在电脑CPU参数中,每款处理器都会标注TDP一项,其中很多网友对于TDP是什么意思不太了解。即便是知道TDP代表CPU功耗,但对于TDP和CPU实际功耗的关系大都没有一个全面的了解。今天就来科普一下TDP是什么意思以及TDP和CPU实际功耗的关系。
TDP是什么意思?
TDP的英文全称是Thermal Design Power,中文翻译为热设计功耗,是反应一颗处理器热量释放的指标,它的含义是当处理器达到负荷最大的时候,释放出的热量,单位为瓦(W)。
i5 9400F参数
一般来说,TDP越低,代表CPU功耗越低,发热量越小,越省电。比如,Intel九代酷睿i5-9400F的TDP是65W,很多网友就认为这款CPU的最大功耗是65W,但事实上并非如此,下面再来说说TDP和CPU实际功耗的关系,看完就明白。
TDP和CPU实际功耗的关系
其实,处理器参数中标注的TDP功耗并不是CPU的真正功耗。功耗(功率)是CPU的重要物理参数,根据电路的基本原理,功率(P)=电流(A)×电压(V)。所以,CPU的功耗(功率)等于流经处理器核心的电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。
而TDP是指CPU电流热效应以及其他形式产生的热能,他们均以热的形式释放。因此,实际上CPU参数中标注的TDP值要小于CPU实际功耗。比如,i5 9400F标注的TDP为65W,但并不代表这款处理器的最大功耗是65W,实际上会更高,这也是为什么我们在选电源额定功率的时候,总要比粗略计算出来的主机功率要大的原因。
可以看到AIDA64单考FPU功耗在110W左右,虽然平时我们并不会达到这种使用压力,但是也足以证明TDP和实际功耗还是有差别的。
通俗的说,TDP功耗是CPU最大的发热量值,不是CPU的实际功耗,它可以大致反映出CPU的发热情况。CPU的功耗很大程度上是对主板提出的要求,要求主板能够提供相应的电压和电流;而TDP是对散热系统提出要求,要求散热系统能够把CPU发出的热量散掉,也就是说TDP功耗是要求CPU的散热系统必须能够驱散的最大总热量。
事实上,制约CPU发展的一个重要问题就是散热问题,温度可以说是CPU的杀手。发热量低的CPU设计有望达到更高的工作频率,并且在整套计算机系统的设计、电池使用时间乃至环保方面都是大有裨益。目前的台式机CPU,TDP功耗基本都在100W以下,比较理想的数值是低于50W,不过随着技术和工艺制程的进步有望可以实现。
很早以前,厂商会对每一款CPU的TDP都会进行单一标注,也就是说不同型号之间,这个数值几乎都是不一样的,并且都遵循一个很基本的原则,主频越高,TDP越大(功耗越高)。
而近15年来,英特尔和AMD都是偷懒采用统一TDP设定制度,而不再单独为每一个型号制定独特的数值,那么究竟该如何理解TDP的作用呢?
比如,Intel九代酷睿i5-9600K、i7-9700K、i9-9900K的TDP都是95W,他们的实际功耗真的都是95W左右?显然不可能。
现阶段最通俗的解释就是:同一系列处理器,TDP设定越大,性能表现越强。TDP是一个可以官方制定的参数,并不是指实际功耗,而至于怎么设定的,英特尔以及OEM制造商会根据他们对处理器的期望表现进行调校。
TDP也可以看做是功耗墙,当主板检测到当前处理器功耗达到设定值时,就会进行降频等行为以保障系统整体的稳定性。
英特尔对TDP设定的三大标准:
① 往低设定:降功耗、降发热、降性能
第一类TDP设定规则最常见于笔记本。笔记本处理器的TDP设定一般都很低,比如四核心的i5-8250U仅为15W。TDP往低设定的优缺点很明显,缺点先说,那就是容易导致降频,致使性能表现不佳。优点就是可以很好地控制功耗和发热。
② 常规设定:控能耗、控发热、稳性能
普通家用台式机处理器的TDP设定基本就遵循这一点,但是家用台式机的TDP目前来看,已经几乎不存在实际意义,因为现在的台式机主板都是破解TDP的!也就是说,台式机主板为了发挥出CPU的最大性能,默认就解锁了功耗墙。
③ 往高设定:保性能、保稳定
很多至强E5的TDP设定在130W甚至150W或更高,这是因为服务器、工作站处理器经常需要高负载运行(而不代表它们本身功耗发热很大,多核低频的功耗发热一般都不如少核高频来的猛烈),所以TDP定的高一些就不容易出现性能下降。在日常使用中,这些处理器的实际使用功耗甚至都要低于TDP设定为95W的普通高主频桌面级处理器。这也就是说,在不破解TDP的主板上,将处理器TDP设定在95W肯定会比65W在高负载运行下表现来得稳定,因为95W的功耗墙变高了,CPU性能发挥的空间就变大了。
总的来说,TDP现在只是CPU用来衡量发热与性能的一个符号,不要傻乎乎地将它作为衡量功耗大小的标准,因此在选电源的时候,需要注意额定功功率不能太小了。决定一款CPU的TDP大小,主要由工艺制程、CPU主频、性能等方面的因素决定。一般来说,制程越先进,CPU发热越小,TDP数值自然可以小下来,比如现在14nm的CPU的TDP是65W,如果下一代工艺升级到10nm或者7nm,TDP数值肯定会下降,另外带K和不带K,也就是CPU支不支持超频,对TDP数值也有影响。