в предыдущем случае, производитель платы может ошибиться в программировании системы управления и разгонять вентилятор тогда, когда в этом нет необходимости. Данная проблема с неоткалиброванными датчиками или ошибочным программированием будет устранена в следующем поколении чипсетов семейства Broadwater (i965), где схема считывания температуры и управления частотой вращения вентилятора является частью системной логики. Кроме этого, датчик(и) на процессоре Conroe станут цифровыми (схема цифровых датчиков уже работает на Intel Core Duo и называется DTS).

В качестве промежуточного итога отметим следующее. Показатель TDP процессора используется как отправная точка при расчете тепловой эффективности системы охлаждения для этого CPU. Применение датчика температуры (T diode) для схемы управления частотой вращения вентилятора - на сегодня один из наиболее прогрессивных механизмов снижения уровня шума ПК, по крайней мере, в части системы охлаждения процессора. Однако не следует применять показания этого датчика как точную оценку термальной эффективности системы охлаждения процессора и тепловых характеристик системы.

Поведение CPU при перегреве

Отдельно рассмотрим, как ведет себя процессор Intel, когда система охлаждения не справляется с отводом тепла. Этим заведует второй датчик на CPU, который полностью автономен и доступа к нему нет (на рис. это T prochot). Все пороговые значения для него «зашиваются» на фабрике на этапе изготовления. Их два - T prochot и T thermtrip . При достижении датчиком первого значения начинается модуляция частоты ядра процессора. Существуют две схемы - TM2 и TM1. Чаще всего производитель платы сам решает, какую из них использовать, но Intel рекомендует по возможности применять TM2. В этом случае у процессора меняется коэффициент умножения до 12 (2,4 GHz у новых образцов) или 14 (2,8 GHz у старых), а затем снижается напряжение питания ядра. При нормализации температуры CPU возвращается в номинальную рабочую точку в обратном порядке. При изменении напряжения питания процессор доступен и работает, тогда как при изменении коэффициента умножения он становится недоступным на 5 или 10 мкс (в зависимости от модели).

По схеме TM1 выполняется модуляция частоты ядра - из 3 мс ядро простаивает 1,5 мс и работает 1,5 мс. У нее есть еще программная возможность управления скважностью. Данной схемой пользуются утилиты, которые снижают шум системы охлаждения. Понятно, что за это приходится платить производительностью, чудес не бывает. Назначение обеих схем простое: если процессор перегрелся, его необходимо притормозить, дав возможность остыть, что лучше, чем сразу останавливать работу - можно будет хотя бы сохранить файлы. Как только процессор остыл и датчик это «почувствовал», схема TCC (Thermal Control Circuitry) отключается. Конечно, добавлен небольшой гистерезис, дабы избежать постоянных переключений режимов.

Для ТМ2 и ТМ1 их включение проявляется в виде замедления работы системы. Если это не исправило положения, датчик немедленно включает схему THERMTRIP, все внутренние блоки процессора останавливаются и формируется сигнал, отдающий команду преобразователю напряжения (VRD) прекратить подачу питания на CPU. Приблизительное значение температуры, при которой возникает данная ситуация, - 90 °С. Совсем недавно появилась возможность включать схемы TM1/TM2 при перегреве VRD: процессор тормозится и начинает меньше потреблять, и VRD может «передохнуть». На Pentium D вместо сигнальной линии PROCHOT# используется FORCEPR# для активации замедления процессора при перегреве преобразователя напряжения.

Наличие отдельного датчика для схемы борьбы с перегревом порождает новую группу проблем. Мы можем видеть на процессоре температуру T diode = 100 °C, а на датчике T prochot она достигнет лишь 70 °С, т. е. по показаниям первого датчика процессор должен был уже давно остановиться, а он функционирует. И снова все определяется профилем ПО, который по-разному может влиять на показания этих датчиков. Самое неприятное в этой схеме защиты то, что по умолчанию она заблокирована, и задача BIOS материнской платы - включить ее. (забывчивость проектировщика BIOS или его ошибка может дорого обойтись владельцу ПК). В новейших процессорах Conroe одни и те же датчики используются как для схемы управления частотой вращения вентилятора, так и для управления СPU при перегреве. Это должно устранить проблему разночтения показаний датчиков. Данная схема реализована в Intel Core Duo (Yonah) - уже упоминавшийся DTS. Резюме простое: разработчики процессора делают все, чтобы даже при его перегреве сохранялась возможность продолжать работу. Даже в случае катастрофического перегрева можно не волноваться - сам CPU и правильно спроектированная материнская плата с корректной BIOS не позволят себя сжечь.

