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省电就是省钱,那么TDP到底是什么?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

省电就是省钱,那么TDP到底是什么?

引用
什么值得买
1.
https://post.smzdm.com/p/arrge4gx/

在选购电脑硬件时,你是否曾被TDP这个专业术语搞得一头雾水?TDP到底是什么?它与电脑的性能和功耗有什么关系?本文将为你详细解析TDP的概念及其在计算机硬件中的应用。

最近几天一直在采购很多小主机,首要的目的就是替换掉家里随处可见的很多很老的小主机。

iN自己在家的设备基本上都是24小时开着的,基本上没有什么停机的可能性。所以,即便是一般人不在乎的几十瓦的功耗在iN这边积累起来每年也是一笔不小的电力消耗:

前两天看到一个小主机,入手的时候随便评论了一下,就引起了一些回复,主要的问题就是在于大家对于TDP的理解。今天咱们就展开说说TDP(Thermal design power,热设计功率)的概念。

理论上来讲任何电子器件都会有TDP的要求,只不过有的零件本身所需要的散热需求很低,这个指标就几乎可以忽略不计。

也有一些零件本身虽然有发热量,但是可以通过覆铜电路板散发热量,所以大家也不会在元件上看到夸张的散热片出现。

例如一些芯片底部会有一个“裸露焊盘”,在装配的时候需要点锡焊接到电路板上,这个设计其实就是通过电路板散热的一种技巧。

到了我们需要用到TDP设计的芯片往往就是大规模或者超大规模集成电路了,例如CPU、GPU、网卡的主控芯片或者是主板的控制芯片。

所以,当我们看到一块计算机主板的时候,往往发现不仅仅是CPU上需要覆盖散热器,在主板上也有很多其他的元件上面也会覆盖着不同形状的散热片。

这是TDP的一个基本常识。那么为什么元件要有TDP的指标呢?

元件需要有TDP指标是因为TDP代表了元件在设计使用过程中产生的热量。对于计算机硬件来说,过高的温度可能导致性能下降、稳定性问题甚至损坏硬件。因此,TDP成为了一个重要的性能参数,供设计师和用户评估设备的散热需求和功耗情况。

通常,TDP的概念在计算机领域中是非常重要的,因为各种组件(如CPU、GPU、主板芯片等)在工作时都会产生热量,而这些热量需要被有效地散发出去,以保证设备的正常工作。通过确定TDP,制造商和设计者可以设计合适的散热系统来确保设备在运行时保持在安全的温度范围内。

此外,TDP也有助于用户选择合适的散热方案。比如,如果一个CPU的TDP较高,那么用户在选择散热器时可能需要选择更大功率的散热器,或者确保机箱的通风良好,以应对更高的热量产生。

所以,直观的看TDP实际上是一个设计指标,用来给设计者一个散热的参考,选择一个合适的散热方案。当然了,这个参考还和电子元件的使用环境是有巨大关联性的,例如我们在很多设备上都会看到一个特别明显的标识:

“仅限于海拔某某某米以下”,这是因为高海拔地区(一般指2000米以上)往往空气稀薄,用于低海拔设计的依靠风冷散热的组件不能将元件产生的热量有效的带走,这就导致了低海拔设计的散热系统失效、系统过热最终系统就难以稳定运行。

既然TDP是一个评估发热量的设计指标,那么在设计的过程中就得有评估散热量的设计指标,只有这两个指标对等了,散热器的选择才可以成为一个合理的正确的设计案例。

在散热器组件中的确有这么个匹配指标叫做HDC(Heat Dissipation Capacity,散热能力),通常也是用瓦特(W)作为单位的。是指每秒钟散热组件可以消散掉多少瓦特的热量。通常TDP 100W的元件配HDC 100W的散热器是没有任何问题的。但理想很美好现实很冷峻,散热器的散热能力会随着温度、气压、空气湿度等等一系列因素大幅度变化,因此几乎没有厂家可以拿出来一个确定数值的HDC。在设计的过程中,器件散热就成了一个经验设计,设计者会选用一个差不多的散热器装在系统中,道理大家都懂——反正有散热器总比没散热器好,至于散热能力够不够就看你花得起多少成本了,但总体上都是不够的。到了消费领域中,很多散热器厂商或者电脑厂商也会避开HDC这个概念,给你将风速、风量、几条热管……但究竟散热能力是多少就闭口不提了。

甚至有的厂商也会提出模棱两可的概念,自己造一个词汇来告诉消费者自己的散热有多强,例如:

今天不是给大家讲散热器,有点扯远了。书归正文:那么既然散热器不靠谱,TDP和我们有什么关联性吗?

有!用这个TDP,我们是可以大致的衡量CPU的功率的。

和散热器的HDC一样,CPU本身的功率功耗实际上是一个谜。没有任何人可以确切的说出自己的这个CPU到底是多大功率的。即便是intel或者AMD的芯片设计师也无法给出具体答案。这是因为CPU在进行不同的计算的时候往往会使用不同的电路部分,计算的内容不同,对功率的消耗也是有巨大差异的。

而对于芯片厂商要给出设计方一个TDP指标往往会采用烤机的方式,让CPU运行大量的常见任务,综合测试时间段内的散热效率给出一个估算的TDP数值。这个数值虽然不能准确的表述CPU的真实功率,但是依然可以看成衡量CPU运行能耗的一个指标。

所以说,在选择一个高能耗或者低能耗的CPU的时候,TDP往往是我们唯一可以借鉴的功率指标。当然了,一个CPU的TDP是35瓦并不代表着CPU在运行的时候功率会低于35瓦。往往CPU的真实功率可能达到50瓦或更高,甚至在处理一些极端任务的时候这枚CPU可能能达到70瓦的峰值功率。只是这种情况比较少见,从散热的角度来说就没有太大必要进行优化了。

当然了,在玩游戏的时候,玩了一阵发现游戏开始卡顿,CPU降频实际上都是因为CPU长时间在超过TDP的功率运行,给原本匹配的散热系统带来压力,造成CPU过热触发了保护性的降频,这也就是很多数码博主提到的“温度墙”。换个更好的散热系统往往会得到相对更稳定的工作状态。

但对于iN采购的小主机来说,大多数时间还是运行相对简单的任务,能达到TDP标称功率的情况很少,因此,用小的TDP的CPU就成了节省电力消耗的一个方案。

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