Обратная сторона производительности процессоров: некоторые подробности

Дальше – лучше

В заключение затронем один из самых главных вопросов: что делает Intel для снижения показателя рассеиваемой мощности? Существуют два основных пути. Первый – на уровне микроархитектуры отключать те блоки процессора, которые в данный момент не используются. Эта схема наиболее активно применяется в мобильных микропроцессорах. Второй путь – вносить изменения на уровне полупроводниковых материалов. Одной из основных целей при внедрении техпроцесса 65 нм было уменьшение токов утечки, и этого удалось достигнуть – их значения снизились в сотни раз. В итоге, к примеру, мы получили двухъядерные микропроцессоры 900-х моделей степинга C-1, «умещающиеся» в термальный пакет 95 Вт на частотах до 3,4 GHz включительно.

Естественно, рассказ был бы неполным без попытки заглянуть в ближайшее будущее. В III квартале этого года ожидается десктопный процессор с кодовым названием Conroe, который на момент выхода явится квинтэссенцией инноваций Intel в области энергоэффективной производительности. Ожидается 40%-ное повышение быстродействия (по сравнению с Intel Pentium D 950) по тесту SPECint_rate и еще более высокий рейтинг в играх, при этом рассеивающий всего 65 Вт тепловой мощности, использующий более совершенную схему управления частотой вращения вентилятора и контроля перегрева.

Представленный материал в ряде мест был намеренно упрощен, однако, надеемся, не потерял при этом актуальности. Подробную информацию по тепловым характеристикам процессоров Intel можно найти на сайте support.intel.com в следующих документах: Thermal аnd Mechanical Design Guide (TMDG), Thermal Design Guidelines, Processor Datasheet, VRD Design Guide.

Об авторе: Сергей Шевченко – ведущий специалист по применению продукции Intel в России и СНГ, работает в киевском офисе Intel

Какой процессор купить для игр

Для игр лучшим выбором остаются процессоры Intel. Никто не говорит, что они более выгодны – они просто мощнее. Это факт, с которым невозможно спорить, и это подтверждают многочисленные испытания. Можно было бы на этом закончить и сказать – купи мощнейший и самый дорогой процессор Intel. Но мы, в соответствии с нашим девизом, хотим принять разумный выбор. Поэтому мы не укажем одну конкретную модель (рекомендуемые процессоры находятся ниже), а параметры, которыми такой процессор должен обладать.

На данный момент для игр достаточно 4 ядер – выше этого значения увеличение производительность довольно сомнительное, конечно, всё чаще приходится слышать, что это может измениться, поэтому рекомендуем выбрать процессор, по крайней мере, на 6 ядер, например, Intel Core i5-8600K.

Базовая тактовая частота процессора не должна быть меньше, чем 3.0 Ггц. А если говорить о кэш-памяти, то это должно быть не менее 6-8 МБ.

Большинство настольных компьютеров для игр имеет внешние видеокарты, но может случиться, что это будет бюджетная конструкция. В таком случае, лучшим выходом будут процессоры AMD Ryzen с графикой Radeon Vega 8 и, возможно, процессор Athlon 220GE, который превосходит интегрированную графику процессоров Intel.

Что такое TDP

Thermal Design Power — одна из важных характеристик в описании ЦП. Переводится как расчетная тепловая мощность.

Эта величина указывает средние значения выделения тепла «камнем» при работе.

Может рассчитываться по разным схемам и указывать разные значения: например, когда все ядра полностью загружены, так и в «щадящем» режиме, когда CPU производит несложные вычисления.

Эта величина связана с энергопотреблением, однако не равна ему. Обычно центральный процессор выделяет в виде тепла почти всю энергию, которую потребляет. Соответственно, чем выше энергопотребление, тем выше будет и TDP.

Что означает TDP

TDP — сокращение от Thermal Design Power, что в русскоязычных источниках обычно переводится как «Тепловой пакет». В общем случае TDP означает максимальное количество тепла в Ваттах, выделяемое процессором (или GPU) при работе. Однако, в реальности это может быть не совсем точным.

