鉛錘哥:TDP是什麼意思?TDP和CPU實際功耗的關係

铅锤哥:TDP是什么意思?TDP和CPU实际功耗的关系

玩轉電腦

跟著鉛錘哥,每天三分鐘,輕鬆懂電腦 。

在電腦CPU參數中,每款處理器都會標註“TDP”一項,其中很多網友對於TDP是什麼意思不太瞭解。即便是知道TDP代表CPU功耗,但對於TDP和CPU實際功耗的關係大都沒有一個全面的瞭解。今天鉛錘哥就來科普一下“TDP是什麼意思”以及“TDP和CPU實際功耗的關係”。

铅锤哥:TDP是什么意思?TDP和CPU实际功耗的关系

TDP是什麼意思?

TDP的英文全稱是“Thermal Design Power”,中文翻譯為“熱設計功耗”,是反應一顆處理器熱量釋放的指標,它的含義是當處理器達到負荷最大的時候,釋放出的熱量,單位為瓦(W)。

铅锤哥:TDP是什么意思?TDP和CPU实际功耗的关系

i5 8500參數

一般來說,TDP越低,代表CPU功耗越低,發熱量越小,越省電。比如,Intel八代酷睿i5 8500的TDP是65W,很多網友就認為這款CPU的最大功耗是65W,但事實上並非如此,下面再來說說TDP和CPU實際功耗的關係,看完就明白,這其中存在認知誤區。

TDP和CPU實際功耗的關係

其實,處理器參數中標註的TDP功耗並不是CPU的真正功耗。功耗(功率)是CPU的重要物理參數,根據電路的基本原理,功率(P)=電流(A)×電壓(V)。所以,CPU的功耗(功率)等於流經處理器核心的電流值與該處理器上的核心電壓值的乘積。

而TDP是指CPU電流熱效應以及其他形式產生的熱能,他們均以熱的形式釋放。因此,實際上CPU參數中標註的TDP值要小於CPU實際功耗。比如,i5 8500標註的TDP為65W,但並不代表這款處理器的最大功耗是65W,實際上會更高,這也是為什麼我們在選電源額定功率的時候,總要比粗略計算出來的主機功率要大的原因。

通俗的說,TDP功耗是CPU最大的發熱量值,不是CPU的實際功耗,它可以大致反映出CPU的發熱情況。CPU的功耗很大程度上是對主板提出的要求,要求主板能夠提供相應的電壓和電流;而TDP是對散熱系統提出要求,要求散熱系統能夠把CPU發出的熱量散掉,也就是說TDP功耗是要求CPU的散熱系統必須能夠驅散的最大總熱量。

铅锤哥:TDP是什么意思?TDP和CPU实际功耗的关系

CPU散熱器

事實上,制約CPU發展的一個重要問題就是散熱問題,溫度可以說是CPU的殺手。發熱量低的CPU設計有望達到更高的工作頻率,並且在整套計算機系統的設計、電池使用時間乃至環保方面都是大有裨益。目前的臺式機CPU,TDP功耗基本都在100W以下,比較理想的數值是低於50W,只不過大多數CPU還達不到這個水平,不過今後的10nm製程CPU,有望可以實現。

很早以前,廠商會對每一款CPU的TDP都會進行單一標註,也就是說不同型號之間,這個數值幾乎都是不一樣的,並且都遵循一個很基本的原則,主頻越高,TDP越大(功耗越高)。

而近15年來,英特爾和AMD都是“偷懶”採用統一TDP設定製度,而不再單獨為每一個型號制定獨特的數值,那麼究竟該如何理解TDP的作用呢?

比如,Intel八代酷睿i3-8100/i5-8400/i5-8500/i7-8700的TDP都是65W,他們的實際功耗真的都是65W左右?顯然不可能。

铅锤哥:TDP是什么意思?TDP和CPU实际功耗的关系

CPU-Z

現階段最通俗的解釋就是:同一系列處理器,TDP設定越大,性能表現越強。TDP是一個可以官方制定的參數,並不是指實際功耗,而至於怎麼設定的,英特爾以及OEM製造商會根據他們對處理器的期望表現進行調校

TDP也可以看做是功耗牆,當主板檢測到當前處理器功耗達到設定值時,就會進行降頻等行為以保障系統整體的穩定性。

英特爾對TDP設定的三大標準:

