كيف يمكن أن تكون تقييمات TDP الخاصة بالمعالج مضللة

إذا كنت تعمل في السوق من أجل وحدة المعالجة المركزية (CPU) ، فهناك فرصة قوية لأنك ربما تكون قد صادفت تصنيفًا صغيرًا يُعرف باسم TDP. غالبًا ما يتم طرح هذا التصنيف في الحجج أو التوصيات وهو في الواقع يساء فهمه على نطاق واسع. يرمز TDP إلى 'Thermal Design Power' وهي مواصفات يمكن العثور عليها تقريبًا في أي معالج في الوقت الحاضر. يقاس بالواط ويقصد به إخبار المستخدم بأقصى قدر من الحرارة يتوقع أن يخرجه المعالج في سيناريو واقعي ولكنه ثقيل. تستخدم شركتا تصنيع وحدة المعالجة المركزية الرئيسيتان ، AMD و Intel ، هذا الرقم على نطاق واسع في جميع مواد التسويق الخاصة بهم.

معالج AMD Ryzen 5 3600XT لديه تصنيف TDP يبلغ 95 واط

فهم TDP

فلماذا بالضبط يصعب فهم تصنيف TDP هذا؟ حسنًا ، يتعلق جزء كبير منه بحقيقة أن TDP ليس تصنيفًا منظمًا بشكل صارم. يتم استخدام هذا التصنيف من قبل Intel و AMD للإشارة إلى مقدار الحرارة التي يجب أن يتبددها حل تبريد وحدة المعالجة المركزية من وحدة المعالجة المركزية من أجل إبقائها تحت TJmax. هذا يخلق الكثير من المناطق الرمادية في تعريف TDP ، بسبب الاختلافات المقدمة من خلال خوارزميات CPU Boost ومجموعة متنوعة من حلول التبريد.

TDP مربك أيضًا بسبب حقيقة أنه يتم الإعلان عنه في واتس. عند رؤية هذا التصنيف بالواط ، يمكن للمرء أن يفترض بسهولة أن هذا يشير إلى مقدار الطاقة التي من المفترض أن يستمدها المعالج ، وهو مفهوم مضلل. يشير TDP في الواقع إلى 'خرج الطاقة الحرارية' بدلاً من 'سحب الطاقة الكهربائية' مما يخلق مفهومًا خاطئًا جديدًا بين المشتري الشائع.

الحرارة مقابل القوة

خلافًا للاعتقاد الشائع ، لا يشير تصنيف TDP ، في الواقع ، إلى الحد الأقصى من الطاقة التي يمكن للمعالج سحبها تحت الحمل. إنه ليس حتى مقياسًا للطاقة الكهربائية على الإطلاق. TDP هو رقم يتم 'اختياره' بواسطة AMD و Intel بدلاً من حسابه ، والهدف النهائي منه هو مزيج من المعلومات المفيدة والتسويق.

TDP هو رقم تم تحديده للسماح لمصنعي المبردات بابتكار حل تبريد يمكن أن يكون قادرًا على إبقاء المعالج المذكور ضمن درجات حرارة التشغيل العادية في جميع سيناريوهات حالة الاستخدام العادية. لذلك ، فهو موجه أكثر نحو تبريد المعالج بدلاً من الطاقة التي يمكن للمعالج أن يستمدها في ظل ظروف معينة.

ومع ذلك ، هناك ارتباط موجود بين تصنيف الطاقة الحرارية الذي يمكن رؤيته هنا والقوة الفعلية التي يمكن للمعالج استخلاصها. في حين أن رقم TDP نفسه قد لا يكون مؤشرًا مباشرًا لسحب الطاقة ، إلا أنه يمكن أن يكون مفيدًا بشكل غير مباشر في مقارنة سحب الطاقة لمعالجين باستخدام نفس عملية التصنيع واستنادًا إلى نفس البنية. نظرًا لأن المعالج ذو تصنيف TDP الأعلى سينتج مزيدًا من الحرارة تحت الحمل ، فمن المحتمل أنه يميل إلى سحب المزيد من الطاقة من مصدر الطاقة أيضًا. وبالتالي يمكننا القول أن الأرقام مرتبطة ، لكن القول إن معالجًا بتصنيف TDP يبلغ 95 وات سيستهلك 95 واطًا من الطاقة تحت الحمل هو أمر غير دقيق.