Также, говоря о TDP часто используют этот параметр как синоним потребляемой процессором мощности. Это может быть ошибкой, речь идет именно о «выделяемой тепловой», а не «потребляемой электрической» мощности. И несмотря на то, что численные значения обычно равны или очень близки, параметр TDP служит в первую очередь для определения необходимых спецификаций системы охлаждения. Но и здесь могут быть неточности в определениях, используемых разными производителями.

Теперь пара примеров, когда у определенных производителей иная интерпретация TDP:

• Под TDP обычно подразумевалась максимальная мощность выделяемого тепла процессором. Однако, у современных процессоров Intel под этим имеется в виду тепло в Ваттах, выделяемое CPU при работе в течение продолжительного времени на штатной базовой частоте (не Turbo Boost). Таким образом, фактически выделяемое тепло и потребляемая мощность могут вырастать заметно выше указанных в характеристиках значений TDP, то есть у Intel TDP ниже максимальной потребляемой и рассеиваемой мощности.
• У AMD заявленные значения TDP процессоров и видеокарт близки к реальным значениям максимальной выделяемой и потребляемой мощности при работе в обычном режиме.
• NVIDIA определяет TDP как «максимальная мощность, которую система может потреблять при работе и максимальное количество тепла, генерируемое компонентами и которое необходимо рассеять охлаждающей системе». То есть ставит знак равенства между потребляемой и рассеиваемой мощностью.

Как ведется расчет?

Допустим, в характеристиках к кулеру указано, что он справляется с тепловой мощностью в 30 Вт. Это значит, что он способен отводить такое тепло при нормальных условиях работы процессора (нормальных, не повышенных!); повышение температуры предполагается лишь изредка. Я имею в виду, что производитель изначально подразумевает, в какой примерно среде будет использоваться CPU (температура, влажность и пр.) и в соответствие с этим устанавливает требования к системе охлаждения.

Если говорить по простому то ТДП — это количество тепла которое выделяет проц (при нормальных условиях работы), обозначенное в условных единицах.

Кстати, прошу не путать TDP с энергопотреблением процессора, то есть первый параметр не показывает максимальную мощность устройства, а говорит, сколько тепла может отвести кулер.

Еще не стоит сравнивать показатели одной системы с другой. Потому что изготовители процев по-разному устанавливают требования по теплоотводу. Во-первых, рабочая температура в разных моделях отличается. И если для одних будет критичной 100 °С, для других — в половину меньшая.

Во-вторых, изготовители обычно указывают средние TDP для целых семейств микросхем. Но выпущенные ранее устройства потребляли меньше энергии, чем современные. Поэтому прописывается обычно максимальная величина, которая подходит для всех.

Перечислять требования для каждой линейки процев разных брендов я не буду, чтобы не захламлять статью лишней информацией. Если вам интересно, поищите в интернете характеристики конкретно для своего девайса. Вот например таблицы для i7: https://ark.intel.com

А вот таблица всех процов от АМД:

На этом всё друзья.

Старался написать как можно более понятно и кратко, надеюсь вопросов не возникнет.

До новых встреч на его страницах!

Объяснение непонятного

Эта неизвестная многим аббревиатура скрывает в себе такое определение на английском языке — thermal design power, а иногда вместо последнего слова подразумевается «point».

О чем говорит данный параметр? Начну с самого начала, чтобы было понятно даже тем, кто мало знаком с компьютерами. Как известно, практически все вычисления на ПК выполняет процессор. От такого тяжелого труда он нагревается и, соответственно, выделяет тепло. Дабы он не перегорел, в комп устанавливается система охлаждения, предназначенная специально для определенного семейства процев. Так вот, на какой отвод тепла она рассчитана и указывает TDP.

На что может повлиять несоответствие требований реальным показателям? Это очевидно. Если микросхема будет постоянно перегреваться, сначала она перестанет выполнять только некоторые из поставленных вами задач, и незадолго после этого перегорит. Вот почему ватты на системе охлаждения, то есть TDP, должны равняться (или даже преувеличивать) производительности проца.