Дальше - лучше

В заключение затронем один из самых главных вопросов: что делает Intel для снижения показателя рассеиваемой мощности? Существуют два основных пути. Первый - на уровне микроархитектуры отключать те блоки процессора, которые в данный момент не используются. Эта схема наиболее активно применяется в мобильных микропроцессорах. Второй путь - вносить изменения на уровне полупроводниковых материалов. Одной из основных целей при внедрении техпроцесса 65 нм было уменьшение токов утечки, и этого удалось достигнуть - их значения снизились в сотни раз. В итоге, к примеру, мы получили двухъядерные микропроцессоры 900-х моделей степинга C-1, «умещающиеся» в термальный пакет 95 Вт на частотах до 3,4 GHz включительно.

Естественно, рассказ был бы неполным без попытки заглянуть в ближайшее будущее. В III квартале этого года ожидается десктопный процессор с кодовым названием Conroe, который на момент выхода явится квинтэссенцией инноваций Intel в области энергоэффективной производительности. Ожидается 40%-ное повышение быстродействия (по сравнению с Intel Pentium D 950) по тесту SPECint_rate и еще более высокий рейтинг в играх, при этом рассеивающий всего 65 Вт тепловой мощности, использующий более совершенную схему управления частотой вращения вентилятора и контроля перегрева.

Представленный материал в ряде мест был намеренно упрощен, однако, надеемся, не потерял при этом актуальности. Подробную информацию по тепловым характеристикам процессоров Intel можно найти на сайте support.intel.com в следующих документах: Thermal аnd Mechanical Design Guide (TMDG), Thermal Design Guidelines, Processor Datasheet, VRD Design Guide.

Основной и главной частью компьютера является процессор или CPU. Именно он влияет на производительность и качество работы вашего компьютера. Для выбора процессора следует руководствоваться тем, какие задачи будут решаться вами на компьютере: от простых (набор текста, бухгалтерия) до сложных (AutoCAD, 3D моделирование, вычислительный сервер).

На рынке представлены две компании, предлагающие пользовательские и серверные процессоры - Intel и AMD.

На данный момент компания Intel предлагает процессоры на трех основных сокетах:

• LGA1155 – процессоры Celeron, Pentium и Intel Core семейств Sandy Bridge и Ivy Bridge.
• LGA2011 – процессоры Intel Core и Xeon семейств Sandy Bridge и Ivy Bridge-E.
• LGA1150 – процессоры Intel Haswell

Компания AMD на данный момент предлагает процессоры на трех сокетах:

• Socket FM1 – процессоры семейства AMD Fusion
• Socket FM2 – процессоры семейств AMD Trinity и AMD Richland
• Socket FM2+ – процессоры семейства Kaveri
• Socket AM3+ – процессоры семейства AMD Vishera

Основные характеристики CPU

Тактовая частота процессора

Тактовые колебания внутри процессора создаются специальным кристаллом кварца, на который подается напряжение - тактовым резонатором. Под действием напряжения в кристалле образуются электроколебания. Они подаются на тактовый генератор, который преобразует их импульсы и передает на шины данных и адреса. Тем самым синхронизируется работа всех составляющих центрального процессора, шин и оперативной памяти.

Такт – наименьшая единица для измерения времени работы процессора. При обмене данных с другими комплектующими процессор может потратить больше одного такта (большая их часть будет тактами ожидания из-за более медленных, по сравнению с процессором, шин данных и микрочипов оперативной памяти).

Более высокая тактовая частота будет весомым бонусом только при прочих равных параметрах процессоров. В некоторых случаях процессоры с более низкой тактовой частотой превосходят своих «быстрых» оппонентов как в быстродействии при выполнении определенных задач.

