close

  關於TDP是否就是CPU功耗的問題?大部分的人不知道Intel的TDP和95W這個數值是怎麼來的?其中還不包含一些比較複雜的狀況,所以需要解釋。

  CPU近乎純電阻零件,輸入的電能最後幾乎都轉換為熱能。主板的CPU供電接口輸入的電能,一部分經過主板VRM穩壓電路在降壓的時候損耗掉,剩下的幾乎都是CPU在執行運算時轉化為熱能。現今處理器晶體管數量實在是太多了,據稱Intel Core i9-9900K有約30億個以上晶體管數量,顯卡就更誇張了,NVIDIA RTX2080Ti塞了186億個晶體管,規模幾倍於9900K這樣的桌機高階CPU。

  為了控制功耗,晶片一般都不會耗滿電,而是採取關閉部分晶片區域、降低工作電壓、降低工作頻率(DVFS機制)等策略來降低功耗。這是理論基礎和目前要求節能的時代背景,現在的不是以前那種CPU滿負荷就是TDP最大功耗的時代了,而是有多重功耗限制很克制。

  在Intel的技術文檔『8th and 9th Generation Intel® CoreTM Processor Families Datasheet, Volume 1 of 2 』的第五章Thermal Management 熱管理中對當前的八代、九代Core處理器的發熱和功耗做了相應的介紹,為什麼沒有十代處理器呢?Intel沒有技術文檔。

功耗和TDP關係_01.PNG

  TDP指Thermal design power熱設計功耗的縮寫,Intel為處理器指定的Tj MAX最大結溫工作條件下的最大平均功耗,具體到以上提到的技術文檔的5.1.1章節散熱考慮中對其工作條件的定義是“在基礎頻率並且不運行AVX任務時的最大持續功率”。它是提供給主板廠、散熱器廠的參考設計值。

  舉個例子,Core i9-9900K的TDP是95W,在全核心運行3.6GHz基本時脈並且不運行AVX工作時,它持續功率最高就在95W。其實反過來講,指定了最大持續功率之後,CPU工作核心數、運行時脈、電壓就有確定值。

  那麼開啟了Turbo Boost Technology 2.0睿頻或者超頻或跑AVX工作時的功率呢?要知道買9900K用戶幾乎不會鎖在3.6GHz基本時脈跑的。

  圖2,Intel在封裝功率控制中介紹了4種Power Limit功率限制設置和Tau加速時間參數,用來匹配睿頻2.0、功率傳輸和散熱解決方案。

功耗和TDP關係_02.PNG

  Power Limit 1 / 功率限制1,也就是常說的PL1,大多數情況下等於TDP,是CPU運行在默認主頻率不含睿頻和AVX的功耗,在本文討論的範圍內也就是95W,CPU可以一直運行在這個狀態下。

  Power Limit 2 / 功率限制2,PL2,在配置了PL1 Tau加速時間參數之後可以達到的最大功率限制,圖解見圖3。最大可以配置100秒,其實也就是睿頻2.0之後的最大功率限制,H/U Line的CPU一般是1.25倍PL1,主板廠可以自行配置。但是9900K不一樣了(技術規格書上也沒寫),常見的PL2值是210W,2.21倍於PL1/TDP。如果用戶開睿頻2.0跑全核心4.7GHz,那麼請忘記TDP值,即便是主板廠沒有解鎖210W限制。當然在選購散熱器和電源的時候,也別按95W來,要知道超頻之後功率都是指數上升的。

功耗和TDP關係_03.PNG

  Power Limit 3/4,即PL3/和PL4,默認主板都是關閉的,但是從一些資料上看,PL3被稱為Battery limit電池限制,PL4被稱為Power delivery limit功率傳輸限制,PL4最長可以持續10ms。PL3按Intel技術文檔的介紹是受限於快速功率限制算法的一個功率限制。

  按照測試經驗的理解,PL3可能是受限於板卡上的電容、電感所能輸出的暫態功率,PL4則是CPU在DVFS機制時可能會觸發到的功率峰值,比如9900K在超頻的情況下可以沖到37A/444W,波形持續約400μs,見通道3洋紅通道,可能會觸發到電源的過功率保護(OPP)和低壓保護(UVP),電源這種工作頻率在幾十到上百KHz的要求,是要配合CPU、顯卡需求,這是極限超頻玩家、電源廠要考慮的事情。

功耗和TDP關係_04.PNG

  又有人要說“你又要騙我們買大功率電源了”。狀況就是這麼複雜,最近散熱器廠家新品層出不窮就是反應玩家需求。也不知道一些玩家所謂的“電源瓦數按CPU TDP的1.5倍來買”這1.5倍係數是怎麼來的。總之不要按照CPU TDP來買。

AMD沒技術文檔,實際的狀況不知道。

▼CPU和顯卡的TDP指的是什麼?和功耗是什麼關係?

 

 

 

 

來源
謝謝收看

arrow
arrow
    創作者介紹

    john pan 發表在 痞客邦 留言(0) 人氣()