Сказ о SDP, TDP и о том как Intel обманывает пользователей ультрабуков и планшетов.

Но в «не совсем правильном» окружении: с памятью, работающей на частоте 1333 МГц, что в полтора раза ниже, чем поддерживаемая по спецификациям. Соответственно, мы решили повторить тестирование «правильным» образом, однако приступив к работе, обнаружили некоторые странности в результатах тестов. Что, после вдумчивого изучения вопроса, привело к написанию данной статьи, поскольку выявленные особенности касаются не только этой модели, но могут проявиться при использовании большинства процессоров семейства Kaveri. И связаны они с одним из нововведений последнего - настраиваемым TDP.

Custom TDP - история вопроса и детали реализации

Долгое время производители х86-процессоров вообще не задумывались об их энергопотреблении и тепловыделении, что было оправдано: микросхемы, потребляющие единицы ватт энергии, в охлаждении не нуждаются, спокойно себя чувствуя в любом типичном персональном компьютере. Однако по мере увеличения сложности полупроводниковых приборов и роста рабочей тактовой частоты начали появляться проблемы. Впервые во весь рост они заявили о себе в Pentium 66, который банально перегревался. А к какому уровню тепловыделения оказались не готовы производители компьютеров? Сейчас уже смешно вспоминать, но речь шла всего лишь о 16 Вт:) Да-да, уровень ниже специализированных CULV-процессоров недавнего прошлого (и даже настоящего) вызвал серьезные проблемы, поскольку оказался неожиданным для привыкшего к маленьким радиаторам или даже их отсутствию рынка.

В дальнейшем рост энергопотребления продолжался, что вызвало бурный прогресс охлаждающих устройств. Но коснулся он и самих процессоров, заставив задуматься их производителей. К примеру: что будет, если кулер выйдет из строя? Надо делать защиту от критичного перегрева, чтобы не «спалить» дорогостоящий прибор - так появился тротлинг как защитный механизм. А нужно ли процессору всегда работать в одном и том же режиме? В настольных моделях на это долго не обращали внимания, но рост популярности ноутбуков заставил заняться и данным вопросом, «научив» процессоры снижать тактовую частоту и потребляемый ток с целью экономии энергии. Когда процессоры стали многоядерными, усложнились и схемы их работы. В конце концов, далеко не все программное обеспечение равномерно загружает все блоки современного процессора: обычно простаивает то или иное количество вычислительных ядер, а иногда все «упирается» в GPU. В результате полезным оказывается отключить все ненужное в данный момент (для экономии), а оставшийся запас энергии (если есть) отдать «активным работникам». Соответственно, появились несколько состояний простоя, турбо-режимы и многое другое.

Где-то в середине этого процесса энергопотребление как характеристика процессора ушло на задний план - оно все равно меняется в широких пределах каждую секунду (а то и чаще). Зато появилось такое понятие, как TDP. Фактически, это не потребление и не совсем характеристика процессора - это требования к системе охлаждения, при выполнении которых сохраняются гарантийные обязательства поставщика процессора в случае выхода его из строя из-за перегрева. На практике TDP может быть выше реального энергопотребления, а может быть и ниже оного - это неважно. Важно то, что если сборщик конечной системы обеспечил условия по отводу, грубо говоря, как минимум 65 Вт тепла от процессора с TDP 65 Вт, то работоспособность последнего производителем гарантируется. А если не обеспечил - пусть сам с покупателем и разбирается. Таким образом, сборщик может и не обеспечивать должное охлаждение, если уверен, что в большинстве случаев ничего плохого не произойдет. Или может обеспечивать его с запасом для подстраховки.

Ну и следствие из этого, подводящее нас к основной схеме: TDP является не фактическим, а целевым параметром, определяя рабочие частоты и все остальное. Как раз из-за этого на рынке формально представлено огромное количество процессоров на одном и том же кристалле, хотя в беспечальные времена «статических частот» их были считанные экземпляры. Сейчас вот приходится выпускать Celeron для планшетов (Y-серия с TDP 11,5 Вт), ультрабуков и нетбуков (U-серия - 15 Вт), полноразмерных ноутбуков (традиционные М с тепловым пакетом 37 Вт), моноблоков и компактных десктопов (сокетные «Т»-шки, укладывающиеся в 35 Вт) и обычных настольных компьютеров (а тут уже и 53 Вт нормальное дело), т. е. пятикратный разброс между концами линейки. То же самое можно сказать и про четырехъядерные Core i7, только тут уже диапазон поскромнее - от 35 до 88 Вт. И в каждом классе - куча моделей. При том, что есть и пересечения, поскольку рынок стал более разнообразным, чем во времена одних лишь десктопов или десктопов и ноутбуков. Соответственно, нужны разные процессоры для разных условий эксплуатации.

Мы отвлеклись на продукцию Intel, поскольку этот производитель крупнее и многие этапы проходил первым. Однако и AMD приходилось решать те же задачи, причем аналогичным способом, но с поправкой на меньшую долю рынка, из-за чего дробить процессоры на такое количество тепловых классов оказалось накладным: сделаешь больше экономичных моделей - а рынку потребуются высокопроизводительные; выпустишь в следующем квартале больше обычных - а ситуация изменится. Такие ошибки планирования, разумеется, будут бить по продажам, чего желательно избегать. И компания AMD, как обычно, нашла способ избегать этих ошибок. Ноутбучные процессоры - отдельная история, но они и продаются обычно очень крупными партиями по долгосрочным контрактам. А в настольном сегменте удалось резко сократить ассортимент, как раз перейдя к настраиваемому TDP (изначально, впрочем, опробованному на серверном рынке, но там его, естественно, мало кто из широких масс трудящихся заметил).

