Тепловыделение процессора в чем измеряется
TDP – Тепловыделение процессора: что это за параметр и как ее узнать?
Здравствуйте, дорогие читатели моего блога! Сегодня обсудим тепловыделение процессора – что это такое и на что влияет такой параметр, какое бывает максимальное и оптимальное значение, потребляет ли процессор полностью заявленное тепловыделение постоянно. Также рассмотрим несколько ЦП с низким выделением тепла для игр.
Что такое TDP
Thermal Design Power — одна из важных характеристик в описании ЦП. Переводится как расчетная тепловая мощность.
Эта величина указывает средние значения выделения тепла «камнем» при работе.
Может рассчитываться по разным схемам и указывать разные значения: например, когда все ядра полностью загружены, так и в «щадящем» режиме, когда CPU производит несложные вычисления.
Эта величина связана с энергопотреблением, однако не равна ему. Обычно центральный процессор выделяет в виде тепла почти всю энергию, которую потребляет. Соответственно, чем выше энергопотребление, тем выше будет и TDP.
Настройка TDP
Это гибкая величина, которую можно отрегулировать разными способами. Самые распространенные – управление тактовой частотой ЦП и напряжением. Сделать это может через БИОС или с помощью специальных утилит и сам пользователь. Кроме этого, «доработку напильником» выполняет и сам производитель.
Один и тот же CPU может использоваться в разных устройствах: тонком ультрабуке или мощном настольном ПК. Естественно, требования к тепловыделению у них разные: у лептопа этот показатель должен быть сведен к минимуму, так как его возможности теплоотвода ограничены.
Например, у Intel такое широко практикуется с массовыми ЦП i5 9400F, i7 9700K, i3 9100F или i3 8100. Аналогично дела обстоят у AMD, только модели другие. 65 вт — это много для ноутбука, однако вполне приемлемо для десктопного ПК. Соответственно, значение тепловыделения нужно коррелировать программными и аппаратными средствами.
Повысить тепловыделение (что зависит от повышения мощности, в первую очередь), можно благодаря внедрению более «жестких» сценариев разгона тактовой частоты и увеличения подаваемого напряжения. Чем больше CPU проработает в таком режиме, тем сильнее он нагреется.
В щадящем же режиме из-за невысокой нагрузки и тепла выделяется меньше. Кстати, аналогично дело обстоит с планшетами и смартфонами: на тех же моделях «камней» производители могут внедрять разные схемы TDP, поэтому производительность девайсов внутри одной линейки будет отличаться.
Это хорошо хотя бы тем, что производитель может адаптировать один и тот же чип под разные задачи, не «изобретая велосипед» повторно. Разработки по настройке TDP обходятся дешевле, чем создание с нуля процесса для производства CPU. А это сказывается на снижении конечной стоимости девайсов для потребителей.
Как узнать TDP процессора? Определить можно по модели, найдя спецификацию на сайте производителя. Узнать же модель используемого ЦП можно с помощью бесплатной утилиты CPU-Z или аналогичной — например, AIDA64 или Sandra.
Несколько процессоров с небольшим тепловыделением
Как и обещал, для примера несколько девайсов, которые выделяют мало тепла:
О том, как нагрузить CPU для проверки температуры, можно почитать здесь. Также советую ознакомиться со статьями «Какие бывают сокеты для ЦП» и «При какой температуре процессора отключается компьютер».
Если вы хотите своевременно получать уведомления о публикации новых материалов, подпишитесь на новостную рассылку. И не забывайте, что делясь постами этого блога в социальных сетях, вы помогаете его продвижению, за что я буду очень признателен. До скорой встречи!
TDP — Thermal Design Power
Те, кто знаком с принципом Ландауэра, в курсе, что при проведении необратимых вычислений обязательно выделяется тепло, не меньшее чем k*T*ln2, а разбирающиеся в электронике подтвердят, что на самом деле эта величина на порядки больше в связи с наличием сквозного тока при переключении КМОП пары, паразитных токов утечки и сопротивления металлических межсоединений. Что же касается рядовых пользователей, то они просто привыкли к тому, что процессоры при работе греются и выделяют тепло.
Итак, знакомьтесь — TDP. Как видно из заголовка, TDP расшифровывается как «Thermal Design Power». Эта величина показывает максимальное количество тепла, которое должна рассеивать система охлаждения чипа.
Производители принимают ее равной максимальной мощности, которую потребляет чип. Потребляемую мощность проще измерить, и в конце концов вся она (за исключением пренебрежимо-малого электромагнитного излучения) будет рассеяна в виде тепла.
История Desktop-процессоров в разрезе TDP
Небольшой экскурс в историю систем охлаждения
Уже в эпоху первого процессора Pentium, компьютеры стали использовать активное охлаждение, которое представляло собой смешных размеров радиатор и такой же «пропеллер».
на фото Intel Pentium 200 MMX со снятым вентилятором
Можно было обойтись и пассивным охлаждением, используя чуть более развитой радиатор, но в те времена не слишком заботились о бесшумности. Конечно, одним кулером процессора дело не ограничивалось, винчестеры и блоки питания давали существенный вклад в общий шум системы.
Системы охлаждения плавно развивались параллельно с ростом тепловыделения процессоров и наконец…
В эпоху процессоров Pentium 4 получили свое развитие монструозные кулеры и альтернативные способы охлаждения: жидкостные, криогенные, нитрогенные. Для интересующихся историей, приведу ссылку на статью «Кулеры миллениума» за авторством товарища LIKE OFF от 2001 года.
В наше время низкий шум для ПК имеет большое значение, многие энтузиасты стараются собрать компьютер максимально бесшумным, в идеале с полностью пассивным охлаждением.
Это вполне посильная задача. В таких случаях чаще всего используют процессор с TDP не более 40W. Можно выбрать модель с большим TDP и понизить ее частоту и напряжение на ядре. (Мощность пропорциональна частоте и квадрату напряжения питания).
В результате может получиться что-то подобное:
При TDP больше 50W обойтись без активного охлаждения уже сложно. Даже если процессорное охлаждение пассивно, нужна хорошая циркуляция воздуха внутри корпуса.
Поведение процессора при перегреве
У тех, чье знакомство с компьютерами началось достаточно давно, наверняка осталось в памяти легендарное видео от команды Tom’s Hardware. (Приводить ссылку на него я не могу по идеологическим соображениям). Эти ребята выяснили, что случится с процессором, если он во время работы лишится системы охлаждения. Ситуация на самом деле вполне возможная: кулер может отвалиться при транспортировке, или в системе охлаждения может сломаться вентилятор. Ну и наконец, наиболее часто встречающаяся проблема, когда термоинтерфейс между процессором и системой охлаждения со временем теряет свои теплопроводящие свойства.
Что произойдет, когда температура процессора превысит предельную? Очевидно, ничего хорошего, но некоторая самозащита у процессора все-таки есть. Начиная с Pentium 4, при достижении температуры порядка 90°C включится так называемый throttling: процессор начнет пропускать такты, замедляя свою работу и снижая тепловыделение. Конечно, оставшись без охлаждения, процессор не сможет обеспечить даже мало-мальски приемлемой производительности.
Мобильные вычисления.
Для ноутбуков главный аспект TDP — это потребляемая мощность, ведь она оказывает непосредственный влияние на время автономной работы. TDP процессоров Atom, чаще всего применяемых в нетбуках, находится в диапазоне 2-10W, а большинства процессоров для ноутбуков — 15-40W.