Количество ядер и потоков

Вычислительное ядро процессора представляет собой отдельный кристалл, способный выполнять отдельный поток команд. На сегодняшний момент процессоры для ПК несут, как минимум, два физических ядра. По сути, каждое ядро обеспечивает дополнительный параллельный поток вычислений и увеличивает общую производительность процессора. Но это в теории. На практике меньше половины ПО поддерживает многопоточные вычисления (задействуют во время работы больше двух вычислительных потоков).

Поэтому необходимо подбирать многоядерный процессор под конкретные задачи:

• 2 ядра – интернет-серфинг, офисные и другие не ресурсоемкие приложения, старые или современные не ресурсоемкие компьютерные игры.
• 4 ядра – практически все компьютерные игры, музыкальные и видеоредакторы, некоторые графические редакторы
• Более 4 ядер (6 и 8) – серверное ПО, 2D и 3D графические пакеты и др.

Необходимо различать два понятия – физическое ядро и вычислительный поток (логическое ядро). С появлением технологии Hyper-threading от компании Intel количество вычислительных потоков (для операционной системы – логических ядер) увеличивалось в 2 раза по отношению к ядрам физическим. У каждого из логических процессоров есть свой набор регистров и контроллер прерываний, а остальные элементы процессора являются общими. Когда при работе одного из логических процессоров возникает пауза (кэш-промах, ошибка предсказания ветвлений, ожидание результата предыдущей инструкции), то управление передаётся потоку в другом логическом процессоре. Таким образом, пока один процесс ждёт, вычислительные ресурсы физического процессора используются для обработки другого процесса. Прирост производительности с помощью HT хоть и не двукратный, но довольно ощутимый (на Pentium 4 – до 30%, на Intel Core – от 20% до 50% в зависимости от модели).

Возможно, в будущем компьютерные игры перейдут на поддержку 8-ядерных систем. По крайней мере, производители игровых консолей следующего поколения уже анонсировали использование восьмиядерных решений от AMD.

Техпроцесс

При производстве полупроводниковых интегральных микросхем (в нашем случае, «камней» CPU) применяется фотолитография и литографическое оборудование. Разрешающая способность этого оборудования и определяет название применяемого конкретного технологического процесса.

Совершенствование технологии и уменьшение размеров полупроводниковых структур способствуют улучшению характеристик (размеры, энергопотребление, стоимость) изделий. Особую значимость это имеет для процессорных ядер (уменьшение потребления электроэнергии и повышение производительности).

Современные процессоры изготовляются по техпроцессам:

• 45 нм - Intel Core i3, i5, i7; AMD Phenom II X2, X3, X4, X6; AMD Athlon II X2, X3, X4)
• 35 нм - Intel Sandy Bridge; AMD Bulldozer; AMD Piledriver; APU AMD Llano и Trinity
• 28 нм – мобильные процессоры Qualcomm Snapdragon, Samsung Exynos 5 Octa, NVIDIA Tegra 4
• 22 нм – Intel Ivy Bridge, Intel Haswell

Кэш-память

Кэш –дополнительная быстродействующая память для хранения копий блоков информации из оперативной памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика. Различают кэши 1-го, 2-го и 3-го уровней (L1, L2 и L3, соответственно).

Кэш 1-го уровня имеет наименьшее время доступа, но малый размер, кроме того, кэши первого уровня часто делаются многопортовыми.

Кэш 2-го уровня обычно имеет значительно медленнее кэша 2-го уровня, но его можно сделать значительно больше по размеру. Работает кэш L2, обычно, на частоте процессора, что уменьшает задержку в обработке данных.

Кэш 3-го уровня – самый большой по объёму и довольно медленный кэш, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная память.

Рассеиваемая мощность (TDP)

TDP (thermal design power) – величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора. TDP показывает не максимальное теоретическое тепловыделение процессора, а требования к производительности системы охлаждения.

TDP рассчитан на "нормальные" условия, которые иногда могут быть нарушены. Например в случае поломки вентилятора или неверного охлаждения самого корпуса. При этом процессор дает сигнал выключения компьютера или переходит в режим троттлинга (throttling), когда процессор пропускает часть циклов.

На данный момент из домашних неразогнанных процессоров самыми горячими моделями у AMD считаются AMD Vishera (TDP – 125 Вт), у Intel – модель Intel Core i7-3970X Extreme Edition (TDP – 150 Вт), а также несколько моделей на LGA 2011(Intel Xeon с TDP в 135 Вт).