Что было раньше? Для FM1, например, выпускались APU, рассчитанные на 65 и 100 Вт. Для FM2 изначально - они же. При создании FM2+ компания исправила второе значение на 95 Вт, что равно одной из ступенек для АМ2/АМ3 - весьма разумный подход, поскольку системы охлаждения для этих платформ совместимы. Но рынок требовал и чего-нибудь более экономичного. Для классического FM2 компания выпустила A8-6500T и A10-6700T с TDP 45 Вт, что пригодно и для мини-ПК. Они разлетелись, как горячие пирожки, подтвердив тем самым наличие спроса, однако точно оценить величину спроса сложно - по описанным выше причинам. Поэтому в линейке Kaveri процессоров со сниженным уровнем TDP нет, но они и не нужны: благодаря cTDP любой процессор с TDP 65 Вт можно заставить ограничиваться и 45 Вт, а для линейки Pro нижний порог вообще уменьшен до 35 Вт. Старшие модели (с TDP 95 Вт) ограничение уровня теплопакета, естественно, не поддерживают - чтоб разгону не мешало, благо все множители в них разблокированы. Из моделей на 65 Вт «Black Edition» только один, а именно А6-7400К, но он имеет изначально немалый запас по сравнению с А8/А10 того же теплового класса, поскольку процессор одномодульный и графическое ядро у него урезано.

В общем, что получается? В ассортименте AMD официально больше нет моделей с TDP 35/45 Вт, а у Intel они есть. Но AMD такие процессоры и не требуются, поскольку сборщик конечных систем (по совместительству нередко являющийся и их пользователем) может покупать обычные процессоры, с TDP 65 Вт, и ограничивать TDP средствами BIOS. Схема очень гибкая, но таящая в себе определенный подводный камень: если у Intel процессоры разных тепловых классов относятся к ним именно физически (за исключением ультрамобильных моделей, где у производителя есть определенная свобода), так что от системной платы ничего не зависит, то у AMD все зависит как раз от платы - в схеме работы турбо-режима она занимает не последнее место. Более того, на деле речь идет не о переключении двух режимов, заявленных в спецификации (65 и 35/45 Вт), а о гибком их конфигурировании: большинство системных плат позволяют устанавливать уровень TDP с точностью до 1 Вт в поддерживаемом диапазоне. Такая точность обычно не требуется, но для проверки работоспособности данной возможности мы провели практическое испытание промежуточных значений при помощи одного из тестов методики:

Что ж, хорошо видно, что производительность зависит от выбранного уровня TDP практически линейно. Еще очень хорошо видно, что она от него действительно зависит даже в области максимального значения, т. е. никакого «запаса» у старших двухмодульных моделей APU нет (вопреки расхожему мнению некоторых пользователей, что тепловой пакет указан с учетом графического ядра, так что процессорные его далеко не достигают). В общем, тут есть что изучать, и далеко не только сам процессор А10-7800, который, повторимся, нам все равно нужно было подвергнуть повторному тестированию с полноскоростной памятью.

Кстати, есть ли аналог такой схемы работы у Intel? Да, есть - в серверных платформах и их «настольных» модификациях. В частности, аналогичную картину зависимости производительности от TDP мы в свое время получали на разогнанном Core i7-965 Extreme . А сейчас наблюдаем то же у AMD, причем в самом что ни на есть массовом сегменте.

Конфигурация тестовых стендов

Процессор	AMD A10-7800	AMD A10-7850K
Название ядра	Kaveri	Kaveri
Технология пр-ва	28 нм	28 нм
Частота ядра std/max, ГГц	3,5/3,9	3,7/4,0
Кол-во ядер(модулей)/потоков вычисления	2/4	2/4
Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ	192/64	192/64
Кэш L2, КБ	2×2048	2×2048
Кэш L3, МиБ	-	-
Оперативная память	2×DDR3-2133	2×DDR3-2133
TDP, Вт	65/45	95
Графика	Radeon R7	Radeon R7
Кол-во ГП	512	512
Частота std/max, МГц	720	720
Цена	$154(), T-10674780	$162(), T-10674781

На первый взгляд, 7800 и 7850K выглядят как близнецы-братья: у первого частота процессорной части ниже всего на 100-200 МГц, а графическая у них и вовсе одинаковая, причем работает на постоянной тактовой частоте. На чем же компании удалось сэкономить целых 30 Вт, а то и все 60?

Все просто: на самом деле официальная документация несколько не совпадает с реальностью. Во-первых, это касается графического ядра: в наиболее экономичном режиме его частота может составлять не 720 МГц, а ≈650 или даже ≈550 МГц. Таким образом, надеяться на высокую игровую производительность в режиме 45 Вт не приходится, но если условия позволяют отводить 65 Вт, производительность GPU в двух старших А10 должна быть примерно равной. Но не производительность процессорной части - при нагрузке на графическое ядро она автоматически «проваливается» на уровень 2,5 ГГц, независимо от выбранного теплового пакета. Без оной на 65 Вт реальные частоты совпадают с приведенными в спецификации, а вот на 45 Вт снижаются примерно на полгигагерца. В общем, это куда более сложный процессор, чем кажется.

Причем все описанное выше относится к идеальному случаю: как оно может работать, если ничего не мешает. Но может мешать и материнская плата, с чем мы столкнулись при попытке повторить тестирование. В процессе решения проблем у нас образовался набор результатов, полученных на трех разных системных платах: Asus CrossBlade Ranger, Biostar Hi-Fi A88W 3D и MSI A88XM-E35. Все они основаны на одном и том же чипсете, все имеют позиционирование «выше среднего», но все работают по-разному. К сожалению, это относится не только к результатам - нам, например, не удалось «завести» на 2133 МГц никакие из имеющихся модулей памяти при использовании Asus CrossBlade Ranger. Точнее, все прекрасно работало в процессорных тестах, но вылетали все игровые - при том, что на двух других платах подобных проблем не возникло. В итоге игровые результаты отличаются и по этому параметру: для Asus они получены с DDR3-1866, а на двух других платах - в «полноценном» режиме DDR3-2133. Как это скажется - проверим.

