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TDP是什么意思 TDP和CPU实际功耗的关系

程序员文章站 2022-06-27 10:40:37
TDP是什么意思 TDP和CPU实际功耗的关系TDP是什么意思?TDP和CPU实际功耗的关系有是什么?今天小编就为大家一一详解,感兴趣的朋友可以一起看看... 18-05-16...

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”,觉得不错的话,记得给小编点个赞!

TDP是什么意思 TDP和CPU实际功耗的关系
cpu

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)。

TDP是什么意思 TDP和CPU实际功耗的关系
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。

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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。

TDP是什么意思 TDP和CPU实际功耗的关系
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。

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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。
 

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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)。

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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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