Для чего пользователю нужны значения TDP у процессора и видеокарты?

c http-equiv=»Content-Type» content=»text/html;charset=UTF-8″>lass=»remon-after-2nd-h2″ id=»remon-776108160″>

Думаю, уже самого определения этого параметра должно быть достаточно, чтобы понять, для чего нужно знание теплового пакета (TDP). Например, если вы самостоятельно собираете компьютер, эти данные могут быть полезным для:

1. Подбора оптимальной системы охлаждения (в их характеристиках также заявлено максимальное рассеиваемое тепло) для поддержания адекватной температуры процессора.
2. Выбора блока питания подходящей мощности (с учетом всех компонентов компьютера), при этом стоит учитывать, что у процессоров Intel пиковое энергопотребление может возрастать вплоть до двух раз от заявленного в технических характеристиках TDP.

Случается встретить и такой вопрос: высокий TDP — это хорошо или плохо? Отвечаю: не так и не эдак. Но, если речь идет об одном поколении процессоров или видеокарт (только в рамках одного поколения), обычно более высокий TDP означает и большую мощность. В то же время, например, если речь идет о ноутбуке, это же будет означать, что при равной емкости аккумулятора ноутбук с более низким TDP обычно работает дольше от батареи, чем с высоким, а ноутбук с высоким TDP сильнее греется и может быть шумнее.

Причем описанное может играть роль при выборе двух разных ноутбуков с одним процессорном. К примеру, уже начали появляться ноутбуки с отличным процессором Intel Core i7-1065G7. Этот процессор стандартно имеет TDP в 15 Вт, но допустима конфигурация этого же процессора до 25 Вт, и у некоторых производителей будет использовать именно она. Первый будет холоднее и автономнее, второй — заметно более производительным.

Это лишь общая информация о том, что такое TDP для начинающих пользователей для понимания этой характеристики, указываемой на официальных сайтах производителей процессоров и видеокарт, а также в магазинах, где они продаются. Обычно её бывает достаточно, но в части процессоров Intel, если интересно, можно копнуть и глубже.

А вдруг и это будет интересно:

TDP, T-Junction и Max Temps

TDP поможет Вам выбрать правильный тип системы охлаждения для Вашего процессора. Однако он не говорит о том, сколько тепла может выдержать компонент. Для этого Вам нужно взглянуть на одну из двух вещей.

Если у вас есть процессор Intel, вам нужно проверить T-Junction. Intel говорит, что это «максимальная температура, допустимая на кристалле процессора». «Матрица» относится к крошечным областям схемы на кремниевой пластине. Например, для Core i9-9900K TDP составляет 95 Вт, а T-Junction составляет 100 градусов Цельсия. Чтобы найти T-Junction для Вашего процессора, перейдите на сайт Intel Ark и найдите модель Вашего процессора.

AMD, тем временем, использует более простой термин «Max Temps». Ryzen 5 3600 имеет TDP 65 Вт, Ryzen 5 3600X имеет TDP 95 Вт, и оба имеют максимальную температуру 95 градусов Цельсия.

Это хорошие цифры, чтобы узнать, нужно ли Вам устранять неполадки на компьютере, который перегревается. В целом, однако, в первую очередь лучше сосредоточиться на TDP.

Определение TDP видеокарты

Узнать значение данной характеристики можно при помощи двух сайтов, на которых собран каталог графических чипов и их характеристик. Один из них поможет вам определить все известные параметры устройства, а второй — только TDP собранных в его каталоге видеоадаптеров.

Способ 1: Nix.ru

Этот сайт является интернет-супермаркетом компьютерной техники и с помощью поиска по нему можно найти значение TDP для интересующего нас девайса.

Способ 2: Geeks3d.com

Этот зарубежный сайт посвящён обзорам техники, видеокарт в том числе. Поэтому редакция данного ресурса составила список видеокарт с их показателями тепловыделения с ссылками на собственные обзоры приведённых в таблице графических чипов.

Теперь вы знаете, чем важен показатель TDP, что он значит и как его определить. Надеемся, что наша статья помогла вам узнать необходимую для вас информацию или просто подтянула уровень вашей компьютерной грамотности.

Опишите, что у вас не получилось.
Наши специалисты постараются ответить максимально быстро.

Лучшие процессоры Ryzen с графическим ядром

Представляем вам лучшие процессоры Ryzen с графическим ядром Vega, которые подойдут для гейминга и других задач, требующих мощной видеокарты. Оба этих процессора от AMD созданы на архитектуре Zen, которая работает на техпроцессе 14 нм.