Методика тестирования

Для оценки производительности мы использовали нашу методику измерения производительности с применением бенчмарков и . Все результаты тестирования в бенчмарке iXBT Notebook Benchmark v.1.0 мы нормировали относительно результатов Pentium G3250 с 8 ГБ памяти и SSD Intel 520 240 ГБ, а сама методика вычисления интегрального результата осталась неизменной. Еще одна программа, которую мы, как и в прошлый раз, добавили к тестовому набору - бенчмарк Basemark CL 1.0.1.4, созданный для измерения производительности OpenCL-кода.

iXBT Notebook Benchmark v.1.0

Платы Asus и MSI демонстрируют ожидаемый результат: 7800 немного отстает от 7850K в режиме 65 Вт, но теряет еще 15% производительности при снижении TDP. Все соответствует тактовой частоте: в первом случае она ниже на 200 МГц, а во втором на все 700. А вот с Biostar все плохо: даже на 65 Вт система работает медленнее, чем в случае двух других плат на 45 Вт, ну а в последнем режиме производительность вообще уходит ниже 100 баллов. Такое ощущение, что незначительное использование OpenCL-кода этой моделью определяется как серьезная нагрузка на GPU со снижением тактовой частоты ниже 3 ГГц.

Несмотря на то, что Photoshop CC не слишком любезен с «дополнительными» процессорными ядрами, быстрое выполнение кода OpenCL ему, судя по всему, полезно. Но в общем и целом это не кончается ничем хорошим для платы Biostar. Остальные же теряют по 10% производительности на каждые 30 Вт.

Audition CC еще больше тяготеет к двум-, а не четырехпоточным процессорам, но с применением OpenCL, так что тут 7800 «в родном режиме» почти не отстает от 7850K, резко снижая темп при переходе на 45 Вт. Естественно, происходит такое при нормальном управлении частотами процессорных ядер. Если у платы (или ее прошивки, что вернее) с этим есть проблемы, на результаты без слез не взглянешь.

Причем, заметим, положение дел тем хуже, чем ближе тесты к «чисто процессорным». Фактически на Biostar Hi-Fi A88W 3D при снижении TDP до 45 Вт А10-7800 «тормозится» до уровня... Pentium J2900, что было бы смешно, если бы не было так грустно.

Бывает и еще грустнее - до уровня двухъядерного Celeron J1700. А тест, напомним, тоже в первую очередь на связку «процессор-память».

Компьютер не прекращает тормозить даже при выполнении «бытовых операций». Впрочем, это все равно на 10-20% быстрее эталонной системы на Pentium G3250, но ведь можно же и быстрее!

В общем и целом анализировать результаты платы Biostar не имеет особого смысла до тех пор, пока программисты не исправят ошибки в прошивке. Asus и MSI одинаковы с точностью до погрешности измерения, так что полученные цифры можно считать как раз правильными для А10-7800. И результат этого процессора неплох: отставание от А10-7850K менее 5% в «штатном режиме» и чуть более 10% в экономичном. Таким образом, процессоры четко разделяются по позиционированию: 7850K нужен любителям разгона, а вот 7800 всем остальным будет даже более интересен. Тем более что он способен конкурировать с энергоэффективными «квадами» и двухъядерными процессорами Intel напрямую, а не с поправкой на прожорливость.

Касательно быстрой памяти и APU можно отметить следующее: с DDR3-2166 А10-7800 быстрее, чем Pentium G3250 на 3/15% (45/65 Вт), а при использовании DDR3-1333 он уже отстает на 9% на 45 Вт и буквально на пару процентов обгоняет соперника в штатном режиме. Как нам кажется, развернутые комментарии здесь не требуются:)

OpenCL

Примечательно, что и в тесте для GPU (в первую очередь) у Biostar все плохо - видимо, процессорная часть «не успевает подносить снаряды» быстрому GPU. А последний и правда быстрый: разница с 7850K минимальна в обоих режимах.

Игры в низком разрешении

Поскольку все упирается в графику, все платы примерно одинаковы. За исключением Asus, где пришлось использовать DDR3-1866.

Вот здесь уже отстающей оказалась плата Biostar - по-видимому, влияние процессорной части на частоту кадров в данной игре более весомо.

И вырожденный случай - когда именно процессорные ядра являются определяющими.

Тут - менее, но тоже ощутимо. Заметим, что в режиме 65 Вт результаты испытуемых ближе друг к другу и к 7850K: здесь не требуется управлять частотой GPU.

Поскольку именно с неправильной стратегией регулирования явно и связан проигрыш платы Biostar.

Игры в высоком разрешении

Эти результаты мы приводим без подробных комментариев, поскольку зависимости в целом те же, что и при низком разрешении: чем больше зависит от GPU, тем меньше разница между 7800 и 7850K и тем меньше влияние материнской платы. Кое-где получилось так, что 7850K оказался даже медленнее прочих, т. е. разница между процессорами вполне сравнима с погрешностью измерений и прочими сопутствующими факторами.

Итого

Итак, что мы имеем в итоге? AMD до сих пор не обновила флагмана для платформы FM2+, зато сумела выпустить очень удачный процессор с пониженным энергопотреблением, вполне сравнимый с топовым APU. Особенно это касается игр - так для подобного применения А10 и покупают. Тем более что и в плане быстродействия процессорной части все очень неплохо. В режиме 45 Вт производительность, разумеется, ниже, но ранее в этом сегменте вообще особого выбора не было - особенно при желании получить качественное видеоядро (сама AMD ранее могла предложить только А8). С ценами, правда, ситуация неидеальная, что вообще свойственно Kaveri, но тут уж все на усмотрение покупателя - нужно смотреть цены у себя на местности и покупать или не покупать в зависимости от того, устроят они или не устроят.

К сожалению, данная схема при всех своих достоинствах имеет один серьезный недостаток, которого можно было бы избежать (наверняка), будь уровней TDP действительно два (с жестко «прошиваемыми» в самом процессоре параметрами), а не текущая гибкая настройка, при которой очень многое отдается на откуп системной плате. Иногда это приводит к таким вот совсем уж неприятным эффектам, как мы сегодня получили. В ряде случаев возможно не столь катастрофическое снижение быстродействия, но тоже абсолютно ненужное пользователю. Словом, ситуация похожа на лихие 90-е - когда производительность процессора сильно зависела от платы, в которую он устанавливался. Поэтому остается только надеяться на то, что производители плат сумеют эти ложки дегтя подливать пореже - или сама AMD придумает способ лишить их такой возможности, после чего технологию Custom TDP можно будет признать однозначно полезной и рекомендованной к использованию.