① 往低設定:降功耗、降發熱、降性能

第一類TDP設定規則最常見於筆記本。筆記本處理器的TDP設定一般都很低,比如四核心的i5-8250U僅為15W。TDP往低設定的優缺點很明顯,缺點先說,那就是容易導致降頻,致使性能表現不佳。優點就是可以很好地控制功耗和發熱。

一個很顯著的案例:TDP設定在25W的i5-8250U的性能要明顯好於設定為15W的狀況。在15W的情況下,8250U非常容易發生因為觸碰功耗牆而降頻的問題,當我們把功耗牆界限放寬到25W時,CPU表現就好多了

② 常規設定:控能耗、控發熱、穩性能

普通家用臺式機處理器的TDP設定基本就遵循這一點,但是家用臺式機的TDP目前來看,已經幾乎不存在實際意義,因為現在的臺式機主板都是破解TDP的!也就是說,臺式機主板為了發揮出CPU的最大性能,默認就解鎖了功耗牆。

有些人以為I5-8500(3.00~4.10GHz)的TDP是65W,所以它的實際功耗在65W左右,不過用軟件檢測一下就可以知道,滿載全核心穩定3.90GHz的i5-8500,實際功耗大約是80W(這是核芯顯卡+CPU的總功耗)。如果臺式機主板不破解TDP的話,那麼i5-8500肯定沒法穩定全核心3.90GHz,估計3.3~3.5就差不多了。

铅锤哥:TDP是什么意思?TDP和CPU实际功耗的关系

i5 8500實際功耗測試

i7-8700(3.20~4.60GHz)的TDP設定也是65W,但實際最大功耗在80W~100W左右。當然實際功耗也會取決於CPU核心電壓的數值,核心電壓越高,整體功耗也就會越大,所以體質差的CPU理論上更費電。

铅锤哥:TDP是什么意思?TDP和CPU实际功耗的关系

i7 8700K參數

像i5 8600K和i7 8700K這種本身就是解鎖TDP和倍頻的CPU,也就是支持超頻的處理器,95W放在這裡完全就是看著好看的,根本不能代表什麼,實際功耗要明顯大於這個數值。

③ 往高設定:保性能、保穩定

很多至強E5的TDP設定在130W甚至150W或更高,這是因為服務器、工作站處理器經常需要高負載運行(而不代表它們本身功耗發熱很大,多核低頻的功耗發熱一般都不如少核高頻來的猛烈),所以TDP定的高一些就不容易出現性能下降。在日常使用中,這些處理器的實際使用功耗甚至都要低於TDP設定為95W的普通高主頻桌面級處理器。這也就是說,在不破解TDP的主板上,將處理器TDP設定在95W肯定會比65W在高負載運行下表現來得穩定,因為95W的功耗牆變高了,CPU性能發揮的空間就變大了。

有人問,為什麼i7-7700有核芯顯卡,主頻比E3系列高一樣,TDP設定在65W,而同一架構 E3-1230V6不僅沒有核芯顯卡,而且主頻更低,TDP卻要設定在72W?這就是因為至強E3系列主要是為工作站、服務器所設計,高負載的數據運算、高強度長時間的渲染工作都會對處理器的穩定性產生極大的依賴,理論上來說,TDP設定為72W的E3-1230V6在高負載過程中的表現會比I7-7700更加穩定。而我們日常家用環境下,不帶核芯顯卡的E3實際功耗會比i7略低(不過因為家用主板破解TDP,所以這一理論也就失效了)。

铅锤哥:TDP是什么意思?TDP和CPU实际功耗的关系

電源

總的來說,TDP現在只是CPU用來衡量發熱與性能的一個符號,不要傻乎乎地將它作為衡量功耗大小的標準,因此在選電源的時候,需要注意額定功功率不能太小了。決定一款CPU的TDP大小,主要由工藝製程、CPU主頻、性能等方面的因素決定。一般來說,製程越先進,CPU發熱越小,TDP數值自然可以小下來,比如現在14nm的CPU的TDP是65W,如果下一代工藝升級到10nm,TDP數值肯定會下降,另外帶K和不帶K,也就是CPU支不支持超頻,對TDP數值也有影響。


分享到:


相關文章: