Termisk designkraft - Thermal design power

Denne artikkelen handler om den termiske designkonvolutten til mikroprosessorer. For det generelle konseptet, se effektvurdering .

Den termiske designeffekt ( TDP ), også kalt termisk design punkt , er den maksimale mengden av varme som genereres ved at en databrikke eller komponent (ofte en CPU , GPU eller system på en brikke ) som kjølesystemet i en datamaskin er utformet til å spre under enhver arbeidsmengde.

Noen kilder oppgir at peak power rating for en mikroprosessor er vanligvis 1,5 ganger TDP vurdering.

Intel har introdusert en ny beregning kalt scenario design power (SDP) for noen Ivy Bridge Y-serie prosessorer.

Beregning

Se også: CPU -effekttap
ACP sammenlignet med TDP
AVS TDP
40 W. 60 W.
55 W. 79 W.
75 W. 115 W.
105 W. 137 W.

Den gjennomsnittlige CPU -effekten (ACP) er strømforbruket til sentrale behandlingsenheter , spesielt serverprosessorer , under "gjennomsnittlig" daglig bruk som definert av Advanced Micro Devices (AMD) for bruk i sin prosessorlinje basert på K10 mikroarkitektur ( Opteron 8300 og prosessorer i 2300 -serien ). Intels termiske designkraft (TDP), brukt til Pentium- og Core 2 -prosessorer, måler energiforbruket under høy arbeidsmengde; den er numerisk noe høyere enn den "gjennomsnittlige" ACP -karakteren til den samme prosessoren.

I følge AMD inkluderer ACP-klassifiseringen strømforbruket når du kjører flere benchmarks, inkludert TPC-C , SPECcpu2006 , SPECjbb2005 og STREAM Benchmark (minne båndbredde), som AMD sa er en passende metode for måling av strømforbruk for datasentre og serverintensiv arbeidsbelastning miljøer. AMD sa at ACP- og TDP -verdiene til prosessorene både vil bli oppgitt og ikke erstatte hverandre. Barcelona og senere serverprosessorer har de to effektfigurene.

TDP for en CPU har blitt undervurdert i noen tilfeller, noe som har ført til at visse virkelige applikasjoner (vanligvis anstrengende, for eksempel videokoding eller spill) får CPU til å overskride den angitte TDP og resultere i overbelastning av datamaskinens kjølesystem. I dette tilfellet forårsaker CPUer enten en systemfeil (en "term-trip") eller reduserer hastigheten. De fleste moderne prosessorer vil forårsake en termisk tur bare ved en katastrofal kjølesvikt, for eksempel en vifte som ikke lenger er i drift eller en feilmontert kjøleribbe.

For eksempel kan en bærbar PCs CPU -kjølesystem være designet for en 20  W TDP, noe som betyr at den kan avgi opptil 20 watt varme uten å overskride den maksimale koblingstemperaturen for den bærbare datamaskinens CPU. Et kjølesystem kan gjøre dette ved å bruke en aktiv kjølemetode (f.eks. Ledning kombinert med tvungen konveksjon), for eksempel en varmeavleder med en vifte , eller en av de to passive kjølemetodene: termisk stråling eller ledning . Vanligvis brukes en kombinasjon av disse metodene.

Siden sikkerhetsmarginer og definisjonen på hva som er en ekte applikasjon varierer mellom produsentene , kan TDP -verdier mellom forskjellige produsenter ikke sammenlignes nøyaktig (en prosessor med en TDP på ​​for eksempel 100 W vil nesten helt sikkert bruke mer effekt ved full belastning enn prosessorer med en brøkdel av nevnte TDP, og sannsynligvis mer enn prosessorer med lavere TDP fra samme produsent, men den bruker kanskje mer strøm enn en prosessor fra en annen produsent med en ikke overdrevent lavere TDP, for eksempel 90 W). I tillegg er TDP ofte spesifisert for familier av prosessorer, med low-end-modeller som vanligvis bruker betydelig mindre strøm enn de i den høyeste enden av familien.

Fram til rundt 2006 pleide AMD å rapportere maksimal strømforbruk for prosessorene som TDP. Intel endret denne praksisen med introduksjonen av Conroe -familien av prosessorer. Intel beregner en spesifisert brikkes TDP i henhold til mengden strøm datamaskinens vifte og kjøleribbe trenger for å kunne forsvinne mens brikken er under vedvarende belastning. Faktisk strømforbruk kan være høyere eller (mye) lavere enn TDP, men tallet er ment å gi veiledning til ingeniører som designer kjøleløsninger for sine produkter. Spesielt tar Intels måling heller ikke helt hensyn til Intel Turbo Boost på grunn av standard tidsbegrensninger, mens AMD gjør det fordi AMD Turbo Core alltid prøver å presse på for maksimal effekt.

Alternativer

TDP -spesifikasjoner for noen prosessorer kan tillate dem å arbeide under flere forskjellige effektnivåer, avhengig av bruksscenariet, tilgjengelig kjølekapasitet og ønsket strømforbruk. Teknologier som gir slike variable TDPs inkluderer Intel 's konfigurerbar TDP (cTDP) og scenario designeffekt (SDP), og AMD er TDP makt cap .

Konfigurerbar TDP ( cTDP ), også kjent som programmerbar TDP eller TDP power cap , er en driftsmodus for senere generasjoner av Intel mobile prosessorer (fra januar 2014) og AMD -prosessorer (fra juni 2012) som tillater justeringer i TDP -verdiene. Ved å endre prosessoratferd og ytelsesnivå, kan strømforbruket til en prosessor endres ved å endre TDP samtidig. På den måten kan en prosessor operere på høyere eller lavere ytelsesnivåer, avhengig av tilgjengelig kjølekapasitet og ønsket strømforbruk.

Intel -prosessorer som støtter cTDP har tre driftsmoduser:

  • Nominell TDP  - dette er prosessorens nominelle frekvens og TDP.
  • cTDP ned  - når en kjøligere eller roligere driftsmodus er ønsket, spesifiserer denne modusen en lavere TDP og lavere garantert frekvens kontra den nominelle modusen.
  • cTDP opp  - når ekstra kjøling er tilgjengelig, spesifiserer denne modusen en høyere TDP og høyere garantert frekvens kontra den nominelle modusen.

For eksempel støtter noen av de mobile Haswell -prosessorene cTDP opp, cTDP ned eller begge modusene. Som et annet eksempel kan noen av AMD Opteron -prosessorene og Kaveri APU -er konfigureres for lavere TDP -verdier. IBMs POWER8- prosessor implementerer en lignende power capping-funksjonalitet gjennom den innebygde chip-kontrolleren (OCC).

Intels beskrivelse av scenario design power (SDP) : "SDP er et ekstra termisk referansepunkt som er ment å representere termisk relevant enhetsbruk i virkelige miljøscenarier. Det balanserer ytelse og strømkrav på tvers av systemarbeidsmengder for å representere virkelige energibruk."

Scenario design power ( SDP ) er ikke en ekstra strømtilstand for en prosessor. SDP angir bare gjennomsnittlig strømforbruk til en prosessor som bruker en bestemt blanding av referanseprogrammer for å simulere "virkelige" scenarier. For eksempel viser Y-serie (ekstrem lav effekt) mobil Haswell-prosessor forskjellen mellom TDP og SDP .

Se også

Referanser

Eksterne linker