По моим оценкам, основанным на сетевых изысканиях, 15″ ноутбук с дискретной графикой и процессором с TDP 35W в целом потребляет около 80W. Можно оценить вклад процессора в общее энергопотребление ноутбука как 30-40%. Конечно, это верно только при максимальной нагрузке на процессор. Большую часть времени процессор отдыхает, в дело вступают технологии энергосбережения, и его доля в общем энергопотреблении уменьшается.
Отметим, что несмотря на малое TDP мобильных процессоров, эффективное охлаждение внутри тесного корпуса реализовать подчас проблематично, поэтому перегрев у ноутбуков встречается даже чаще, чем у десктопов.
Что такое TDP у процессора и видеокарты?
Содержание
Содержание
Возможно, при выборе процессора, видеокарты или системы охлаждения вы видели буквы TDP в характеристиках устройства. Сегодня попробуем разобраться что же скрывается за этой аббревиатурой, какое отношение она имеет к температуре и энергопотреблению.
Абревиатура TDP (Thermal Design Power) обозначает конструктивные требования по теплоотводу или просто требования по теплоотводу для системы охлаждения. Если проще, TDP служит ориентиром для выбора системы охлаждения и отображает количество тепла, выделяемое устройством во время среднестатистической нагрузки. Значение TDP выражается в ватах, и вот тут зачастую возникает путаница между TDP и энергопотреблением.
Многие принимают TDP за энергопотребление. И нельзя сказать, что это в корне неверно, так как у TDP и энергопотребления есть взаимосвязь, но значение TDP, указанное производителем, несет несколько иной смысл. Значение TDP относится к тепловым ваттам, а не к электрическим. TDP не показатель электрической мощности, а всего лишь спецификация для системы охлаждения.
Разберем подробнее, что же означает TDP
TDP — это значение, которое используют в очень широком смысле Intel и AMD для обозначения информации о тепловыделении своих продуктов. По большому счету, TDP — это просто рекомендация по выбору системы охлаждения, чтобы процессор нормально функционировал.
TDP — это не какой-то конкретный показатель, как энергопотребление, это больше абстрактное значение, посчитанное производителями по собственной формуле во время работы процессора в определенных условиях и нагрузках. Какие это были условия и какая нагрузка, никто, конечно, не уточняет, но эти тестирования проводятся явно не с максимальной нагрузкой.
Именно поэтому при покупке процессора с заявленным TDP 95 Вт и системы охлаждения с заявленным производителем TDP 95 Вт не значит, что процессор не будет подвержен перегреву при ваших условиях эксплуатации.
Так как процессор при работе почти 100% потребляемой энергии переводит в тепловую энергию, можно сказать, что энергопотребление и тепловыделение — это равные значения.
Заявленный TDP не отображает энергопотребление и производительность
Разные производители рассчитывают требования по отводу тепла для своих устройств по-разному, поэтому величина не может напрямую использоваться для сравнения энергопотребления процессоров, особенно в контексте разных архитектур и разных производителей.
Например, процессор потребляет 100 Вт с максимальной рабочей температурой до 95°С, у другого процессора такое же потребление, но его максимальная рабочая температура составляет всего 75 °С. Очевидно, что для процессора 2 потребуется более мощная система охлаждения, соответственно, производитель укажет более высокий TDP, при этом уровень энергопотребления будет одинаковым.
Зачастую требования по теплоотводу заявляются даже для целого семейства процессоров.
Например, Intel для Core i9 10900K, Core i7 10700K и Core i5 10600K для всех трех моделей указывает TDP 125 Вт, в то время как рассеивать тепла системе охлаждения с младшими моделями придется значительно меньше.
Так же существенно отличается между собой энергопотребление и производительность этих процессоров.
Помимо этого, процессоры Intel Core i9 10900K с заявленным TDP 125 Вт могут легко потреблять во время работы 200, а то и все 250 Вт.
Все дело в том, что в штатную работу процессоров начинают вмешиваться производители материнских плат, намеренно увеличивая производительность выше номинальной, чтобы их продукт смотрелся лучше на фоне продуктов конкурентов.