1. AMD Ryzen 5 2400G

Ryzen 5 2400G — самый мощный процессор APU, построенный по технологии 14 нм. Он содержит чип Radeon RX Vega 11. Тактовая частота процессора — 3.6 ГГц, с возможностью разгона до 3.9 ГГц (режим Turbo). У процессора 6 МБ кэша уровня L2/L3. Это четырёхъядерный процессор, работающий в режиме восьми потоков и таким образом отлично показывающий себя в многопотоковых задачах. По своей производительности его сравнивают с Intel Core i5 (Kaby Lake). На подходящей материнской плате процессор поддаётся ощутимому разгону.

Графическая составляющая: у Radeon RX Vega 11 есть 11 графических ядер, 704 потоковых процессора и графическое ядро с частотой 1250 МГц. Это довольно мощная видеокарта. Её производительность на уровне RX 550 и GT 1030 — самых популярных бюджетных видеокарт для игр. RX Vega 11 достаточно мощная для того, чтобы можно было комфортно играть в GTA 5, Overwatch, Doom на средних настройках в 1080p. При этом, FPS будет на уровне от 40 до 60. Также можно играть в Rise of the Tomb Raider или PUBG, но при низких настройках графики и более низком FPS.

В сравнении с Intel Core i5-8400 процессор от AMD выдаёт намного больше FPS, то есть видеочип от Intel выглядит слабее.

Этот процессор оснащается кулером Wraith Stealth, потребляющий 65 В — столько же, сколько и сам процессор. Если у вас ограниченный бюджет, но вы хотите играть в новые тайтлы и получить максимальную производительность, в том числе в профессиональных задачах, то выбирайте этот процессор.

2. AMD Ryzen 5 3400G

У процессора такой же TDP — 65 W, кроме того, он поставляется с аналогичным кулером. Процессор разблокирован, поэтому его можно разгонять для получения повышенных частот и улучшения производительности. В играх и других требовательных к производительности задачах он несколько обгоняет Ryzen 5 2400G. Если вы можете потратить немного больше денег на материнскую плату и этот процессор, то есть смысл покупать его для получения повышенной производительности.

3. AMD Ryzen 3 2200G

Последний в нашем списке лучшие процессоры AMD Ryzen с графическим ядром — AMD Ryzen 3 2200G. Это бюджетный процессор, подходящий для сборки дешёвого игрового компьютера. Ryzen 3 2200G также делается с использованием литографии 14 нм и обладает четырьмя ядрами, но у него только 4 потока. Кэш остался на прежнем уровне — 6МБ. Тактовая частота — 3.5 ГГц, Турбо — 3.7 ГГЦ — совсем немного уступает частоте предыдущего процессора. Производительность можно сравнить с Intel Core i5 начального уровня или топовым Intel Core i3. Процессор разгоняется на материнских платах AM4.

Встроенный видеочип Radeon Vega 8 немного слабее, чем Radeon RX Vega 11 в описанных выше процессорах. У видеокарты 8 графических ядер, тактовая частота 1100 МГц, а также 512 потоковых процессоров. Производительность видеочипа хуже, чем у Radeon RX 550 и Geforce GT 1030. На этой видеокарте вы можете играть в старые или нетребовательные игры в 1080p или в новые игры при низких настройках параметров.

Этот процессор также комплектуется кулером Wraith Stealth и обладает тем же показателем TDP в 65 W. Это отличный выбор для бюджетного игрового ПК или домашнего кинотеатра.

Обратите внимание: все процессоры поддерживают работу с AMD SenseMI Technology, AMD Ryzen Master Utility, Enmotus FuzeDrive for AMD Ryzen, ПО Radeon. Для получения наилучшей производительности используйте оперативную память DDR4

Поведение CPU при перегреве

Отдельно рассмотрим, как ведет себя процессор Intel, когда система охлаждения не справляется с отводом тепла. Этим заведует второй датчик на CPU, который полностью автономен и доступа к нему нет (на рис. это T_prochot). Все пороговые значения для него «зашиваются» на фабрике на этапе изготовления. Их два – T_prochot и T_thermtrip. При достижении датчиком первого значения начинается модуляция частоты ядра процессора. Существуют две схемы – TM2 и TM1. Чаще всего производитель платы сам решает, какую из них использовать, но Intel рекомендует по возможности применять TM2. В этом случае у процессора меняется коэффициент умножения до 12 (2,4 GHz у новых образцов) или 14 (2,8 GHz у старых), а затем снижается напряжение питания ядра. При нормализации температуры CPU возвращается в номинальную рабочую точку в обратном порядке. При изменении напряжения питания процессор доступен и работает, тогда как при изменении коэффициента умножения он становится недоступным на 5 или 10 мкс (в зависимости от модели).

По схеме TM1 выполняется модуляция частоты ядра – из 3 мс ядро простаивает 1,5 мс и работает 1,5 мс

У нее есть еще программная возможность управления скважностью. Данной схемой пользуются утилиты, которые снижают шум системы охлаждения

Понятно, что за это приходится платить производительностью, чудес не бывает. Назначение обеих схем простое: если процессор перегрелся, его необходимо притормозить, дав возможность остыть, что лучше, чем сразу останавливать работу – можно будет хотя бы сохранить файлы. Как только процессор остыл и датчик это «почувствовал», схема TCC (Thermal Control Circuitry) отключается. Конечно, добавлен небольшой гистерезис, дабы избежать постоянных переключений режимов.

Для ТМ2 и ТМ1 их включение проявляется в виде замедления работы системы. Если это не исправило положения, датчик немедленно включает схему THERMTRIP, все внутренние блоки процессора останавливаются и формируется сигнал, отдающий команду преобразователю напряжения (VRD) прекратить подачу питания на CPU. Приблизительное значение температуры, при которой возникает данная ситуация, – 90 °С. Совсем недавно появилась возможность включать схемы TM1/TM2 при перегреве VRD: процессор тормозится и начинает меньше потреблять, и VRD может «передохнуть». На Pentium D вместо сигнальной линии PROCHOT# используется FORCEPR# для активации замедления процессора при перегреве преобразователя напряжения.

Наличие отдельного датчика для схемы борьбы с перегревом порождает новую группу проблем. Мы можем видеть на процессоре температуру T_diode = 100 °C, а на датчике T_prochot она достигнет лишь 70 °С, т. е. по показаниям первого датчика процессор должен был уже давно остановиться, а он функционирует. И снова все определяется профилем ПО, который по-разному может влиять на показания этих датчиков. Самое неприятное в этой схеме защиты то, что по умолчанию она заблокирована, и задача BIOS материнской платы – включить ее. (забывчивость проектировщика BIOS или его ошибка может дорого обойтись владельцу ПК). В новейших процессорах Conroe одни и те же датчики используются как для схемы управления частотой вращения вентилятора, так и для управления СPU при перегреве. Это должно устранить проблему разночтения показаний датчиков. Данная схема реализована в Intel Core Duo (Yonah) – уже упоминавшийся DTS. Резюме простое: разработчики процессора делают все, чтобы даже при его перегреве сохранялась возможность продолжать работу. Даже в случае катастрофического перегрева можно не волноваться – сам CPU и правильно спроектированная материнская плата с корректной BIOS не позволят себя сжечь.

TDP для процессоров. AMD и Intel

Если TDP основан на количестве тепла, выделяемого во время большой рабочей нагрузки, кто решает, что это за рабочая нагрузка или на какой тактовой частоте должна работать микросхема? Поскольку не существует стандартизированного метода оценки TDP, производители микросхем придумали свои собственные методы. Это означает, что энтузиасты ПК имеют совершенно разные мнения о TDP для Advanced Micro Devices (AMD) по сравнению с процессорами Intel.

В целом, энтузиасты утверждают, что цифры AMD TDP более реалистичны. Между тем Intel часто публикует рейтинги TDP, которые ниже, чем у людей, работающих с их системами, что делает TDP менее надежным в качестве замены для энергопотребления.

