Potencia de diseño térmico - Thermal design power

Este artículo trata sobre el diseño térmico de los microprocesadores. Para el concepto general, consulte la potencia nominal .

La potencia de diseño térmico ( TDP ), a veces denominada punto de diseño térmico , es la cantidad máxima de calor generado por un chip o componente de computadora (a menudo una CPU , GPU o sistema en un chip ) que el sistema de enfriamiento de una computadora está diseñado para disipar. bajo cualquier carga de trabajo.

Algunas fuentes afirman que la clasificación de potencia máxima de un microprocesador suele ser 1,5 veces la clasificación de TDP.

Intel ha introducido una nueva métrica llamada potencia de diseño de escenarios (SDP) para algunos procesadores de la serie Y de Ivy Bridge .

Cálculo

Ver también: disipación de energía de la CPU
ACP en comparación con TDP
ACP TDP
40 W 60 W
55 W 79 W
75 W 115 W
105 W 137 W

La potencia de CPU promedio (ACP) es el consumo de energía de las unidades centrales de procesamiento , especialmente los procesadores de servidor , por debajo del uso diario "promedio" según lo definido por Advanced Micro Devices (AMD) para su uso en su línea de procesadores basados ​​en la microarquitectura K10 ( Opteron 8300 y procesadores de la serie 2300 ). La potencia de diseño térmico (TDP) de Intel, utilizada para los procesadores Pentium y Core 2, mide el consumo de energía en condiciones de alta carga de trabajo; numéricamente es algo más alta que la clasificación ACP "promedio" del mismo procesador.

Según AMD, la clasificación ACP incluye el consumo de energía cuando se ejecutan varios puntos de referencia, incluidos TPC-C , SPECcpu2006 , SPECjbb2005 y STREAM Benchmark (ancho de banda de memoria), que según AMD es un método apropiado de medición del consumo de energía para centros de datos y cargas de trabajo intensivas en servidores. Ambientes. AMD dijo que los valores de ACP y TDP de los procesadores se indicarán y no se reemplazarán entre sí. Los procesadores de servidor de Barcelona y posteriores tienen las dos cifras de potencia.

El TDP de una CPU se ha subestimado en algunos casos, lo que ha provocado que ciertas aplicaciones reales (normalmente extenuantes, como la codificación de video o los juegos) provoquen que la CPU supere su TDP especificado y sobrecargue el sistema de refrigeración de la computadora. En este caso, las CPU causan una falla del sistema (un "disparo térmico") o reducen su velocidad. La mayoría de los procesadores modernos causarán un disparo térmico solo en caso de una falla catastrófica de enfriamiento, como un ventilador que ya no funciona o un disipador de calor montado incorrectamente.

Por ejemplo, el sistema de enfriamiento de la CPU de una computadora portátil puede estar diseñado para un TDP de 20  W , lo que significa que puede disipar hasta 20 vatios de calor sin exceder la temperatura máxima de unión para la CPU de la computadora portátil. Un sistema de enfriamiento puede hacer esto usando un método de enfriamiento activo (por ejemplo, conducción junto con convección forzada) como un disipador de calor con un ventilador , o cualquiera de los dos métodos de enfriamiento pasivo: radiación térmica o conducción . Normalmente, se utiliza una combinación de estos métodos.

Dado que los márgenes de seguridad y la definición de lo que constituye una aplicación real varían entre los fabricantes , los valores de TDP entre diferentes fabricantes no se pueden comparar con precisión (un procesador con un TDP de, por ejemplo, 100 W casi con seguridad utilizará más energía a plena carga que los procesadores con una fracción de dicho TDP, y muy probablemente más que los procesadores con menor TDP del mismo fabricante, pero puede o no utilizar más energía que un procesador de otro fabricante con un TDP no excesivamente menor, como 90 W). Además, los TDP a menudo se especifican para familias de procesadores, y los modelos de gama baja suelen utilizar significativamente menos energía que los de gama alta de la familia.

Hasta alrededor de 2006, AMD solía informar el consumo máximo de energía de sus procesadores como TDP. Intel cambió esta práctica con la introducción de su familia de procesadores Conroe . Intel calcula el TDP de un chip específico de acuerdo con la cantidad de energía que el ventilador y el disipador de calor de la computadora necesitan para poder disiparse mientras el chip está bajo carga sostenida. El uso de energía real puede ser mayor o (mucho) menor que el TDP, pero la figura está destinada a brindar orientación a los ingenieros que diseñan soluciones de enfriamiento para sus productos. En particular, la medición de Intel tampoco tiene en cuenta completamente Intel Turbo Boost debido a los límites de tiempo predeterminados, mientras que AMD lo hace porque AMD Turbo Core siempre intenta presionar para obtener la máxima potencia.

Alternativas

Las especificaciones de TDP para algunos procesadores pueden permitirles trabajar con múltiples niveles de energía diferentes, según el escenario de uso, las capacidades de enfriamiento disponibles y el consumo de energía deseado. Las tecnologías que proporcionan dichos TDPs variables incluyen Intel 's TDP configurable (CTDP) y la potencia de diseño de escenarios (SDP), y AMD ' s límite de alimentación TDP .

TDP configurable ( cTDP ), también conocido como TDP programable o límite de potencia de TDP , es un modo de funcionamiento de generaciones posteriores de procesadores móviles Intel (a partir de enero de 2014) y procesadores AMD (a junio de 2012) que permite ajustes en sus valores de TDP. Al modificar el comportamiento del procesador y sus niveles de rendimiento, el consumo de energía de un procesador se puede cambiar alterando su TDP al mismo tiempo. De esa manera, un procesador puede funcionar a niveles de rendimiento más altos o más bajos, según las capacidades de enfriamiento disponibles y el consumo de energía deseado.

Los procesadores Intel que admiten cTDP ofrecen tres modos de funcionamiento:

  • TDP nominal  : esta es la frecuencia nominal del procesador y el TDP.
  • cTDP hacia abajo  : cuando se desea un modo de funcionamiento más frío o más silencioso, este modo especifica un TDP más bajo y una frecuencia garantizada más baja en comparación con el modo nominal.
  • cTDP up  : cuando hay refrigeración adicional disponible, este modo especifica un TDP más alto y una frecuencia garantizada más alta en comparación con el modo nominal.

Por ejemplo, algunos de los procesadores Haswell móviles admiten cTDP hacia arriba, cTDP hacia abajo o ambos modos. Como otro ejemplo, algunos de los procesadores AMD Opteron y las APU Kaveri se pueden configurar para valores de TDP más bajos. El procesador POWER8 de IBM implementa una funcionalidad de limitación de energía similar a través de su controlador integrado en chip (OCC).

Descripción de Intel de la potencia de diseño de escenarios (SDP) : "SDP es un punto de referencia térmica adicional destinado a representar el uso de dispositivos térmicamente relevantes en escenarios ambientales del mundo real. Equilibra los requisitos de rendimiento y energía en las cargas de trabajo del sistema para representar el uso de energía en el mundo real".

La potencia de diseño de escenarios ( SDP ) no es un estado de potencia adicional de un procesador. El SDP solo establece el consumo de energía promedio de un procesador utilizando una cierta combinación de programas de referencia para simular escenarios del "mundo real". Por ejemplo, el procesador Haswell móvil de la serie Y (potencia extremadamente baja) muestra la diferencia entre TDP y SDP .

Ver también

Referencias

enlaces externos