Thermische Auslegungsleistung - Thermal design power

Die Thermal Design Power ( TDP ), manchmal auch als Thermal Design Point bezeichnet , ist die maximale Wärmemenge, die von einem Computerchip oder einer Komponente (oft eine CPU , GPU oder ein System auf einem Chip ) erzeugt wird und die das Kühlsystem in einem Computer abführen soll unter jeder Arbeitsbelastung.

Einige Quellen geben an, dass die Spitzenleistung für einen Mikroprozessor ist in der Regel das 1,5 - fache der TDP - Rating.

Intel hat für einige Ivy-Bridge -Prozessoren der Y-Serie eine neue Metrik namens Szenario-Design-Power (SDP) eingeführt .

Berechnung

ACP im Vergleich zu TDP
AKP TDP
40 W 60 W
55 W 79 W
75 W 115 W
105 W 137 W

Die durchschnittliche CPU-Leistung (ACP) ist der Stromverbrauch von Zentraleinheiten , insbesondere Serverprozessoren , unter "durchschnittlicher" täglicher Nutzung, wie von Advanced Micro Devices (AMD) für die Verwendung in seiner Reihe von Prozessoren basierend auf der K10- Mikroarchitektur ( Opteron 8300 .) definiert und Prozessoren der Serie 2300 ). Intels Thermal Design Power (TDP), die für Pentium- und Core-2-Prozessoren verwendet wird, misst den Energieverbrauch unter hoher Arbeitslast; es ist numerisch etwas höher als die "durchschnittliche" ACP-Bewertung des gleichen Prozessors.

Laut AMD umfasst die ACP-Bewertung den Stromverbrauch bei der Ausführung mehrerer Benchmarks, darunter TPC-C , SPECcpu2006 , SPECjbb2005 und STREAM Benchmark (Speicherbandbreite), die laut AMD eine geeignete Methode zur Messung des Stromverbrauchs für Rechenzentren und serverintensive Arbeitslasten ist Umgebungen. AMD sagte, dass die ACP- und TDP-Werte der Prozessoren beide angegeben werden und sich nicht gegenseitig ersetzen. Barcelona und spätere Serverprozessoren haben die beiden Leistungszahlen.

Die TDP einer CPU wurde in einigen Fällen unterschätzt, was dazu führte, dass bestimmte reale Anwendungen (typischerweise anstrengend, wie Videokodierung oder Spiele) dazu führten, dass die CPU ihre angegebene TDP überschreitet und das Kühlsystem des Computers überlastet wird. In diesem Fall verursachen CPUs entweder einen Systemausfall (einen "Therm-Trip") oder drosseln ihre Geschwindigkeit. Die meisten modernen Prozessoren verursachen einen Therm-Trip nur bei einem katastrophalen Kühlfehler, wie beispielsweise einem nicht mehr funktionierenden Lüfter oder einem falsch montierten Kühlkörper.

Beispielsweise kann das CPU-Kühlsystem eines Laptops für eine TDP von 20  W ausgelegt sein , was bedeutet, dass es bis zu 20 Watt Wärme abführen kann, ohne die maximale Sperrschichttemperatur für die CPU des Laptops zu überschreiten . Ein Kühlsystem kann dies tun , eine aktiven Kühlverfahren (zB Leitung gekoppelt mit erzwungener Konvektion), wie einer Wärmesenke mit einem Ventilator , oder einer der beide passiven Kühlverfahren: thermische Strahlung oder Leitung . Typischerweise wird eine Kombination dieser Methoden verwendet.

Da Sicherheitsmargen und die Definition dessen , was unter variieren , um eine reale Anwendung stellt Hersteller , TDP - Werte zwischen verschiedenen Herstellern nicht genau verglichen werden kann (einen Prozessor mit einer TDP von, zum Beispiel, wird 100 W mit ziemlicher Sicherheit mehr verwenden Leistung bei Volllast als Prozessoren mit einen Bruchteil dieser TDP und sehr wahrscheinlich mehr als Prozessoren mit niedrigerer TDP desselben Herstellers, aber er kann mehr Leistung verbrauchen als ein Prozessor eines anderen Herstellers mit einer nicht übermäßig niedrigeren TDP, z. B. 90 W). Darüber hinaus werden TDPs häufig für Prozessorfamilien angegeben, wobei die Low-End-Modelle in der Regel deutlich weniger Strom verbrauchen als die High-End-Modelle der Familie.

