FCPOWERUP极电魔方 FCPOWERUP极电魔方
  • 首页 Home
  • 评测 Review
  • 排行榜 Ranking
    • FCP Mark 性能跑分
    • FCP G 显卡兼容性
    • FCP N 噪音
  • 科普 Guide
  • 摄影 Photo
    • 图集Gallery
  • 专题 Topic
  • 商业互吹
    • 商业互吹Partner
    • 关于我们ABout us
首页 › 电源 › 科普指南 › CPU功耗=TDP=95W?功耗和TDP关系介绍

CPU功耗=TDP=95W?功耗和TDP关系介绍

fcpowerup
1月 30, 2020科普指南
10 29

关于TDP是否就是功耗的问题,之前讲过很多次了,本篇作为一篇单独文章展开讲一下,大部分人不知道Intel的TDP和95W这个神奇的数值是怎么来的,其中还不包含一些比较复杂的工况需要解释。

像CPU这样近乎纯电阻的元件,输入的电能最后几乎都转换为热能。主板的CPU供电接口输入的电能,一部分经过主板VRM电路在降压的时候损耗掉,剩下的几乎都是CPU在执行运算的时候转化为热能。当代的处理器规模实在是太大了,据称Intel Core i9-9900K有约30亿+个晶体管,显卡方面就更夸张了,NVIDIA RTX2080Ti塞了186亿个晶体管,规模几倍于9900K这样的桌面高端CPU。

为了控制功耗,芯片一般都不会火力全开,而是采取关闭部分芯片区域、降低工作电压、降低工作频率(DVFS机制)等策略来降低功耗。这是理论基础和当前的时代背景,现在已经不是以前那种CPU满负荷=TDP=最大功耗的时代了,而是有多重功耗限制,很克制。

图1,在Intel的技术文档『8th and 9th Generation Intel® CoreTM Processor Families Datasheet, Volume 1 of 2 』的第五章 Thermal Management 热管理 中对当前的第八代、第九代酷睿的发热和功耗做了相应的介绍,为什么没有第十代呢?Intel没有给技术文档。

TDP,Thermal design power/热设计功耗的缩写,是Intel为处理器指定的TjMAX最大结温工作条件下的最大平均功耗,具体到以上提到的技术文档的5.1.1章节散热考虑中对其工作条件的定义是“在基础频率并且不运行AVX任务时的最大持续功率”。它是提供给主板厂商、散热器供应商参考的设计值。

举个例子,Core i9-9900K的TDP是95W,在全核心运行3.6GHz基础频率并且不运行AVX任务时,它的持续功率最高就在95W。其实应该反过来讲,指定了最大持续功率之后,CPU的核心工作数量、运行频率、电压应该就是一个确定值。

那么开启了Turbo Boost Technology 2.0睿频或者超频或者运行AVX任务时的功率呢?要知道购买了9900K的用户几乎不会锁在3.6GHz基础频率运行的吧。

Intel在封装功率控制中介绍了4种Power Limit功率限制设置和Tau加速时间参数,用来匹配睿频2.0、功率传输和散热解决方案。

Power Limit 1 / 功率限制1,也就是常说的PL1,大多数情况下等于TDP,是CPU运行在默认主频率不含睿频和AVX的功耗,在本文讨论的范围内也就是95W,CPU可以一直运行在这个状态下。

Power Limit 2 / 功率限制2,PL2,在配置了 PL1 Tau加速时间参数之后可以达到的最大功率限制,图解见图3。最大可以配置100秒,其实也就是睿频2.0之后的最大功率限制,H/U Line的CPU一般是1.25倍PL1,主板厂家可以自行配置。但是9900K不一样了(技术规格书上也没写),常见的PL2值是210W,2.21倍于PL1/TDP。如果用户开睿频2.0跑全核心4.7GHz,那么请忘记TDP值,即便是主板厂商没有解锁210W限制。当然在选购散热器和电源的时候,也别按95W来,要知道超频之后功率都是指数上升的。

Power Limit 3/4,即PL3/和PL4,默认主板都是关闭的,但是从一些资料上看,PL3被称为Battery limit电池限制,PL4被称为Power delivery limit功率传输限制,PL4最长可以持续10ms。PL3按Intel技术文档的介绍是受限于快速功率限制算法的一个功率限制。

按我个人的理解和测试,PL3可能是受限于板卡上的储能元件比如电容、电感所能输出的短时功率,PL4则是CPU在DVFS机制时可能会触发到的功率峰值,比如9900K在超频的情况下可以冲到37A/444W,波形持续约400μs,见下图通道3洋红通道,可能会触发到电源的OPP过功率保护和UVP低压保护,电源这种工作频率在几十到上百KHz的配件是需要响应CPU、显卡需求的,这是极限超频玩家、电源厂家需要考虑的事情。

又有人要说“你又要骗我们买大功率电源了”。工况就是这么复杂,最近散热器厂家新品层出不穷就是一个反映。我也不知道一些玩家所谓的“电源按TDP 1.5倍来买”的1.5倍系数是怎么来的。总之不要按TDP买。

AMD的具体情况不知道,没技术文档,没实物。

科普Guide
29
本文系作者 @fcpowerup 原创发布在 FCPOWERUP极电魔方。未经许可,禁止转载。
为什么我的氦气硬盘不能点亮呢?SATA3.3和PWDIS介绍
上一篇
什么是“线端电容”?对电源性能有何影响
下一篇
评论 (10)
再想想
  • lockys

    最搞笑的是还真有人唯tdp论,拿着99k的tdp硬说99k不会超过150w(事实上只要是个99k在经过vrm转换损耗后都会大于200w)

