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TDP是什么意思 TDP和CPU实际功耗的关系

时间:2018-11-06 22:40:00来源:硬件教程 作者:seo实验室小编 阅读:90次
 

tdp

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“seo实验室”就来科普一下“TDP是什么意思”以及“TDP和CPU实际功耗的关系”,觉得不错的话,记得给小编点个赞!


CPU

TDP是什么意思?

TDP的英文全称是“ThermalDesignPower”,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 8500参数

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八代酷睿i5 8500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,这其中存在认知误区。

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 8500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。

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。


CPU散热器

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,只不过大多数CPU还达不到这个水平,不过今后的10nm制程CPU,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八代酷睿i3-8100/i5-8400/i5-8500/i7-8700的TDP都是65W,他们的实际功耗真的都是65W左右?显然不可能。


CPU-Z

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。

一个很显著的案例:TDP设定在25W的i5-8250U的性能要明显好于设定为15W的状况。在15W的情况下,8250U非常容易发生因为触碰功耗墙而降频的问题,当我们把功耗墙界限放宽到25W时,CPU表现就好多了

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设定基本就遵循着一点,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。

有些人以为I5-8500(3.00~4.10GHz)的TDP是65W,所以它的实际功耗在65W左右,不过用软件检测一下就可以知道,满载全核心稳定3.90GHz的i5-8500,实际功耗大约是80W(这是核芯显卡+CPU的总功耗)。如果台式机主板不破解TDP的话,那么i5-8500肯定没法稳定全核心3.90GHz,估计3.3~3.5就差不多了。


i5 8500实际功耗测试

i7-8700(3.20~4.60GHz)的TDP设定也是65W,但实际最大功耗在80W~100W左右。当然实际功耗也会取决于CPU核心电压的数值,核心电压越高,整体功耗也就会越大,所以体质差的CPU理论上更费电。


i7 8700K参数

像i5 8600K和i7 8700K这种本身就是解锁TDP和倍频的CPU,也就是支持超频的处理器,95W放在这里完全就是看着好看的,根本不能代表什么,实际功耗要明显大于这个数值。

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。

有人问,为什么i7-7700有核芯显卡,主频比E3系列高一样,TDP设定在65W,而同一架构 E3-1230V6不仅没有核芯显卡,而且主频更低,TDP却要设定在72W?这就是因为至强E3系列主要是为工作站、服务器所设计,高负载的数据运算、高强度长时间的渲染工作都会对处理器的稳定性产生极大的依赖,理论上来说,TDP设定为72W的E3-1230V6在高负载过程中的表现会比I7-7700更加稳定。而我们日常家用环境下,不带核芯显卡的E3实际功耗会比i7略低(不过因为家用主板破解TDP,所以这一理论也就失效了)。


电源

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,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。

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