«Сердцу системы», как часто называют центральный процессор, необходимо охлаждение. Дело в том, что он состоит из огромного числа транзисторов, каждый из которых нуждается в питании. Энергия, как известно, никуда не девается, а переходит из электрической в тепловую. Разумеется, эту энергию необходимо отвести от процессора. В магазинах можно найти устройства охлаждения различного типа, размера и формы. Сегодняшняя статья поможет выбрать кулер для процессора.

Слово «Кулер» происходит от английского cooler - охладитель. Применимо к компьютерной технике, подразумевается воздушная система охлаждения, которая состоит, чаще всего, из радиатора и вентилятора, и служит для охлаждения компонентов компьютера, тепловыделение которых больше, чем 5Вт.
Изначально процессоры обходились собственной поверхностью для рассеивания необходимого количества тепла, затем на них крепили простенькие алюминиевые радиаторы. С ростом мощности, следовательно, и тепловыделения, этого стало не хватать. На радиаторы начали устанавливать вентиляторы. Естественно, производители стремились улучшить конструкцию и материалы, что в итоге привело к разнообразию вариантов систем охлаждения.

Виды систем охлаждения процессора по способу отведения тепла.

1) Воздушные системы охлаждения, которые также называют «кулеры».
Именно им и посвящена сегодняшняя статья.

2) Жидкостные системы охлаждения.
Тепло отводится при помощи жидкости. На процессоре находится водоблок, который снимает тепло. Насос, который включен в контур, эту жидкость прокачивает по трубкам к удаленному радиатору. Там тепло отводится, а жидкость возвращается в водоблок. Этот цикл непрерывен. Существуют необслуживаемые системы и обслуживаемые. В первом случае – собирают и заливают жидкость на заводе. Вторые приобретаются в виде набора, и собираются уже под конкретную систему.

Плюсы по сравнению с большинством воздушных систем:

Меньше шум
+Выше эффективность
+Гибкость установки
+Интересный внешний вид.

Минусы:

Выше цена
-Риск протечек
-Сложность установки
-Требуется обдув околосокетного пространства.

3) Экстремальные системы охлаждения.
Это системы, основанные на принципе фазового перехода, системы открытого испарения, а также так называемые «чиллеры». Такого рода системы используются только энтузиастами для достижения результатов в разгоне компьютерных компонентов.

Всегда ли необходимо подбирать кулер? ВОХ и OEM процессоры.

При выборе комплектующих для сборки системного блока, сначала определяются с процессором. Тут же возникает вопрос: «А почему процессор одной модели в одном и том же магазине можно купить по различной цене?». Дело в том, что есть OEM – версия, а есть BOX, обычно это указывается в названии. Первая означает то, что процессор приехал в точку продажи на паллете, и используется для сборки ПК. BOX - версия предусматривает то, что процессор находится в коробке с устройством охлаждения, инструкцией, и, обычно, увеличенной гарантией. Нужно отметить, что самые мощные процессоры, даже в BOX – версии не всегда комплектуются системами охлаждения. В таком случае, размер коробки меньше, а отсутствие кулера указывается на коробке и в описании.

Вполне логично то, что для OEM-процессоров необходим кулер. Однако часто его приобретают и к BOX-версии. Комплектный кулер, естественно справится с охлаждением, но только в идеальных условиях. Если же корпус плохо продувается, в случае жары, либо разгона процессора, в лучшем случае вентилятор будет сильно шуметь, а температуры будут предельными. В худшем – процессор перегреется и замедлит свою работу, будет пропускать такты. В случае офисного системного блока можно использовать комплектный, коробочный кулер, но связка из ОЕМ-версии и кулера стороннего производителя будет стоить меньше.

Подбор кулера в зависимости от сокета.

Как только процессор выбран, нужно посмотреть, для какого сокета он предназначен. Это первый пункт в подборе кулера. Сокет – гнездо на материнской плате, в которое ставится процессор. Производители процессоров довольно часто меняют сокеты. Реже происходит замена стандартов крепления процессорных систем охлаждения.
Обычно, простые кулеры с небольшой стоимостью подходят только для одного процессорного разъема. Мощные системы охлаждения производители делают универсальными, это позволяет использовать их продукцию для различных платформ, даже снятых с производства.
Чтобы выбрать подходящий нам кулер, просто в конфигураторе выбираем нужный нам сокет, например, AM3+ , и так далее.

Подбор кулера в зависимости от рассеиваемой мощности.

TDP - Thermal Design Power - это мощность, на отвод которой должна быть рассчитана система охлаждения процессора. Измеряется в Ваттах. Этот параметр никто не скрывает, его также можно посмотреть в характеристиках процессора. Рассеиваемая кулером мощность должна быть больше или равна TDP процессора. Конечно, в случае равенства мощностей, системы охлаждения хватит, но тут все также как и в случае с комплектным BOX - кулером – лучше взять с запасом. Даже если перегрева не будет, то кулер с большей рассеиваемой мощностью будет работать тише, и его не придется менять в случае апгрейда. Если в планах разгон процессора, нужно учесть, что тепловыделение растет пропорционально поднятию напряжения. В результате TDP возрастает, иногда даже в разы.

Условно можно выделить несколько групп процессорных кулеров в зависимости от рассеиваемой мощности:

До 45Вт – для офисных ПК
45-65Вт – для мультимедийных ПК
65-80Вт – для игровых ПК среднего класса
80-120Вт – для игровых ПК высокого класса
Больше 120Вт – мощные игровые, либо профессиональные ПК,также разогнанные процессоры.

Подбор кулера в зависимости от конструкции.

Конструктивно все процессорные кулеры можно разделить на две группы: обычной конструкции и башенной . Первая подразумевает вентилятор параллельно материнской плате, а ребра радиатора перпендикулярно. В случае же башенной конструкции все наоборот. Встречаются высокоэффективные кулеры обычного типа, но чаще всего они похожи на те, что идут в комплекте с BOX - процессорами.
Добиться высокой мощности рассеивания тепла гораздо проще в кулерах башенного типа. За счет теплотрубок радиатор можно отнести дальше от материнской платы, есть возможность установить несколько вентиляторов, а также изготовить радиатор любого размера. Теплый воздух башенный кулер выдувает в сторону задней стенки, а не материнской платы. Он не будет мешать околосокетному пространству и планкам оперативной памяти.
В кулерах обычного типа за счет расположения вентилятора, обеспечивается лучший обдув пространства вокруг сокета. Также к плюсам стоит отнести и габариты - высота кулеров данного типа меньше, чем у башенных.