Anandtech недавно объяснил, как Intel достигает своих рейтингов TDP, и почему они, кажется, всегда отключены. Процессоры работают на своих уровнях буста (более высоких скоростях) под нагрузкой в течение длительных периодов времени. Проблема в том, что Intel основывает свои рейтинги TDP, когда процессор работает на базовой частоте, а не на повышенной. Таким образом, процессор Intel часто работает быстрее, чем Intel говорит, что Вы можете ожидать из коробки. Если системный кулер не справляется с этими более высокими уровнями нагрева, процессор замедляется, чтобы защитить себя от повреждений. Это приводит к снижению производительности системы. Однако при использовании более качественного кулера эти проблемы возникают реже.

Между тем, на стороне AMD есть много сообщений на форуме, в которых люди утверждают, что даже при умеренном разгоне стандартные кулеры AMD более чем достаточны.

⇡#NVIDIA Tesla P100 и новый TITAN X

Стараниями Дженсена Хуана, бессменного руководителя NVIDIA, компания уже позиционирует себя как производителя вычислительных процессоров широкого назначения в не меньшей степени, чем производителя игровых GPU. Сигналом того, что NVIDIA воспринимает суперкомпьютерный бизнес как никогда серьезно, стало разделение линейки графических процессоров Pascal на игровые позиции, с одной стороны, и вычислительные, с другой.

Как только техпроцесс 16 нм FinFET вошел в строй на TSMC, NVIDIA направила первые усилия на выпуск суперкомпьютерного чипа GP100, который дебютировал раньше, чем потребительские продукты линейки Pascal. 

Отличительными свойствами GP100 стало беспрецедентное число транзисторов (15,3 млрд) и шейдерных ALU (3840 ядер CUDA). Кроме того, это первый ускоритель, который оснащен памятью типа HBM2 (объемом 16 Гбайт), объединенной с GPU на кремниевой подложке. GP100 используется в составе ускорителей Tesla P100, поначалу ограниченных сферой суперкомпьютеров в силу специального форм-фактора с шиной NVLINK, но впоследствии NVIDIA выпустила Tesla P100 и в стандартном формате платы расширения PCI Express.

Изначально эксперты предполагали, что P100 может появиться в игровых видеокартах. NVIDIA, видимо, не отрицала такую возможность, ведь чип обладает полноценным конвейером для рендеринга 3D-графики. Но теперь очевидно, что он вряд ли когда-либо выйдет за пределы вычислительной ниши. Для графики у NVIDIA есть родственный продукт — GP102, который обладает таким же набором шейдерных ALU, блоков наложения текстур и ROP, как и GP100, но лишен балласта в виде большого количества 64-битных ядер CUDA, не говоря уже о прочих архитектурных изменениях (меньше планировщиков, урезанный кеш L2 и пр.). В результате получилось более компактное (12 млрд транзисторов) ядро, что, в совокупности с отказом от памяти HBM2 в пользу GDDR5X, позволило NVIDIA распространить GP102 на более широкий рынок.

В целом выпустить столь массивные GPU, как GP100 и GP102, на раннем этапе освоения техпроцесса 16 нм FinFET — большое достижение для NVIDIA, особенно если принять в расчет трудности, с которыми столкнулась компания в период 40 и 28 нм.

1 – NVIDIA Graphics Cards

⇡#Приложение. Актуальные линейки дискретных видеоадаптеров AMD и NVIDIA

⇡#GeForce GTX 1050 и 1060

GeForce GTX 1050 и GTX 1050 Ti принадлежат к самой нижней категории, освоенной архитектурой Pascal. Но как бы скромно они ни смотрелись на фоне старших собратьев, в бюджетной нише NVIDIA сделала наибольший шаг вперед. GTX 750/750 Ti, которые занимали ее раньше, относятся к первой итерации архитектуры Maxwell, поэтому GTX 1050/1050 Ti, в отличие от прочих ускорителей семейства Pascal, продвинулись не на одно, а на полтора поколения. Благодаря существенно более крупному GPU и памяти, работающей на повышенной частоте, GTX 1050/1050 Ti нарастили производительность по сравнению со своими предшественниками сильнее, чем какие-либо другие представители серии Pascal (разница в 90% между GTX 750 Ti и GTX 1050 Ti).

2 – AMD Graphics Cards