Компания AMD так же указывает одно значение TDP для продуктов с разным уровнем производительности.
Например, Ryzen 3700X имеет TDP 65 Вт, в то время как младшая модель Ryzen 3600 имеет точно такое же TDP, а модель 3600X и вовсе 95 Вт.
Энергопотрбеление процессоров AMD так же сильно далеко от максимального значения TDP указанного производителем, при работе процессор Ryzen 2700X без каких-либо манипуляций с Bios может легко потреблять 160–170 Вт энергии при Max TDP 105 Вт.
И только при отключении в Bios «Precision Boost Overdrive» энергопотребление начинает соответствовать значению TDP, но это уже не работа по умолчанию.
TDP и разгон
Во время разгона компонентов, будь то процессор или видеокарта, увеличивается их энергопотребление и, следовательно, увеличивается требование к системе охлаждения (TDP). Рост энергопотребления во время разгона может достигать 30, а то и 50% от базовых значений, соответственно и требования по охлаждению вырастут пропорционально.
Но и тут все не так просто. Если говорить про разгон в контексте энергопотребления, то ручная установка напряжения и частоты может понизить энергопотребление процессора во время работы и соответственно снизит требования по охлаждению.
Например, процессор Ryzen 2700X в стоке потребляет 140 Вт и работает на частоте 4000 МГц при прохождении бенчмарка Cinebench R20. Во время ручного разгона процессор так же работает на частоте 4000 МГц, но потребляет всего 115 Вт. Результат производительности в обоих случаях идентичный.
AMD Ryzen 7 2700X Default
AMD Ryzen 7 2700X Overclocking
TDP у видеокарты
Для обычных пользователей TDP видеокарты не имеет такого большого значения, как TDP для процессоров. Все видеокарты уже комплектуются системами охлаждения от производителя, где проверяются на эффективность отвода тепла при максимальных и длительных нагрузках с конкретной видеокартой. Безусловно, можно заменить систему охлаждения на более производительную, но в этом случае вы скорее всего лишитесь гарантии, плюс дополнительно потратитесь на систему охлаждения. Лучше изначально выбирать видеокарту с более производительной системой охлаждения, это не только обеспечит лучшее охлаждение, но может и повысить производительность.
Выводы
При выборе системы охлаждения для процессора нужно отталкиваться от значения TDP, указанного производителем устройства, однако покупать охлаждение лучше всего с запасом минимум 50% от заявленного TDP. А если вы решите заняться разгоном, то к выбору системы охлаждения нужно подойти еще тщательнее.
TDP — достаточно важный параметр, но сейчас это больше маркетинговый термин, из-за чего каждая из компаний старается указать наименьше значение для своего изделия. А с учетом того, что в работу процессора вмешиваются производители материнских плат, это значение утратило свое первоначальное обозначение.
TDP заявлен один, энергопотребление — совершенно другое, а брать систему охлаждения нужно с запасом на 50% от заявленного TDP.
Все это только вводит покупателя в заблуждение нежели помогает с выбором охлаждения. Было бы куда проще если бы указывался максимальный TDP или энергопотребление для изделия, нежели какое-то абстрактное значение.
Как узнать тепловыделение процессора?
Процессор в компьютере занимает главенствующую роль, так как в его задачи входит управление системой. При покупке и эксплуатации важно учитывать все параметры, включая тепловыделение процессора. Об этом и будет данная статья.
Принцип работы процессора
Существует определенная последовательность действий, согласно которой процессор выполняет свои функции. Блок, управляющий процессором, загружает данные из оперативной памяти, которые впоследствии будут использованы. После этого инструкции помещаются в кэш процессора.
Вам будет интересно: Сигналы материнской платы компьютера: особенности, диагностика, процесс
Когда данные загружены в буфер памяти, они переписываются в инструкции, чтобы потом переместить их в регистр. Когда логическое устройство считывает полученные регистры, оно тем самым выполняет команды, прописанные в них.