Высоту следует учитывать в кулерах любой конструкции - она должна быть меньше, чем та, что указана в парметрах компьютерного корпуса. В противном случае стенка не сможет закрыться.

Теплотрубки, за счет кипящей в них жидкости, переносят тепло от одного места к другому практически мгновенно. В случае компьютерных кулеров – от основания кулера к радиатору. Чем больше трубок - тем более эффективным будет устройство охлаждения. Также, на производительность кулера влияет и диаметр теплотрубок - чем они толще, тем быстрее трубки могут отводить тепло.

Выбор материалов радиатора и основания кулера.

Медь и алюминий – два материала, которые используют все производители кулеров. Медь обладает более высокой теплопроводностью, но при этом намного тяжелее и дороже алюминия. Простой кулер без теплотрубок изготовлен обычно полностью из алюминия . Встречаются модели со вставками из меди в основании . Бывают и полностью медные модели, но если тепловых трубок нет - хорошо охлаждать мощные процессоры они не смогут.
Кулеры башенного типа комбинируют – основание из меди, а радиатор алюминиевый . Полностью медные башни - довольно редкие кулеры, так как возрастает стоимость и вес, а увеличение производительности несущественное. По цвету определить материал получится далеко не всегда - иногда для предотвращения окисления основание и теплотрубки покрывают никелем.

Параметры комплектных вентиляторов.

Чтобы радиатор эффективно отводил тепло – его необходимо продувать. Осуществляется это вентиляторами. Иногда производители используют свой типоразмер, иногда стандартные вентиляторы с квадратной рамкой 80, 92, 120, 140мм. В случае выхода из строя стандартного вентилятора – его запросто можно приобрести отдельно. Чем больше размер вентилятора – тем он тише, так как при тех же оборотах прокачивает больше воздуха.
Чаще всего кулеры комплектуются одним вентилятором , редко встречаются безвентиляторные (пассивные) модели. Мощные устройства могут комплектоваться двумя , и даже тремя вентиляторами, что обеспечивает лучшую продуваемость. Впрочем, производители часто оставляют возможность дооснастить кулеры. Максимальное число устанавливаемых вентиляторов – один , два или три .
Чем выше будут обороты вентиляторов, тем лучше будет продуваться радиатор. Это позволит снизить температуры, но повысит уровень шума. Этот уровень измеряется в децибелах (дБ), и зависит от скорости вращения, типа подшипника вентилятора, формы и количества лопастей. Вентиляторы до 25 дБ условно можно считать тихими, что чаще всего соответствует вращению со скоростью меньшей, чем 1500 оборотов в минуту .
Впрочем, оборотами вентиляторов можно управлять. Есть кулеры, где это осуществляется вручную . В комплекте присутствует регулятор, вращая ручку которого или передвигая ползунок, можно добиться приемлемого уровня шума. Впрочем, в таком случае придется самостоятельно отслеживать температуру процессора и поднимать обороты в моменты максимальной нагрузки. Иногда в комплекте встречается не переменный регулятор, а постоянный резистор. То есть подключив вентилятор напрямую к материнской плате – получим одну скорость, а через резистор – меньшую, но тоже фиксированную.
Если материнская плата поддерживает PWM, лучше приобрести кулер с

Итак, знакомьтесь - TDP. Как видно из заголовка, TDP расшифровывается как «Thermal Design Power». Эта величина показывает максимальное количество тепла, которое должна рассеивать система охлаждения чипа.
Производители принимают ее равной максимальной мощности, которую потребляет чип. Потребляемую мощность проще измерить, и в конце концов вся она (за исключением пренебрежимо-малого электромагнитного излучения) будет рассеяна в виде тепла.

История Desktop-процессоров в разрезе TDP

В таблице ниже представлены величины TDP для знаковых (на мой взгляд) моделей процессоров Intel для настольных ПК.

Модель	Частота	TDP
Pentium	75 MHz	8.0 W
Pentium MMX	200 MHz	15.7 W
Pentium II 300 (0.35µ)	300 MHz	18.6 W
Pentium 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
Pentium D 960 (65nm)	3.6GHz @ 2 cores	130 W
Core 2 Duo E6850 (65nm)	3GHz @ 2 cores	65W
Core 2 Quad Q6600 (65nm)	2.4GHz @ 4 cores	95W
Core 2 Quad Q9550S (45nm)	2.83GHz @ 4 cores	65W
Core i5-680 (32nm)	3.6GHz @ 2 cores	73W
Core i7-3930K (32nm)	3.6 GHz @ 6 cores	130 W
Core i7-3770K (22nm)	3.5GHz-3.9GHz @ 4 Cores	77W

По логике вещей, при уменьшении топологических норм тепловыделение должно снижаться. Однако число транзисторов на кристалле росло значительно быстрее, чем снижалось тепловыделение отдельной КМОП пары. Это и стало причиной закономерности, которая хорошо прослеживается в таблице. Печально известная гонка гигагерц привела к тому, что Pentium 4 поставил своеобразный антирекорд, в своей 3.8 Ггц модификации перевалив за TDP в 100 Вт. Очевидно, с такой ситуацией мириться было невозможно: компьютер все более походил на бомбу замедленного действия. И выводы были сделаны - тепловыделение пошло на убыль.
И пусть вас не смущает большое TDP топовых процессоров типа Core i7-3930K. Это совсем особенные представители процессорного семейства и те, кто готовы заплатить за них кругленькую сумму, наверняка побеспокоятся и о соответствующем охлаждении. В целом же TDP процессоров Intel за последнее время существенно уменьшилось и продолжает сокращаться.

Небольшой экскурс в историю систем охлаждения

Уже в эпоху первого процессора Pentium, компьютеры стали использовать активное охлаждение, которое представляло собой смешных размеров радиатор и такой же «пропеллер».