الواط هو واط

على الرغم من الاختلافات الواضحة بين خرج الطاقة الحرارية وسحب الطاقة الكهربائية ، لا يزال الواط عبارة عن واط. تعرّف ويكيبيديا الواط على أنه 'وحدة مشتقة من جول واحد في الثانية ، ويتم استخدامه لتقدير معدل نقل الطاقة'. هذا التعريف مفيد بشكل خاص لشرح استخدام الوحدة 'واط' في تصنيفات TDP.

تُقاس الطاقة التي يسحبها المكون بالواط ، بينما يُقاس ناتج حرارة المعالج أيضًا بالواط. من المهم أن تتذكر أن هذه ليست وحدات مختلفة تشترك في نفس الاسم. يشير استخدام الواط إلى أن نفس الطاقة يتم تحويلها من الطاقة الحرارية إلى الشكل الكهربائي. هذا يعني أن الطاقة التي يسحبها المعالج (الطاقة الكهربائية) ستكون دائمًا أعلى إلى حد ما من الطاقة التي يطلقها المعالج في شكل حرارة (طاقة حرارية). يستخدم المعالج فرق الطاقة بين هاتين الكميتين لأداء وظيفته.

كيف تحسب إنتل TDP

أصبحت المفاهيم الخاطئة المتعلقة بتصنيفات TDP أكثر انتشارًا نظرًا لحقيقة أن كلاً من الشركات المصنعة لوحدة المعالجة المركزية الكبرى تستخدم طرقًا مختلفة لتحديد TDP. هذا يعني أن أرقامهم ، بينما يتم قياسها بالواط ، لا يمكن مقارنتها ببعضها البعض. الاختلاف المهم هو أن Intel تستخدم ساعة معالجاتها الأساسية لتحديد TDP. هذا يعني أن تصنيف 'أقصى ناتج حراري' لمعالجاتها يكون صالحًا فقط عندما تعمل وحدة المعالجة المركزية في الساعة الأساسية.

وهذا يمثل العديد من التحديات في السيناريوهات الحديثة. نادرًا ما تعمل وحدات المعالجة المركزية الحديثة من Intel في الساعة الأساسية. نظرًا لآليات التعزيز المكثفة المدمجة في الرقائق الحديثة ، وأكثر من ذلك ، رفع تردد التشغيل عن طريق ميزات اللوحة الأم مثل Multi-Core Enhancement ، فإن تصنيف TDP المعلن عنه ينخفض ​​كثيرًا عن سحب الطاقة الفعلي للشريحة أثناء الاستخدام المنتظم. يعتبر TDP تقديرًا بسيطًا إلى حد ما لإخراج الحرارة للمعالجات عندما يتعلق الأمر بشركة Intel.

يمكن لتصنيف TDP من Intel أن يساوي سحب الطاقة فقط إذا تم تطبيق حد الطاقة PL1 - الصورة: ExtremeTech

يمكن أن يمثل هذا أيضًا تحديًا للمستخدم النهائي من حيث اختيار المكونات. قد يميل المشتري المطمئن إلى شراء PSU أصغر أو مبرد وحدة المعالجة المركزية الأضعف إذا كان الاعتبار يعتمد على TDP وحده. في حين أنه من الممكن تشغيل وحدة المعالجة المركزية باستخدام مبرد تم تصنيفه على وجه الدقة TDP (مبرد 95 واط لوحدة معالجة مركزية مصنفة 95 واط) ، فإن وحدة المعالجة المركزية ستطلق النار بالتأكيد على TDP المصنف بمجرد تنشيط أي آليات تعزيز توربيني. هذا يمكن أن يسبب مشاكل من حيث التبريد. لذلك ، فإن نهج إنتل في تصنيفات TDP لمعالجاتها هو أكثر تعقيدًا قليلاً من AMD ، وبالتالي يترك مجالًا أكبر للتفسير.

كيف تحسب AMD TDP

AMD ليست مثالية بأي حال من الأحوال عندما يتعلق الأمر بعملية تعيين تصنيفات TDP لوحدات المعالجة المركزية الخاصة بها. ومع ذلك ، فإن الجانب الإيجابي الكبير لنهج AMD هو أن AMD تقيس الإخراج الحراري للمعالج في أقصى ساعة تعزيز لها ، على عكس نهج Intel حيث يتم قياسه في الساعة الأساسية. يمكن أن يكون هذا مؤشرًا أكثر دقة إلى حد ما لكمية الحرارة التي يمكن أن تنتجها وحدة المعالجة المركزية في حالات الاستخدام العادية.

تعلن AMD عن 'سحب الطاقة' لشرائحها كأرقام TDP في عرضها التقديمي - صورة: AMD

تم الإبلاغ عن أن تعريف AMD الداخلي لـ TDP هو: 'قوة التصميم الحراري (TDP) هي قياس صارم لمخرجات ASIC الحرارية ، والتي تحدد حل التبريد اللازم لتحقيق الأداء المقنن.' هذا البيان واضح جدًا في الجوهر. تحدد AMD المتطلبات الأساسية لتصنيف TDP لـ ASIC (الدائرة المتكاملة الخاصة بالتطبيق ، أو وحدات المعالجة المركزية Ryzen في هذا السياق). يقدم هذا الدليل الإرشادي من AMD مزيدًا من المعلومات لمصنعي المبردات حتى يتمكنوا من تصميم حل تبريد مناسب لوحدات المعالجة المركزية المعنية.

هناك جزء محير في بيان AMD بالرغم من ذلك. تشير AMD إلى 'الأداء المقنن' للمعالج في تعريفها لـ TDP. هذا يعني أساسًا أن تصنيف TDP صالح فقط للمعالجات التي تعمل بين تردداتها الأساسية وترددات التعزيز. يستبعد هذا ميزة رفع تردد التشغيل التلقائي المحتملة لـ Precision Boost 2.0 والتي تستخدم حيزًا حراريًا وقويًا لتحقيق أقصى قدر من ساعات التعزيز التي يستطيع المعالج ضربها ، دون خرق أي حدود للطاقة والحرارة.

يتضمن نهج AMD أيضًا معادلة لـ TDP التي يمكن أن تساعد الشركات المصنعة للمبرد على تصميم حلول التبريد الخاصة بهم بشكل مناسب.

صيغة TDP

الصيغة التي قدمتها AMD لـ TDP هي كما يلي:

TDP (واط) = (tCase ° C - tAmbient ° C) / (HSF θca)

قام GamersNexus بتفكيك هذه الصيغة في تقاريرهم ، دعنا نرى ما تعنيه:

• يتم تعريف tCase ° C على النحو التالي: 'درجة الحرارة القصوى لوصل القالب / موزع الحرارة لتحقيق الأداء المقنن'. تم الإبلاغ عن أن تعريف AMD الداخلي هو: 'درجة حرارة الحالة القصوى. درجة الحرارة القصوى عند قياسها في موقع العبوة المحدد بواسطة دليل التصميم الحراري المناسب. ' يستخدم Tcase max لتصميم المحلول الحراري وفي المحاكاة الحرارية.
• تعني tCase 'العلبة' ، كما هو الحال في موزع الحرارة المدمج أو IHS ، وليس هيكل الكمبيوتر. على وجه الخصوص ، يشير هذا إلى درجة الحرارة عند النقطة التي يلتقي فيها قالب السيليكون بـ IHS. لاحظ أن هذا ليس 'مدى سخونة وحدة المعالجة المركزية' ولكن 'مدى سخونة وحدة المعالجة المركزية قبل أن يبدأ Precision Boost 2 في التراجع.' سينتج tCase الأقل TDP أقل في الصيغة.
• الرقم التالي في الصيغة هو tAmbient ، وهو المطروح الفرعي المخصوم من الحالة الصغرى قبل قسمة النتيجة على المقاومة الحرارية. تعرف AMD درجة الحرارة المحيطة بأنها 'درجة الحرارة القصوى عند مدخل مروحة HSF لتحقيق الأداء المقدر.'
• يشير HSF إلى المبدد الحراري والمروحة ، لذلك تم تركيب مبرد وحدة المعالجة المركزية أعلى المعالج. هذه هي درجة حرارة الهواء المحيط بالمبدد الحراري ، سواء كان على مقعد مفتوح أو في علبة الكمبيوتر. يعني انخفاض الحرارة TDP أعلى ، ولكن يتم تعريف tAmbient بواسطة AMD في صيغة TDP الخاصة به ولا يتم تحديده بواسطة جهاز الكمبيوتر الخاص بك. تعرف AMD HSF θca (° C / W) على النحو التالي: الحد الأدنى لدرجة الحرارة لكل واط تصنيف المبدد الحراري لتحقيق الأداء المقنن.

يتم إعطاء مواصفات AMD للصيغة في هذا الجدول بواسطة AMD - صورة: GamersNexus

هل تحتوي الصيغة على مادة؟

قد يبدو وجود صيغة محددة لحالة الاستخدام هذه بمثابة الحل الأمثل للمفاهيم الخاطئة حول TDP ولكنها في الواقع بعيدة كل البعد عن ذلك. أولاً ، تجدر الإشارة إلى أنه لم يتم إصلاح أي من القيم الموجودة في الصيغة. جميع القيم هي متغيرات تتغير مع المعالج المعني. هذا يعني أنه يمكن التلاعب بالأرقام حسب الرغبة للحصول على قيمة TDP المرغوبة ، ويمكن التلاعب بقيمة TDP فقط للحصول على الأرقام المحددة عشوائيًا على الجانب الأيمن. هذا هو السبب وراء ذكر أن قيم TDP 'مختارة' أكثر من 'محسوبة' بواسطة Intel و AMD.

لكن دعونا نلقي نظرة على الصيغة لنرى ما تعنيه بالفعل. بالتأكيد سيكون هناك شيء جوهري وراء معادلة رياضية؟ حسنًا ، اتضح أن هناك في الواقع بعض الاستخدامات لهذه الصيغة في عملية تصنيع مبرد لوحدة المعالجة المركزية. تغطي الصيغة بشكل أساسي العوامل التي ستكون ضرورية لتحقيق هدف TDP المحدد من قبل الشركة المصنعة لوحدة المعالجة المركزية. المتغيرات داخل الصيغة لا تحمل أي أهمية للمستخدم النهائي على الرغم من ذلك.

حتى الآن ، قد يبدو أن أرقام TDP ليست سوى بعض الهراء الترويجي الذي تضعه الشركات في صناديق وحدة المعالجة المركزية الخاصة بها لمجرد تضليل المستهلك. ومع ذلك ، هذا ليس هو الحال تماما. الحقيقة هي أن AMD و Intel لم تدعوا أبدًا أن TDP يهدف إلى الإشارة إلى سحب طاقة وحدة المعالجة المركزية. إنهم يسردون على وجه التحديد TDP كمؤشر على خرج الطاقة الحرارية ، وكدليل للمبرد المطلوب لتبديد الحرارة من وحدة المعالجة المركزية. تنبع المفاهيم الخاطئة حول TDP من العديد من العوامل ، وأبرزها استخدام 'واط' لتمثيل الطاقة الحرارية ، والتي يمكن أن يساء فهمها بسهولة.

كيف تكون أرقام TDP مفيدة

قد تميل إلى الاعتقاد بأن أرقام TDP التي تم طرحها بواسطة AMD و Intel ليس لها أي معنى للمستخدم النهائي. قد يكون هذا البيان صحيحًا إلى حد ما ، لكنه لا يعني أن أرقام TDP عديمة الفائدة تمامًا. هناك ميزتان كبيرتان لهذا النهج:

معالجات مختلفة في نفس TDP

أول ميزة كبيرة لابتكار تصنيف TDP للمعالجات هي أن AMD و Intel يمكنهما العمل على المتغيرات الأخرى في صيغة TDP لتحقيق هدف TDP المرغوب. تم توضيحه سابقًا أنه يمكن التلاعب بالمتغيرات في الصيغة حسب الرغبة لتحقيق النتيجة المرجوة. قد لا يكون هذا شيئًا سيئًا من الناحية العملية. في الواقع ، هذا يعني أن الشركة المصنعة يمكنها تحديد TDP معقول لمكوناتها ، ثم ضبط الأجزاء الداخلية للمكون لتحقيق النتيجة المرجوة. هذا تفسير مفرط في التبسيط إلى حد ما لسبب انفتاح هذه الصيغة على التلاعب.

تختلف المتغيرات في هذه الصيغة من وحدة المعالجة المركزية إلى وحدة المعالجة المركزية ، بينما يمكننا أن نرى العديد من وحدات المعالجة المركزية من كل من AMD و Intel والتي تشترك في نفس TDP. على سبيل المثال ، تشترك كل من Ryzen 7 3800X و Ryzen 9 3900X و Ryzen 9 3950X في نفس TDP البالغ 105 واط. من الواضح للجميع على الفور أن Ryzen 9 3950X يستهلك أكبر قدر من الطاقة من جميع وحدات المعالجة المركزية التي تشترك في TDP. وذلك لأن AMD حققت هذا الهدف TDP من خلال معالجة القيم الأخرى في الصيغة وضبطها ، للحصول على أفضل نقل حراري وكفاءة حرارية عند سحب طاقة أعلى.

ابتكار حلول التبريد

الميزة الرئيسية الثانية لتصنيفات TDP هي في الواقع السبب الرئيسي لاختيار أرقام TDP في المقام الأول. نظرًا لأن TDP هو الرقم الذي تختاره Intel و AMD للإشارة إلى كمية الحرارة التي يجب أن يكون المبرد قادرًا على تبديدها حتى تعمل وحدة المعالجة المركزية على النحو المنشود ، فإن هذه القيمة تساعد بالفعل مصنعي المبردات على ابتكار حلول تبريد مناسبة لوحدات المعالجة المركزية. هذا يضمن أن وحدات المعالجة المركزية التي يتم طرحها من قبل الشركات المصنعة لها مبردات كافية متوفرة في السوق من الشركات المصنعة للطرف الأول والطرف الثالث.

يحتوي المبرد البرجي BeQuiet PureRock Slim على TDP يبلغ 120 واط - الصورة: BeQuiet

عندما يتم الإعلان عن وحدة المعالجة المركزية الجديدة ، ترسل AMD / Intel مستندًا تفصيليًا إلى المصممين الأكثر برودة يسمى 'دليل التصميم الحراري'. يحتوي هذا الدليل على جميع المعلومات الضرورية حول الشريحة المعنية ، بما في ذلك الطريقة المستخدمة 'لحساب' TDP لهذا المعالج. يتم أيضًا ملاحظة أي وجميع التعديلات التي تم إجراؤها على الصيغة في الدليل بحيث يمكن للشركة المصنعة للمبرد ضبط عمليات التلاعب أيضًا. بعد ذلك ، يكون للمصنعين الحرية في ابتكار حلول التبريد الخاصة بهم ، والتي تخضع بعد ذلك لاختبارات صارمة مع وحدات المعالجة المركزية المعنية. يضمن هذا الاختبار أن المبرد قادر على ضمان تشغيل الشريحة بمستوى أدائها المقنن ، دون خرق TJmax.

مصنعي المبردات على TDP

يتم أيضًا استقطاب مصنعي حلول التبريد هذه حول موضوع TDP. من الواضح أن أياً منهم لا يثق فعلاً بالأرقام التي وضعتها AMD و Intel لوحدات المعالجة المركزية الخاصة بهم. نظرًا لمستوى الضبط والتلاعب في صيغة TDP ، والتباين في سحب الطاقة والحرارة بسبب تقنيات التعزيز ، فإن مصنعي المبردات لا يهتمون كثيرًا بالعدد الفعلي. يميل المصنعون إلى التحقق من صحة عمل المبردات من خلال اختباراتهم الخاصة على وحدات المعالجة المركزية المعنية.

ربما لاحظت أن المبردات لها تصنيف TDP المعلن عنه أيضًا. هذا رقم TDP آخر لا يحتوي على الكثير من الجوهر عندما يتعلق الأمر بالعمليات في العالم الحقيقي. إذا تم تصنيف المبرد على 95 واط TDP ، فهذا لا يعني بالضرورة أنه سيكون قادرًا على تبريد معالج تم تصنيفه أيضًا على 95 واط. هناك الكثير من المتغيرات التي تعمل هنا لعمل بيان شامل نهائي من هذا القبيل. يختبر مصنعو المبردات في الواقع ويبتكرون تصنيفات TDP الخاصة بهم لمبرداتهم والتي قد تتوافق أو لا تتوافق مع التصنيفات التي وضعتها AMD و Intel.

