La potencia de diseño térmico ( TDP ), a veces llamada punto de diseño térmico , es la cantidad máxima de calor generada por un chip o componente de computadora (a menudo una CPU , GPU o sistema en un chip ) que el sistema de enfriamiento de una computadora está diseñado para disipar. bajo cualquier carga de trabajo.
Algunas fuentes afirman que la potencia máxima de un microprocesador suele ser 1,5 veces la potencia TDP. [1]
Intel ha introducido una nueva métrica llamada potencia de diseño de escenarios (SDP) para algunos procesadores de la serie Y de Ivy Bridge . [2] [3]
La potencia promedio de CPU (ACP) es el consumo de energía de las unidades centrales de procesamiento , especialmente los procesadores de servidores , bajo el uso diario "promedio" según lo define Advanced Micro Devices (AMD) para su uso en su línea de procesadores basados en la microarquitectura K10 ( Opteron 8300). y procesadores de la serie 2300 ). La potencia de diseño térmico (TDP) de Intel, utilizada para los procesadores Pentium y Core 2, mide el consumo de energía bajo cargas de trabajo elevadas; es numéricamente algo más alto que la clasificación ACP "promedio" del mismo procesador.
Según AMD, la clasificación ACP incluye el consumo de energía cuando se ejecutan varios puntos de referencia, incluidos TPC-C , SPECcpu2006 , SPECjbb2005 y STREAM Benchmark [5] (ancho de banda de memoria), [6] [7] [8] que, según AMD, es un método apropiado. de medición del consumo de energía para centros de datos y entornos de carga de trabajo con uso intensivo de servidores. AMD dijo que los valores ACP y TDP de los procesadores se indicarán y no se reemplazarán entre sí. Los procesadores de servidores Barcelona y posteriores tienen las dos cifras de potencia.
El TDP de una CPU se ha subestimado en algunos casos, lo que lleva a que ciertas aplicaciones reales (normalmente extenuantes, como codificación de vídeo o juegos) hagan que la CPU supere su TDP especificado y provoquen una sobrecarga del sistema de refrigeración del ordenador. En este caso, las CPU provocan una falla del sistema (un "disparo térmico") o reducen su velocidad. [9] La mayoría de los procesadores modernos provocarán un disparo térmico solo en caso de una falla de enfriamiento catastrófica, como un ventilador que ya no funciona o un disipador de calor montado incorrectamente.
Por ejemplo, el sistema de refrigeración de la CPU de una computadora portátil puede estar diseñado para un TDP de 20 W , lo que significa que puede disipar hasta 20 vatios de calor sin exceder la temperatura máxima de unión de la CPU de la computadora portátil. Un sistema de enfriamiento puede hacer esto usando un método de enfriamiento activo (por ejemplo, conducción acoplada con convección forzada), como un disipador de calor con ventilador , o cualquiera de los dos métodos de enfriamiento pasivo: radiación térmica o conducción . Normalmente, se utiliza una combinación de estos métodos.
Dado que los márgenes de seguridad y la definición de lo que constituye una aplicación real varían entre los fabricantes , los valores de TDP entre diferentes fabricantes no se pueden comparar con precisión (un procesador con un TDP de, por ejemplo, 100 W casi seguramente consumirá más energía a plena carga que los procesadores con una fracción de dicho TDP, y muy probablemente más que procesadores con menor TDP del mismo fabricante, pero puede consumir o no más potencia que un procesador de otro fabricante con un TDP no excesivamente inferior, como por ejemplo 90 W). Además, los TDP suelen especificarse para familias de procesadores, y los modelos de gama baja suelen utilizar significativamente menos energía que los de gama alta de la familia.
Hasta aproximadamente 2006, AMD solía informar el consumo máximo de energía de sus procesadores como TDP. Intel cambió esta práctica con la introducción de su familia de procesadores Conroe . [10] Intel calcula el TDP de un chip específico de acuerdo con la cantidad de energía que el ventilador y el disipador de calor de la computadora necesitan poder disipar mientras el chip está bajo carga sostenida. El uso de energía real puede ser mayor o (mucho) menor que el TDP, pero la cifra pretende brindar orientación a los ingenieros que diseñan soluciones de refrigeración para sus productos. [11] En particular, la medición de Intel tampoco tiene en cuenta completamente Intel Turbo Boost debido a los límites de tiempo predeterminados, mientras que AMD sí lo hace porque AMD Turbo Core siempre intenta impulsar la máxima potencia. [12]
Las especificaciones TDP para algunos procesadores pueden permitirles funcionar con múltiples niveles de energía diferentes, según el escenario de uso, las capacidades de enfriamiento disponibles y el consumo de energía deseado. Las tecnologías que proporcionan tales TDP variables incluyen el TDP configurable (cTDP) y la potencia de diseño de escenarios (SDP) de Intel , y el límite de potencia de TDP de AMD .
El TDP configurable ( cTDP ), también conocido como TDP programable o TDP power cap , es un modo de funcionamiento de generaciones posteriores de procesadores móviles Intel (a partir de enero de 2014 [actualizar]) y procesadores AMD (a partir de junio de 2012 [actualizar]) que permite ajustes en sus valores de TDP. Modificando el comportamiento del procesador y sus niveles de rendimiento, se puede cambiar el consumo de energía de un procesador alterando al mismo tiempo su TDP. De esa manera, un procesador puede funcionar a niveles de rendimiento más altos o más bajos, dependiendo de las capacidades de enfriamiento disponibles y el consumo de energía deseado. [13] : 69–72 [14] [15]
Los procesadores Intel que admiten cTDP proporcionan tres modos de funcionamiento: [13] : 71–72
Por ejemplo, algunos de los procesadores Haswell móviles admiten cTDP arriba, cTDP abajo o ambos modos. [16] Como otro ejemplo, algunos de los procesadores AMD Opteron y APU Kaveri se pueden configurar para valores de TDP más bajos. [15] El procesador POWER8 de IBM implementa una funcionalidad de limitación de energía similar a través de su controlador integrado en chip (OCC). [17]
Descripción de Intel de la potencia de diseño de escenarios (SDP) : "SDP es un punto de referencia térmica adicional destinado a representar el uso de dispositivos térmicamente relevantes en escenarios ambientales del mundo real. Equilibra los requisitos de rendimiento y energía en todas las cargas de trabajo del sistema para representar el uso de energía en el mundo real". [18]
La potencia de diseño de escenario ( SDP ) no es un estado de energía adicional de un procesador. El SDP solo indica el consumo de energía promedio de un procesador utilizando una determinada combinación de programas de referencia para simular escenarios del "mundo real". [2] [19] [20] Por ejemplo, los dispositivos móviles de la serie Y (consumo extremadamente bajo) El procesador Haswell muestra la diferencia entre TDP y SDP. [18]