на фото Intel Pentium 200 MMX со снятым вентилятором

Можно было обойтись и пассивным охлаждением, используя чуть более развитой радиатор, но в те времена не слишком заботились о бесшумности. Конечно, одним кулером процессора дело не ограничивалось, винчестеры и блоки питания давали существенный вклад в общий шум системы.
Системы охлаждения плавно развивались параллельно с ростом тепловыделения процессоров и наконец…

В эпоху процессоров Pentium 4 получили свое развитие монструозные кулеры и альтернативные способы охлаждения: жидкостные, криогенные, нитрогенные. Для интересующихся историей, приведу ссылку на статью «Кулеры миллениума» за авторством товарища LIKE OFF от 2001 года.

В наше время низкий шум для ПК имеет большое значение, многие энтузиасты стараются собрать компьютер максимально бесшумным, в идеале с полностью пассивным охлаждением.
Это вполне посильная задача. В таких случаях чаще всего используют процессор с TDP не более 40W. Можно выбрать модель с большим TDP и понизить ее частоту и напряжение на ядре. (Мощность пропорциональна частоте и квадрату напряжения питания).
В результате может получиться что-то подобное:

При TDP больше 50W обойтись без активного охлаждения уже сложно. Даже если процессорное охлаждение пассивно, нужна хорошая циркуляция воздуха внутри корпуса.

Поведение процессора при перегреве

У тех, чье знакомство с компьютерами началось достаточно давно, наверняка осталось в памяти легендарное видео от команды Tom"s Hardware. (Приводить ссылку на него я не могу по идеологическим соображениям). Эти ребята выяснили, что случится с процессором, если он во время работы лишится системы охлаждения. Ситуация на самом деле вполне возможная: кулер может отвалиться при транспортировке, или в системе охлаждения может сломаться вентилятор. Ну и наконец, наиболее часто встречающаяся проблема, когда термоинтерфейс между процессором и системой охлаждения со временем теряет свои теплопроводящие свойства.
Что произойдет, когда температура процессора превысит предельную? Очевидно, ничего хорошего, но некоторая самозащита у процессора все-таки есть. Начиная с Pentium 4, при достижении температуры порядка 90°C включится так называемый throttling: процессор начнет пропускать такты, замедляя свою работу и снижая тепловыделение. Конечно, оставшись без охлаждения, процессор не сможет обеспечить даже мало-мальски приемлемой производительности.

Мобильные вычисления.

Для ноутбуков главный аспект TDP - это потребляемая мощность, ведь она оказывает непосредственный влияние на время автономной работы. TDP процессоров Atom, чаще всего применяемых в нетбуках, находится в диапазоне 2-10W, а большинства процессоров для ноутбуков - 15-40W.
По моим оценкам, основанным на сетевых изысканиях, 15" ноутбук с дискретной графикой и процессором с TDP 35W в целом потребляет около 80W. Можно оценить вклад процессора в общее энергопотребление ноутбука как 30-40%. Конечно, это верно только при максимальной нагрузке на процессор. Большую часть времени процессор отдыхает, в дело вступают технологии энергосбережения, и его доля в общем энергопотреблении уменьшается.
Отметим, что несмотря на малое TDP мобильных процессоров, эффективное охлаждение внутри тесного корпуса реализовать подчас проблематично, поэтому перегрев у ноутбуков встречается даже чаще, чем у десктопов.

Заключение

В общих чертах я рассказал о TDP. Эту тему можно развить в двух направлениях: рассмотреть причины потребления мощности КМОП схем, к которым относятся процессоры, и рассказать о технологиях энергосбережения, применяющихся в современных процессорах Intel. Предлагаю проголосовать за один из моих комментариев к этой статье: «Технологии энергосбережения» и «Энергопотребление в КМОП схемах».
Те, кто наберут больше голосов, определят следующую тему. Также в комментариях всячески приветствуются реальные истории о борьбе с температурой внутри компьютера, победах и поражениях в ней.

Основной и главной частью компьютера является процессор или CPU. Именно он влияет на производительность и качество работы вашего компьютера. Для выбора процессора следует руководствоваться тем, какие задачи будут решаться вами на компьютере: от простых (набор текста, бухгалтерия) до сложных (AutoCAD, 3D моделирование, вычислительный сервер).

На рынке представлены две компании, предлагающие пользовательские и серверные процессоры - Intel и AMD.

На данный момент компания Intel предлагает процессоры на трех основных сокетах:

LGA1155 – процессоры Celeron, Pentium и Intel Core семейств Sandy Bridge и Ivy Bridge.
LGA2011 – процессоры Intel Core и Xeon семейств Sandy Bridge и Ivy Bridge-E.
LGA1150 – процессоры Intel Haswell

Компания AMD на данный момент предлагает процессоры на трех сокетах:

Socket FM1 – процессоры семейства AMD Fusion
Socket FM2 – процессоры семейств AMD Trinity и AMD Richland
Socket FM2+ – процессоры семейства Kaveri
Socket AM3+ – процессоры семейства AMD Vishera

Основные характеристики CPU

Тактовая частота процессора

Тактовые колебания внутри процессора создаются специальным кристаллом кварца, на который подается напряжение - тактовым резонатором. Под действием напряжения в кристалле образуются электроколебания. Они подаются на тактовый генератор, который преобразует их импульсы и передает на шины данных и адреса. Тем самым синхронизируется работа всех составляющих центрального процессора, шин и оперативной памяти.

Такт – наименьшая единица для измерения времени работы процессора. При обмене данных с другими комплектующими процессор может потратить больше одного такта (большая их часть будет тактами ожидания из-за более медленных, по сравнению с процессором, шин данных и микрочипов оперативной памяти).

Более высокая тактовая частота будет весомым бонусом только при прочих равных параметрах процессоров. В некоторых случаях процессоры с более низкой тактовой частотой превосходят своих «быстрых» оппонентов как в быстродействии при выполнении определенных задач.

Количество ядер и потоков

Вычислительное ядро процессора представляет собой отдельный кристалл, способный выполнять отдельный поток команд. На сегодняшний момент процессоры для ПК несут, как минимум, два физических ядра. По сути, каждое ядро обеспечивает дополнительный параллельный поток вычислений и увеличивает общую производительность процессора. Но это в теории. На практике меньше половины ПО поддерживает многопоточные вычисления (задействуют во время работы больше двух вычислительных потоков).

Поэтому необходимо подбирать многоядерный процессор под конкретные задачи:

2 ядра – интернет-серфинг, офисные и другие не ресурсоемкие приложения, старые или современные не ресурсоемкие компьютерные игры.
4 ядра – практически все компьютерные игры, музыкальные и видеоредакторы, некоторые графические редакторы
Более 4 ядер (6 и 8) – серверное ПО, 2D и 3D графические пакеты и др.

Необходимо различать два понятия – физическое ядро и вычислительный поток (логическое ядро). С появлением технологии Hyper-threading от компании Intel количество вычислительных потоков (для операционной системы – логических ядер) увеличивалось в 2 раза по отношению к ядрам физическим. У каждого из логических процессоров есть свой набор регистров и контроллер прерываний, а остальные элементы процессора являются общими. Когда при работе одного из логических процессоров возникает пауза (кэш-промах, ошибка предсказания ветвлений, ожидание результата предыдущей инструкции), то управление передаётся потоку в другом логическом процессоре. Таким образом, пока один процесс ждёт, вычислительные ресурсы физического процессора используются для обработки другого процесса. Прирост производительности с помощью HT хоть и не двукратный, но довольно ощутимый (на Pentium 4 – до 30%, на Intel Core – от 20% до 50% в зависимости от модели).

Возможно, в будущем компьютерные игры перейдут на поддержку 8-ядерных систем. По крайней мере, производители игровых консолей следующего поколения уже анонсировали использование восьмиядерных решений от AMD.

Техпроцесс

При производстве полупроводниковых интегральных микросхем (в нашем случае, «камней» CPU) применяется фотолитография и литографическое оборудование. Разрешающая способность этого оборудования и определяет название применяемого конкретного технологического процесса.

Совершенствование технологии и уменьшение размеров полупроводниковых структур способствуют улучшению характеристик (размеры, энергопотребление, стоимость) изделий. Особую значимость это имеет для процессорных ядер (уменьшение потребления электроэнергии и повышение производительности).

Современные процессоры изготовляются по техпроцессам:

45 нм - Intel Core i3, i5, i7; AMD Phenom II X2, X3, X4, X6; AMD Athlon II X2, X3, X4)
35 нм - Intel Sandy Bridge; AMD Bulldozer; AMD Piledriver; APU AMD Llano и Trinity
28 нм – мобильные процессоры Qualcomm Snapdragon, Samsung Exynos 5 Octa, NVIDIA Tegra 4
22 нм – Intel Ivy Bridge, Intel Haswell

Кэш-память

Кэш –дополнительная быстродействующая память для хранения копий блоков информации из оперативной памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика. Различают кэши 1-го, 2-го и 3-го уровней (L1, L2 и L3, соответственно).

Кэш 1-го уровня имеет наименьшее время доступа, но малый размер, кроме того, кэши первого уровня часто делаются многопортовыми.

Кэш 2-го уровня обычно имеет значительно медленнее кэша 2-го уровня, но его можно сделать значительно больше по размеру. Работает кэш L2, обычно, на частоте процессора, что уменьшает задержку в обработке данных.

Кэш 3-го уровня – самый большой по объёму и довольно медленный кэш, но всё же он гораздо быстрее, чем оперативная память.

Рассеиваемая мощность (TDP)

TDP (thermal design power) – величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения процессора. TDP показывает не максимальное теоретическое тепловыделение процессора, а требования к производительности системы охлаждения.

TDP рассчитан на "нормальные" условия, которые иногда могут быть нарушены. Например в случае поломки вентилятора или неверного охлаждения самого корпуса. При этом процессор дает сигнал выключения компьютера или переходит в режим троттлинга (throttling), когда процессор пропускает часть циклов.

На данный момент из домашних неразогнанных процессоров самыми горячими моделями у AMD считаются AMD Vishera (TDP – 125 Вт), у Intel – модель Intel Core i7-3970X Extreme Edition (TDP – 150 Вт), а также несколько моделей на LGA 2011(Intel Xeon с TDP в 135 Вт).

Множитель

Частота процессора получается из умножения его опорной частоты (обычно, FSB – частота шины данных) на "коэффициент умножения процессора". В технических характеристиках процессора этот коэффициент обозначается, как множитель.

Разгон процессора (увеличение его тактовой частоты) можно осуществить двумя способами:

Увеличить опорную частоту (FSB)
Увеличить значение множителя

В большинстве моделей множитель заблокирован (практически все модели от Intel и бюджетные модели от AMD), и разгон возможен только с помощью увеличения частоты шины данных. Модели с разблокированным множителем имеют в названии литеру «K» и рассчитаны на оверклокинг. Разгон прочих моделей процессоров производится на свой страх и риск, при неудачном исходе можно сжечь и процессор, и процессорное гнездо на материнской плате, и при всем этом лишиться гарантийного обслуживания.

Цены на модели приводятся усредненные для BOX-версий на январь 2014 года.

До 2000 рублей:

Лучший вариант – Intel Celeron G1820 (LGA1150)
Альтернатива – Intel Celeron G1610 (LGA1155)
Альтернатива – AMD A4-5300 (Socket FM2)

От 2000 до 2500 рублей:

Лучший вариант – Intel Pentium G3220 (LGA1150)
Альтернатива – Intel Pentium G2030 (LGA1155)
Альтернатива – AMD Athlon X2 370K (Socket FM2)

От 2500 до 3000 рублей:

Лучший вариант – Pentium G3420 (LGA1150)
Альтернатива – Athlon X4 750K (Socket FM2)
Альтернатива – Pentium G2130 (LGA1155)

От 3000 до 3500 рублей:

Лучший вариант – AMD FX-4130 (Socket AM3+)
Альтернатива – AMD A8-5600K (Socket FM2)
Альтернатива – AMD FX-4300 (Socket AM3+)

От 3500 до 4000 рублей:

Лучший вариант – Intel Core i3-3220 (LGA1155)
Альтернатива – AMD FX-4170 (Socket AM3+)
Альтернатива – AMD A10-5800K (Socket FM2)

От 4000 до 4500 рублей:

Лучший вариант – Intel Core i3-3240 (LGA1155)
Альтернатива – AMD FX-6300 (Socket AM3+)
Альтернатива – Intel Core i3-4130 (LGA1150)

От 4500 до 6000 рублей:

Лучший вариант – AMD FX-8320 (Socket AM3+)
Альтернатива – AMD FX-8120 (Socket AM3+)
Альтернатива – AMD A10-6800K (Socket FM2)

От 6000 до 7500 рублей:

Лучший вариант – Intel Core i5-4440 (LGA1150)
Альтернатива – Intel Core i5-3450 (LGA1155)

От 7500 до 10000 рублей:

Лучший вариант – Intel Core i5-4670K (LGA1150)
Альтернатива – Intel Core i5-3570K (LGA1155)

Свыше 10000 рублей:

Лучший вариант ~10000 – Intel Core i7-3770 (LGA1155)
Лучший вариант ~11000 – Intel Core i7-4771 (LGA1150)
Лучший вариант ~12000 – Intel Core i7-4770K (LGA1150)
Альтернатива ~12000 – Intel Core i7-4820K (LGA2011)
Лучший вариант ~20000 – Intel Core i7-4930K (LGA2011)
Лучший вариант свыше 30000 рублей - Intel Core i7-4960Х Extreme Edition (LGA2011)

Офисный компьютер:

Простая рабочая станция - Intel Pentium G3220
Производительная рабочая станция - Athlon X4 750K

Домашний компьютер:

«Для учебы» - Intel Core i3-3220
Мультимедиа (обработка видео и 2D-графики и др. многопоточные вычисления) - AMD FX-8320
Игровой компьютер - Intel Core i5-4670K
Мощный игровой компьютер - Intel Core i7-4770K
САПР и 3D-моделирование - Intel Core i7-4820K
Мощность ради мощности - Intel Core i7-4960Х Extreme Edition

Прибора. К примеру, если система охлаждения процессора рассчитана на TDP 30 Вт , она должна быть в состоянии отвести 30 Вт тепла при некоторых заданных «нормальных условиях».

TDP показывает не максимальное теоретическое тепловыделение процессора, а лишь требования к производительности системы охлаждения.

TDP рассчитан на определённые "нормальные" условия, которые иногда могут быть нарушены. Например в случае поломки вентилятора или неверного охлаждения самого корпуса. Современные процессоры при этом или дают сигнал выключения компьютера, или переходят в так называемый режим троттлинга (англ. throttling ), когда процессор пропускает часть циклов.

Разные производители микросхем рассчитывают TDP по-разному, поэтому величина не может напрямую использоваться для сравнения энергопотребления процессоров. Всё дело в том, что различные процессоры имеют предельную температуру. Если для одних процессоров критической является температура в 100°С, то для других она может быть лишь 60°С. Для охлаждения второго потребуется более производительная система охлаждения, потому что чем выше температура радиатора, тем активнее он рассеивает тепло. Другими словами при неизменной мощности процессора, при использовании систем охлаждения различной производительности будет различаться лишь получаемая температура кристалла. Никогда нельзя с уверенностью утверждать, что процессор с TDP 100 Вт потребляет больше энергии, чем процессор другого производителя с TDP 5 Вт. Немного странно, но TDP часто заявляется для кристалла, который объединяет целое семейство процессоров, без учета тактовой частоты работы процессора, при этом младшие модели обычно потребляют меньше энергии и рассеивают меньше тепла, чем старшие.

Также некоторые специалисты расшифровывают этот термин как «thermal design package» («термопакет») - проектирование устройства на основе температурного анализа конструкции.

Классификация у процессоров Intel

X - TDP более 75 Вт
E - TDP до 45 Вт
T - TDP до 35 Вт
P - TDP до 25 Вт
L - TDP до 17 Вт
U - TDP до 10 Вт
SP - TDP до 25 Вт
SL - TDP до 17 Вт
SU - TDP до 10 Вт

безиндексные модели - TDP 95 Вт
K - TDP 95<Вт для 4-ядерных моделей (индекс “K” отображает наличие у процессора разблокированного множителя)
S - TDP 65 Вт для 4-ядерных моделей
T - TDP 45 Вт для 4-ядерных моделей, 35 Вт для 2-ядерных моделей

Классификация у процессоров AMD

E - TDP до 45Вт
U - TDP до 25Вт

ACP

С выходом процессоров Opteron 3G на ядре Barcelona компания AMD ввела новую энергетическую характеристику под названием ACP (Average CPU Power , «средний уровень энергопотребления») новых процессоров при нагрузке.

AMD также продолжит указывать и максимальный уровень энергопотребления - TDP.

Примечания

Литература

Раздел «Power and thermal management in the Intel® Core™ Duo processor» в статье «Intel® Centrino® Duo Mobile Technology» (Volume 10 Issue 02 Published May 15, 2006 ISSN 1535-864X DOI: 10.1535/itj.1002.03) (англ.)

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "TDP" в других словарях:

TDP - can mean:* Telugu Desam Party, a regional political party in India * the dreamscapes project, eccentric folkcore quintet from Washington D.C. area * Thermal depolymerization, a process for converting biomass into oil * Thermal Design Power, a… … Wikipedia

TDP - steht für: Telugu Desam Party, eine indische Partei Thermal Design Power, die typische Verlustleistung elektronischer Bauteile Thiamindiphosphat, ein Phosphatester des Thiamins Time Diffusion Synchronization Protocol, ein… … Deutsch Wikipedia

Military dictionary

TDP - Abbreviation for ribothymidine 5′ diphosphate. The thymidine analog is dTDP. * * * thermal death point; thoracic duct pressure; thymidine diphosphate; total degradation products … Medical dictionary

TDP - Thermal Design Power (Computing » Hardware) Telugu Desam Party (Governmental » Politics) ** Technical Data Package (Governmental » Military) ** Tag Distribution Protocol (Computing » General) * Transmitter Documentation Project (Community »… … Abbreviations dictionary