После выполнения команд необходимо где-то хранить результаты, и процессор сохраняет их в своей кэш-памяти для дальнейшего использования. Если информация понадобится вновь, то процессор получит ее уже в два раза быстрее, так как она уже сохранена в памяти буфера.
Вам будет интересно: Тактовый генератор: устройство, принцип работы, применение
Если информация, хранящаяся в буфере, больше не востребована, то процессор перемещает ее в оперативную память, так как в ней можно хранить больше информации, а в кэше освобождается место для новых данных.
Параметры процессора
Такой параметр, как тепловыделение процессора, является одним из основных, так как данный расчет помогает узнать, какой кулер лучше всего поставить.
Основоположной характеристикой в выборе процессора считается ядро. То есть чем их больше, тем больше потоков, а это, в свою очередь, увеличивает производительность центрального процессора.
Технологический процесс так же важен, как и тепловыделение процессора. Дело в том, что данный параметр с каждым годом становится меньше и измеряется он в нанометрах. На техпроцессе расположены миллионы транзисторов, которые отвечают за передачу постоянного и переменного напряжения, преобразовывая его в двоичную систему счисления.
Частота работы процессора указывает на его скорость передачи информации и обработки данных. То есть чем выше частота, тем производительнее процессор. На некоторых из них можно увидеть дополнительную букву, которая дает понять, что устройство предназначено для разгона. В повседневном использовании от него толку нет, а вот в играх производительность процессора играет важную роль, потому что приходится считывать огромный поток данных. Разгонять процессор стоит только в том случае, если это действительно необходимо и позволяет система охлаждения. Подобные процедуры проводятся через меню БИОС.
Вам будет интересно: Как поставить макрос на мышку Bloody A4Tech
ТДП, или тепловыделение, показывает, сколько тепла выделяется при работе процессора. Исходя из этих данных, пользователь подбирает кулер, который будет способен охладить его и блок питания. Максимальное тепловыделение процессора указано в параметрах устройства.
Кэш процессора может быть многоуровневым, и каждый уровень обладает уникальным запасом памяти и скоростью передачи данных. Чем выше уровень буфера памяти, тем медленнее он работает, зато обладает большим запасом памяти. Так, кэш первого уровня быстрее обменивается данными с процессором, потому что находится ближе, но банк памяти очень мал. А вот третий уровень может обладать 8 мегабайтами памяти, но находиться дальше от чипа процессора, поэтому ему приходится обращаться к нему через первые два кэша.
Конечно, при приобретении процессора важно учитывать его поколение и серию. Эти параметры стоят на первом месте, потому что от них зависит, какой сокет необходимо подбирать под процессор, а также материнскую плату.
Это были все важные параметры. А максимальное тепловыделение процессора позволяет узнать о его энергопотреблении.
Расчет данных
Многие пользователи после процедуры разгона интересуются, как правильно произвести расчет тепловыделения процессора. В примере участвует процессор, у которого тепловыделение составляет 65 Вт.
Практически все процессоры после разгона увеличивают свою частоту примерно на тридцать процентов. Таким образом, нужно взять исходную цифру 65 и умножить на 30. После этого получившееся число разделить на 100. Получилось 19,5. Можно округлить до двадцати. Теперь получается, что тепловыделение разогнанного процессора составляет 85 Вт.
Увеличить частоту можно и на большее количество процентов, только в расчетах нужно подставлять ту цифру, на которую умножается исходное тепловыделение процессора.
Индикаторы программ
Вам будет интересно: Как подключить «Икс Бокс 360» к интернету: пошаговая инструкция
Из предыдущего абзаца мы выяснили, как узнать тепловыделение процессора. Продолжаем обсуждать эту тему дальше.
