TDP-熱設計パワー

Landauerの原理に精通している人は、不可逆的な計算では必然的にk * T * ln2以上の熱が発生することを認識しており、電子工学に精通している人は、この値が実際に貫通電流の存在により桁違いに大きいことを確認しますCMOSペア、浮遊リーク電流、金属相互接続の抵抗を切り替えるとき。 通常のユーザーについては、操作中にプロセッサーが加熱されて熱を放出するという事実に単純に慣れています。







だから、知り合いになる-TDP。 タイトルからわかるように、TDPはThermal Design Powerの略です。 この値は、チップ冷却システムが放散する最大熱量を示します。

製造業者は、チップが消費する最大電力に等しい値を取ります。 消費電力は測定が容易であり、最終的には(無視できる電磁放射を除く)すべてが熱の形で消費されます。



TDPによるデスクトッププロセッサの歴史



次の表は、デスクトップPC用の象徴的な(私の意見では)IntelプロセッサモデルのTDP値を示しています。

モデル 頻度 TDP
ペンティアム 75 MHz 8.0 W
Pentium MMX 200 MHz 15.7 W
Pentium II 300(0.35µ) 300 MHz 18.6 W
ペンティアムIII 600(0.25µ) 600 MHz 43 W
Pentium III 1000(0.18µ) 1GHz 35.5W
Pentium III 1333(0.13µ) 1.33GHz 34W
Pentium 4 1.5(0.18µ) 1.5GHz 58W
Pentium 4 2.8(0.13µ) 2.8GHz 68W
Pentium 4 HT 672(90nm) 3.8GHz 115W
ペンティアムD 960(65nm) 3.6GHz @ 2コア 130 W
Core 2 Duo E6850(65nm) 3 GHz @ 2コア 65W
コア2クアッドQ6600(65nm) 2.4GHz @ 4コア 95W
コア2クアッドQ9550S(45nm) 2.83GHz @ 4コア 65W
Core i5-680(32nm) 3.6GHz @ 2コア 73W
コアi7-3930K(32nm) 3.6 GHz @ 6コア 130 W
コアi7-3770K(22nm) 3.5GHz-3.9GHz @ 4コア 77W


物事の論理によると、トポロジカルな基準の減少に伴い、熱発生は減少するはずです。 しかし、個々のCMOSカップルの熱放出が減少するよりも、結晶あたりのトランジスタの数ははるかに速く成長しました。 これがパターンの理由であり、表にはっきりと見ることができます。 悪名高いギガヘルツレースは、Pentium 4が一種の反記録を樹立したという事実につながり、3.8 GHzの修正ではTDPが100ワットを超えました。 明らかに、そのような状況に耐えることは不可能でした。コンピューターはますます時限爆弾のようでした。 そして結論が出されました-熱は放散されました。

また、Core i7-3930Kのようなトップエンドプロセッサの大きなTDPに悩まされないでください。 これらは、プロセッサフ​​ァミリの非常に特別な代表者であり、それらに十分な金額を支払う意思がある人は、適切な冷却について確実に心配するでしょう。 一般に、IntelプロセッサのTDPは最近大幅に減少し、減少し続けています。



冷却システムの歴史への小さな余談



すでに最初のPentiumプロセッサの時代に、コンピューターはアクティブ冷却を使用し始めました。これはとんでもないサイズのラジエーターと同じ「プロペラ」でした。





写真は、ファンを取り外したIntel Pentium 200 MMX



受動的な冷却は、わずかに開発されたラジエーターを使用することで省くことができましたが、当時は無音性をあまり気にしませんでした。 もちろん、ビジネスはプロセッサの1つのクーラーに限定されず、ハードドライブと電源がシステムの全体的なノイズに大きく貢献しました。

冷却システムは、プロセッサーの熱放散の増加と並行してスムーズに開発され、最終的に...







Pentium 4プロセッサの時代には、巨大なクーラーと代替冷却方法(液体、極低温、窒素)が開発されました。 歴史に興味がある人のために、2001年から仲間のLIKE OFFが執筆した記事「ミレニアムクーラー」へのリンクを提供します。



今日、PCの低ノイズは非常に重要であり、多くの愛好家は、理想的には完全に受動的な冷却で、できるだけ静かにコンピューターを組み立てようとします。

これは完全に実行可能なタスクです。 そのような場合、ほとんどの場合、TDPが40W以下のプロセッサを使用します。 TDPが大きいモデルを選択し、その周波数とコア電圧を下げることができます。 (電力は周波数と供給電圧の2乗に比例します)。

結果は次のようになります。







TDPが50Wを超える場合、積極的な冷却なしで行うことはすでに困難です。 プロセッサーの冷却が受動的であっても、ケース内の良好な空気循環が必要です。



CPUの過熱動作



コンピューターの知識がかなり前に始まった人たちにとって、Tom's Hardwareチームの伝説のビデオはおそらく記憶に残っていたでしょう。 (イデオロギー上の理由により、リンクを張ることはできません)。 これらの人々は、プロセッサが動作中に冷却システムを失った場合にプロセッサに何が起こるかを把握しました。 状況は実際に非常に可能性があります:輸送中に​​クーラーが落下したり、冷却システムでファンが壊れたりする可能性があります。 そして最後に、プロセッサーと冷却システム間の熱インターフェースが時間の経過とともに熱伝導特性を失うときの最も一般的な問題。

プロセッサの温度が制限を超えるとどうなりますか? 明らかに、良いことは何もありませんが、プロセッサにはまだ自己防衛機能があります。 Pentium 4以降、約90°Cの温度に達すると、いわゆるスロットリングがオンになります。プロセッサはクロックサイクルのスキップを開始し、動作を遅くし、熱放散を減らします。 もちろん、冷却せずに放置すると、プロセッサーはわずかに許容できるパフォーマンスを提供することさえできなくなります。



モバイルコンピューティング。



ラップトップの場合、TDPの主な側面は電力消費です。これは、バッテリーの寿命に直接影響するためです。 ネットブックで最も一般的に使用されるAtomプロセッサのTDPは2〜10 Wの範囲ですが、ラップトップ向けのほとんどのプロセッサは15〜40 Wの範囲です。

ネットワーク調査に基づく私の推定によると、15インチの個別グラフィックスとTDP 35Wのプロセッサを搭載したラップトップは、一般に約80Wを消費します。ラップトップの総消費電力に対するプロセッサの寄与は30-40%と推定できます。もちろん、これは最大プロセッサ負荷でのみ当てはまりますプロセッサはほとんどの時間休み、省エネ技術が働き始め、総エネルギー消費量に占める割合が減少します。

モバイルプロセッサのTDPが低いにもかかわらず、cr屈なケースの内部で効果的な冷却を実現するのが難しい場合があることに注意してください。したがって、デスクトップよりもラップトップで過熱がよく起こります。



おわりに



一般的に、TDPについて話しました。 このトピックは、プロセッサを含むCMOS回路の電力消費の理由を検討することと、最新のIntelプロセッサで使用される省エネ技術について話すことの2つの方向に展開できます。 この記事に対する私のコメントの1つである「省エネ技術」と「CMOS回路のエネルギー消費」に投票することを提案します。

最も投票数の多い人が次のトピックを決定します。 また、コメントでは、コンピューター内部の温度との戦い、勝利と敗北についての実際のストーリーが強く推奨されています。



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