Множитель

Частота процессора получается из умножения его опорной частоты (обычно, FSB – частота шины данных) на "коэффициент умножения процессора". В технических характеристиках процессора этот коэффициент обозначается, как множитель.

Разгон процессора (увеличение его тактовой частоты) можно осуществить двумя способами:

• Увеличить опорную частоту (FSB)
• Увеличить значение множителя

В большинстве моделей множитель заблокирован (практически все модели от Intel и бюджетные модели от AMD), и разгон возможен только с помощью увеличения частоты шины данных. Модели с разблокированным множителем имеют в названии литеру «K» и рассчитаны на оверклокинг. Разгон прочих моделей процессоров производится на свой страх и риск, при неудачном исходе можно сжечь и процессор, и процессорное гнездо на материнской плате, и при всем этом лишиться гарантийного обслуживания.

Цены на модели приводятся усредненные для BOX-версий на январь 2014 года.

До 2000 рублей:

• Лучший вариант – Intel Celeron G1820 (LGA1150)
• Альтернатива – Intel Celeron G1610 (LGA1155)
• Альтернатива – AMD A4-5300 (Socket FM2)

От 2000 до 2500 рублей:

• Лучший вариант – Intel Pentium G3220 (LGA1150)
• Альтернатива – Intel Pentium G2030 (LGA1155)
• Альтернатива – AMD Athlon X2 370K (Socket FM2)

От 2500 до 3000 рублей:

• Лучший вариант – Pentium G3420 (LGA1150)
• Альтернатива – Athlon X4 750K (Socket FM2)
• Альтернатива – Pentium G2130 (LGA1155)

От 3000 до 3500 рублей:

• Лучший вариант – AMD FX-4130 (Socket AM3+)
• Альтернатива – AMD A8-5600K (Socket FM2)
• Альтернатива – AMD FX-4300 (Socket AM3+)

От 3500 до 4000 рублей:

• Лучший вариант – Intel Core i3-3220 (LGA1155)
• Альтернатива – AMD FX-4170 (Socket AM3+)
• Альтернатива – AMD A10-5800K (Socket FM2)

От 4000 до 4500 рублей:

• Лучший вариант – Intel Core i3-3240 (LGA1155)
• Альтернатива – AMD FX-6300 (Socket AM3+)
• Альтернатива – Intel Core i3-4130 (LGA1150)

От 4500 до 6000 рублей:

• Лучший вариант – AMD FX-8320 (Socket AM3+)
• Альтернатива – AMD FX-8120 (Socket AM3+)
• Альтернатива – AMD A10-6800K (Socket FM2)

От 6000 до 7500 рублей:

• Лучший вариант – Intel Core i5-4440 (LGA1150)
• Альтернатива – Intel Core i5-3450 (LGA1155)

От 7500 до 10000 рублей:

• Лучший вариант – Intel Core i5-4670K (LGA1150)
• Альтернатива – Intel Core i5-3570K (LGA1155)

Свыше 10000 рублей:

• Лучший вариант ~10000 – Intel Core i7-3770 (LGA1155)
• Лучший вариант ~11000 – Intel Core i7-4771 (LGA1150)
• Лучший вариант ~12000 – Intel Core i7-4770K (LGA1150)
• Альтернатива ~12000 – Intel Core i7-4820K (LGA2011)
• Лучший вариант ~20000 – Intel Core i7-4930K (LGA2011)
• Лучший вариант свыше 30000 рублей - Intel Core i7-4960Х Extreme Edition (LGA2011)

Офисный компьютер:

• Простая рабочая станция - Intel Pentium G3220
• Производительная рабочая станция - Athlon X4 750K

Домашний компьютер:

• «Для учебы» - Intel Core i3-3220
• Мультимедиа (обработка видео и 2D-графики и др. многопоточные вычисления) - AMD FX-8320
• Игровой компьютер - Intel Core i5-4670K
• Мощный игровой компьютер - Intel Core i7-4770K
• САПР и 3D-моделирование - Intel Core i7-4820K
• Мощность ради мощности - Intel Core i7-4960Х Extreme Edition

Прибора. К примеру, если система охлаждения процессора рассчитана на TDP 30 Вт , она должна быть в состоянии отвести 30 Вт тепла при некоторых заданных «нормальных условиях».