    3年前
    • fcpowerup

      @lockys: TDP跟功耗挂钩的事情已经有多年的历史,一时无法扭转,唉

      3年前
    • lockys

      @fcpowerup: 早年还没有睿频等技术并且制成导致的静态功耗占比不高的时候,tdp的确有参考意义,顶多在开机时刻peak power高一点,但是现在拿tdp说硬件平台所需要的电源简直是扯淡。。。。我记得pceva挺早之前说过这事情

      3年前
    • Jao

      @fcpowerup: 老早就注意到PL1 PL2,虽然知道9th的解放自我后功耗很高,但是并不了解与AVX的关系,感谢知识的分享。
      现在好了,我给别人写科普文的时候也有理论依据了,也看到很多人都因为本站对功耗和电源的认知都更多了。

      3年前
  • zkm

    以前intel锁倍频是为了细分产品赚更多的钱,然后turbo boost变相超频已经有虚标TDP的嫌疑了,把功耗超标的锅甩给开启turbo boost的主板,但是intel主板都是默认开启的,amd主板pbo都是默认关闭的
    现在是因为功耗比台积电差太多不得不疯狂虚标,PL2的功耗和时间长得几乎成了基频了,同样是为了骗小白赚更多的钱…intel的耐高电压工艺只能一条路走到底了

    3年前
  • G--Boxing會跳舞的紅燒肉

    其實TDP的性質一直都沒有變,PL2一般默認都是58s,但是PL限制是由板廠在做,板廠為了自己家的數據漂亮,同時↓“·;“↓==!@%~&『”。就默認將PL2放寬,並且尺度很大。但是在BIOS中卻一直都是Auto,就給消費者放煙霧彈『Intel CPU TDP是假的&$%#*;·~、!AMD CPU TDP都很低·“↓『&#*% 所以Intel 功耗高=@~、“↓#↓』。網路上很多網友都被誤導了。

    3年前
    • fcpowerup

      @G--Boxing會跳舞的紅燒肉: TDP一直都是散热设计的参数,反而电源是需要EDP来指导。

      3年前
  • Jao

    站长,该更新帖子了,10代的手册也出来了。
    PL2=250W再次刷新高度了。

    3年前
    • 咖喱

      @Jao: 站长,12代U了13代U也要来了,该催更了!

      9月前
  • Fuckman4

    说到 CPU 峰值功耗,我想起一件事。
    以前我用 HDPLEX DC-ATX 400W + Dell 330W 板砖跑 8700 P95,整机持续功耗 230W 能正常烤鸡一小时。
    换了 9700K 跑 P95 一开程序就瞬间触发关机保护。
    换了个 16 年生产的 SF600 上去试,发现持续功耗大概 260W 还未到 Dell 板砖 330W 上限,然而这个 SF600 也是 P95 Small FFTs 烤鸡 5 分钟之后定时触发关机保护。
    后来给 9700K 加功耗墙,让它 8 秒之后阳痿到 95W,这个 SF600 就能正常烤鸡 1 小时,但觉得这样牺牲性能不是个办法,就又换了个 SF750,这次终于能满血 P95 烤鸡一小时了。
    我寻思这 9700K 的峰值功耗不会超过 600W 吧?SF600 都顶不住。

    3年前
搜索
聚合文章
AMD Radeon RX6800/6800XT显卡功耗分析
11月 19, 2020
12CM冷排风扇哪家强v1.2
9月 6, 2019
海韵PRIME Ultra 650 Titanium旗舰钛金电源评测
10月 16, 2018
CICF EXPO 2018中国国际漫画节动漫游戏展图集
10月 2, 2018
热门标签
AMD ATX be quiet EVGA NVIDIA PC硬件 Review ROG SFX T0 T0.5 T1 T2 T3 T4 T5 九州风神Deepcool 先马SAMA 全模组 全模组Fully Modular 全汉FSP 台达delta 威刚XPG 安钛克Antec 恩杰NZXT 振华SuperFlower 显卡Graphics 海盗船Corsair 海韵Seasonic 电源评测review 白金牌platinum 科普Guide 航嘉Huntkey 资讯 超频三PCcooler 追风者Phanteks 酷冷至尊CoolerMaster 金牌Gold 钛金Titanium 铜牌bronze 鼠标mouse
10 29
相关文章
为什么PCIe模组线材插头会有一个空Pin?
什么是PCIe5.0/ATX3.0电源,现在还能买ATX2.x电源吗
大的来了,Intel官方ATX 3.0标准大功率电源焦虑营销
3090Ti又要换新接口?PCIe 5.0加入新16Pin和48V供电接口
关于我们

fcpowerup是一个专注、严谨、严格的PC电源网站。经过多年积累,已拥有一套完善、全面的测试体系,电源测试基于最先进的专业实验室装备,在这里你可以看到专业的PC电源评测、科普以及最新的电源强度排行榜。

互动
留言板Contact us 商业互吹Partner B站动态Bilibili
内容
专题Topic 评测Review
Copyright © 2018-2023 FCPOWERUP极电魔方. Designed by nicetheme. 粤ICP备2021062446号 粤公网安备 44051502000440号
  • 首页Home
  • 评测Review
  • FCP Mark
  • FCP Noise
  • 科普Guide
  • 专题Topic
热门搜索
  • 电源评测review
  • 全模组Fully Modular
  • ATX
  • 金牌Gold
  • 科普Guide
  • T2
  • EVGA
  • 钛金Titanium
  • 海韵Seasonic
  • 白金牌platinum
  • ROG
  • T1
  • PC硬件
  • T3
  • 海盗船Corsair
  • 显卡Graphics
  • Review
  • 酷冷至尊CoolerMaster
fcpowerup
可爱又迷人的反派角色
  • 29
  • 10
  • Top