Процессоры Intel
При приобретении процессора от данного производителя важно учитывать поколение и серию. У процессоров Intel тепловыделение зависит от того, какую температуру может выдержать устройство. С этими данными можно подбирать соответствующую систему охлаждения.
Процессоры от данного производителя, которые предназначены для мобильных компьютеров, обладают тепловыделением в 35 Вт. Такие чипы охладить не составит труда, если использовать самый простой кулер с медными трубками и радиатором. Частота таких процессоров составляет от двух до трех Гц.
Core i3
Тепловыделение процессоров для стационарных компьютеров этой линейки достигает 50 Вт. Тут уже понадобится охлаждение посерьезнее, но при работе температура не повышается до высоких отметок. Таким образом, система охлаждения может быть представлена в виде алюминиевого радиатора без трубок, с вентилятором.
Core i5
Уменьшенный технологический процесс позволяет потреблять меньше энергии, однако помимо него среди нововведений также стоит отметить увеличение количества ядер до четырех и повышение рабочих частот. Эти параметры увеличивают энергопотребление центрального процессора.
Тепловыделение процессора i5 не достигает и 75 Вт, но производители рекомендуют устанавливать кулер на 95 Вт. Все дело в разгонном потенциале, то есть стандартная частота около 3,5 Гц, а разогнать процессор можно до 4,2 Гц. С повышением частот увеличивается и тепловыделение процессора.
Core i7
Тепловыделение процессора i7 практически не отличается от предыдущего поколения, то есть 65-75 Вт. Для таких ЦП понадобится уже более качественное охлаждение в виде башенного кулера. Так как у этого поколения другой разъем для подключения, то кулер необходимо подбирать по размеру.
Интересное сравнение можно провести с двумя моделями 7700 и 7700К. Буква в конце означает, что процессор предназначен для разгона, но прирост производительности составляет всего десять процентов. Самое главное, что при таком минимальном приросте тепловыделение процессора увеличилось на 30 Вт.
AMD FX
Тепловыделение процессоров FX от AMD начальных серий достигает 95 Вт при рабочей частоте 3,5 Гц. Уникальность процессоров данного производителя в том, что соотношение цены и качества отличается от конкурентных моделей. Так, процессор последней модели может стоить на 25-30 процентов дешевле, чем аналоги конкурента.
При этом АМД использует свой уникальный сокет АМ3+. Возвращаясь к тепловыделению, можно выделить модели с ТДП 125 Вт, а их частота едва достигает 4 Гц. Центральные процессоры, которые преодолели планку в 220 Вт, способны работать с начальной частотой в 4,7 Гц. Однако неизвестно, как кулер будет охлаждать ЦП, если попробовать его разогнать. Конечно, можно обратиться к расчетам, которые представлены выше, но процентовка разгона процессоров этого производителя непредсказуемая.
Выбор и установка кулера для Intel i5 и i7
Итак, выбор кулера зависит от некоторых параметров.
Если тепловыделение исходного состояния процессора позволяет использовать боксовый кулер, то беспокоиться об охлаждении не стоит. Когда ТДП преодолевает отметку в 95 Вт, тогда потребуется приобрести башенный кулер с медными трубками, радиатором и вентилятором.
Современный рынок может предложить различные вариации таких кулеров, но их установка на процессор остается неизменной. Для начала стоит снять крышку системного блока и отсоединить от материнской платы все комплектующие, чтобы привести ее в горизонтальное положение. Потом на заднюю панель крепится укрепляющая планка, чтобы кулер не деформировал материнскую плату.
На процессор необходимо нанести каплю термопасты и равномерно распределить по поверхности. Теперь радиатор помещается напротив отверстий для винтиков, которые идут в комплекте с кулером. После этого присоединяется вентилятор, и материнскую плату вместе с кулером можно помещать обратно в корпус системного блока.
Охлаждение для AMD FX
Параметры для приобретения кулера аналогичные, как и в предыдущем примере, но установка немного другая.