TDP показывает не максимальное теоретическое тепловыделение процессора, а лишь требования к производительности системы охлаждения.

TDP рассчитан на определённые "нормальные" условия, которые иногда могут быть нарушены. Например в случае поломки вентилятора или неверного охлаждения самого корпуса. Современные процессоры при этом или дают сигнал выключения компьютера, или переходят в так называемый режим троттлинга (англ. throttling ), когда процессор пропускает часть циклов.

Разные производители микросхем рассчитывают TDP по-разному, поэтому величина не может напрямую использоваться для сравнения энергопотребления процессоров. Всё дело в том, что различные процессоры имеют предельную температуру. Если для одних процессоров критической является температура в 100°С, то для других она может быть лишь 60°С. Для охлаждения второго потребуется более производительная система охлаждения, потому что чем выше температура радиатора, тем активнее он рассеивает тепло. Другими словами при неизменной мощности процессора, при использовании систем охлаждения различной производительности будет различаться лишь получаемая температура кристалла. Никогда нельзя с уверенностью утверждать, что процессор с TDP 100 Вт потребляет больше энергии, чем процессор другого производителя с TDP 5 Вт. Немного странно, но TDP часто заявляется для кристалла, который объединяет целое семейство процессоров, без учета тактовой частоты работы процессора, при этом младшие модели обычно потребляют меньше энергии и рассеивают меньше тепла, чем старшие.

Также некоторые специалисты расшифровывают этот термин как «thermal design package» («термопакет») - проектирование устройства на основе температурного анализа конструкции.

Классификация у процессоров Intel

• X - TDP более 75 Вт
• E - TDP до 45 Вт
• T - TDP до 35 Вт
• P - TDP до 25 Вт
• L - TDP до 17 Вт
• U - TDP до 10 Вт
• SP - TDP до 25 Вт
• SL - TDP до 17 Вт
• SU - TDP до 10 Вт

• безиндексные модели - TDP 95 Вт
• K - TDP 95<Вт для 4-ядерных моделей (индекс “K” отображает наличие у процессора разблокированного множителя)
• S - TDP 65 Вт для 4-ядерных моделей
• T - TDP 45 Вт для 4-ядерных моделей, 35 Вт для 2-ядерных моделей

Классификация у процессоров AMD

• E - TDP до 45Вт
• U - TDP до 25Вт

ACP

С выходом процессоров Opteron 3G на ядре Barcelona компания AMD ввела новую энергетическую характеристику под названием ACP (Average CPU Power , «средний уровень энергопотребления») новых процессоров при нагрузке.

AMD также продолжит указывать и максимальный уровень энергопотребления - TDP.

Примечания

Литература

• Раздел «Power and thermal management in the Intel® Core™ Duo processor» в статье «Intel® Centrino® Duo Mobile Technology» (Volume 10 Issue 02 Published May 15, 2006 ISSN 1535-864X DOI: 10.1535/itj.1002.03) (англ.)

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "TDP" в других словарях:

TDP - can mean:* Telugu Desam Party, a regional political party in India * the dreamscapes project, eccentric folkcore quintet from Washington D.C. area * Thermal depolymerization, a process for converting biomass into oil * Thermal Design Power, a… … Wikipedia

TDP - steht für: Telugu Desam Party, eine indische Partei Thermal Design Power, die typische Verlustleistung elektronischer Bauteile Thiamindiphosphat, ein Phosphatester des Thiamins Time Diffusion Synchronization Protocol, ein… … Deutsch Wikipedia

TDP - Trade and Development Program Short Dictionary of (mostly American) Legal Terms and Abbreviations … Law dictionary

TDP - Thymidinphosphat … Universal-Lexikon

Tdp - Mit Thermal Design Power (Abkürzung: TDP, gelegentlich auch falsch: Thermal Design Point) wird in der Elektronikindustrie ein typischer Wert für die Verlustleistung eines Prozessors oder anderer elektronischer Bauteile bezeichnet, auf deren… … Deutsch Wikipedia