يجب أن يكون الاختبار الحراري والمراجعات المناسبة هي النقطة المرجعية الوحيدة عند شراء مبرد لوحدة المعالجة المركزية الخاصة بك. قد تكون تقييمات TDP لكل من وحدة المعالجة المركزية والمبرد جيدة فقط في إرباك المشتري المحتمل.

إذا لم يكن TDP ، فماذا بعد؟

إذا كنت قلقًا بشأن سحب الطاقة لأي وحدة معالجة مركزية قد تفكر في شرائها ، فهناك طريقة لمعرفة ذلك بالضبط. بدلاً من الاعتماد على أرقام TDP المصطنعة التي تقدم مؤشرات قليلة أو معدومة في العالم الحقيقي لسحب الطاقة ، يجب على المرء دائمًا أن ينظر إلى المراجعات المتعمقة والأداء الحراري لوحدة معالجة مركزية معينة قبل الشراء. لا يخبر TDP الصورة كاملة. يمكن أن يكون مضللاً تمامًا للعملاء الذين يرون فقط 'واط' مطبوعًا بجانب رقم ويفترضون أنه الحد الأقصى لتصنيف سحب الطاقة.

تتضمن المراجعات الكاملة المتعمقة لوحدات المعالجة المركزية والمكونات الأخرى عمومًا أرقام سحب الطاقة التي يتم قياسها من موصل وحدة المعالجة المركزية ATX ذي 12 سنًا وأيضًا من الحائط. يعطي هذا فكرة دقيقة للغاية عن سحب الطاقة لوحدة المعالجة المركزية في ظل سيناريوهات مختلفة. بخلاف أرقام TDP ، فإن أرقام سحب القوة التي يتم حسابها بهذه الطريقة تمثل إلى حد ما الأرقام الفعلية التي قد تتوقع رؤيتها في التشغيل العادي. تأخذ هذه القيم في الاعتبار أيضًا خوارزميات التعزيز وأي تحسينات OC خارج الصندوق قد يتم تنشيطها على وحدات معالجة مركزية معينة. يعد الحكم على سحب الطاقة لوحدة المعالجة المركزية بهذه الطريقة أكثر دقة وتمثيلًا لنتائج العالم الحقيقي الفعلية أكثر من مجرد تقدير قوة السحب من تقييمات TDP.

توضح أرقام المراجعة الحقيقية أن سحب القوة الفعلي أعلى بكثير من TDPs المعلن عنها - الصورة: TomsHardware

الكلمات الأخيرة

في الختام ، من الواضح جدًا أن أرقام TDP لا تمثل سحب الطاقة لوحدة المعالجة المركزية في سيناريوهات العالم الحقيقي. TDP هو تصنيف أكثر مرونة مما يدركه معظم الناس. في الغالب هو رقم يتم تحديده بواسطة AMD و Intel لمنح الشركات المصنعة المبردة هدفًا معينًا ، يتعين عليهم حوله تصميم حلول التبريد الخاصة بهم. هناك مجال كبير للتفسير في هذا التصنيف ، وبالتالي يؤدي إلى قدر كبير من سوء الفهم. لا يعتبر TDP بأي حال من الأحوال تمثيلًا دقيقًا للحد الأقصى لسحب الطاقة لوحدة المعالجة المركزية كما قد يفترض معظم المشترين المطمئنين.

التصنيف له استخداماته في بعض الحالات ، ومع ذلك ، يهتم أكثر بتبريد وحدة المعالجة المركزية بدلاً من سحب الطاقة. لا يوافق مصنعو المبردات أيضًا على استخدام أرقام وصيغ TDP بواسطة كل من Intel و AMD. يبتكرون منهجيتهم الخاصة والاختبار للتحقق مما إذا كان حل التبريد الذي ينتجونه مناسبًا لوحدة معالجة مركزية معينة. قد يكون من غير الدقيق أيضًا مقارنة أرقام TDP لوحدة معالجة مركزية واحدة بأخرى ، وذلك ببساطة لأن كلاهما يستخدم 'watts' في نظام التصنيف الخاص بهما. يجب على المستخدم النهائي دائمًا مراعاة المراجعات قبل اتخاذ قرار الشراء.