Bis etwa 2006 hat AMD die maximale Leistungsaufnahme seiner Prozessoren als TDP angegeben. Intel änderte diese Praxis mit der Einführung seiner Conroe- Prozessorfamilie. Intel berechnet die TDP eines bestimmten Chips anhand der Energiemenge, die der Lüfter und der Kühlkörper des Computers abführen müssen, während der Chip unter Dauerlast steht. Der tatsächliche Stromverbrauch kann höher oder (viel) niedriger als die TDP sein, aber die Zahl soll Ingenieuren als Orientierungshilfe dienen, die Kühllösungen für ihre Produkte entwickeln. Insbesondere berücksichtigt Intels Messung auch den Intel Turbo Boost aufgrund der voreingestellten Zeitlimits nicht vollständig , während AMD dies tut, weil AMD Turbo Core immer versucht, die maximale Leistung zu fordern.

Alternativen

Die TDP-Spezifikationen für einige Prozessoren ermöglichen es ihnen möglicherweise, unter mehreren unterschiedlichen Leistungsstufen zu arbeiten, abhängig vom Nutzungsszenario, den verfügbaren Kühlkapazitäten und dem gewünschten Stromverbrauch. Technologien , die eine solche variable TDPs bieten gehören Intel 's konfigurierbare TDP (CTDP) und Szenario Design Power (SDP) und AMD ' s TDP Power Cap .

Configurable TDP ( cTDP ), auch als programmierbare TDP oder TDP Power Cap bekannt , ist ein Betriebsmodus späterer Generationen von Intel-Mobilprozessoren (Stand Januar 2014) und AMD-Prozessoren (Stand Juni 2012), der Anpassungen ihrer TDP-Werte ermöglicht. Durch Modifizieren des Prozessorverhaltens und seiner Leistungsstufen kann die Leistungsaufnahme eines Prozessors bei gleichzeitiger Änderung seiner TDP geändert werden. Auf diese Weise kann ein Prozessor je nach verfügbarer Kühlleistung und gewünschter Leistungsaufnahme mit höheren oder niedrigeren Leistungsstufen arbeiten.

Intel-Prozessoren, die cTDP unterstützen, bieten drei Betriebsmodi:

  • Nominale TDP  – dies ist die Nennfrequenz und TDP des Prozessors.
  • cTDP down  – Wenn ein kühlerer oder leiserer Betriebsmodus gewünscht wird, spezifiziert dieser Modus eine niedrigere TDP und eine niedrigere garantierte Frequenz gegenüber dem Nennmodus.
  • cTDP up  – Wenn zusätzliche Kühlung verfügbar ist, spezifiziert dieser Modus eine höhere TDP und eine höhere garantierte Frequenz im Vergleich zum Nennmodus.

Einige der mobilen Haswell- Prozessoren unterstützen beispielsweise cTDP up, cTDP down oder beide Modi. Als weiteres Beispiel können einige der AMD Opteron Prozessoren und Kaveri APUs für niedrigere TDP-Werte konfiguriert werden. Der POWER8- Prozessor von IBM implementiert eine ähnliche Power-Capping-Funktionalität durch seinen eingebetteten On-Chip-Controller (OCC).

Intels Beschreibung der Szenario-Designleistung (SDP) : „SDP ist ein zusätzlicher thermischer Referenzpunkt, der die thermisch relevante Gerätenutzung in realen Umgebungsszenarien darstellen soll.

Scenario Design Power ( SDP ) ist kein zusätzlicher Leistungszustand eines Prozessors. Der SDP gibt nur den durchschnittlichen Stromverbrauch eines Prozessors an, der eine bestimmte Mischung von Benchmark-Programmen verwendet, um "reale" Szenarien zu simulieren. Zum Beispiel zeigen mobile Haswell-Prozessoren der Y-Serie (extreme-low power) den Unterschied zwischen TDP und SDP .

Siehe auch

Verweise

Externe Links