Настільні TDP від Intel більше не корисні для прогнозування енергоспоживання процесора
З усіх показників, які ми часто обговорюємо на wfoojjaec, ми б стверджували, що TDP (потужність теплової конструкції) є найгіршим. Якщо тактова частота, кількість ядер, IPC та пропускна здатність пам'яті є недосконалими методами порівняння можливостей двох процесорів, TDP - принаймні так, як це повідомляється на поточних процесорах Intel для настільних ПК - перемістився через недосконалість і зараз відверто поганий.
Anandtech нещодавно опублікував глибоке заглиблення у споживання енергії та поведінку двох різних процесорів Intel Comet Lake. Core i7-10700K (8C / 16T, 3,8 ГГц база, 5,1 ГГц пік, 4,7 ГГц всеядерний, 125 Вт TDP) було порівняно з Core i7-10700 (8C / 16T, 2,9 ГГц база, 4,8 ГГц пік, 4,6 ГГц всеядерний, 65 Вт TDP). Суть порівняння полягала в тому, щоб виміряти продуктивність процесора потужністю 65 Вт з набагато нижчим базовим тактовим коефіцієнтом порівняно з моделлю з розгоном, яка майже вдвічі перевищує TDP.
На папері TDP процесора Intel - це максимальна потужність, яка споживається при тривалому навантаженні на базовій частоті. Причина, по якій 10700K має 125 Вт TDP порівняно з TDP 10700, полягає у величезному розриві їх базового годинника. Різниця в ціні в 52 долари між версією процесора K та не K, у поєднанні з нижчим базовим тактовим та нижчим TDP - це означає, що покупець, який вибере Core i7-10700 на відміну від Core i7-10700K, буде купувати нижчий -потужна версія чіпа, що торгує продуктивністю для енергоефективності.
Насправді Core i7-10700 отримує навіть більше енергії, ніж Core i7-10700K:
Для цього потрібно трохи пояснити. Слід зазначити, що AMD використовує іншу формулу для TDP. AMD визначає свої значення TDP на основі всього робочого діапазону центрального процесора. Мікросхеми потужністю 95 Вт і 105 Вт можуть відводити від материнської плати не більше 142 Вт, якщо кінцевий користувач не перевизначить її. Подібним чином, чіпи потужністю 65 Вт обмежуються до 88 Вт, якщо вони не замінені.
TDP не означає, що раніше
Той факт, що мені доводиться вживати слово "натякати", є ще одна причина, чому TDP заслуговує на номінацію на найгіршу метрику. AMD та Intel завжди обережно повідомляли рецензентів та ентузіастів, що TDP не є показником енергоспоживання. Однак, принаймні протягом десятиліття, існували досить послідовні взаємозв'язки між TDP Intel і AMD, заявленими їх специфікаціями процесора, та максимальним споживанням енергії, яке ви могли б побачити від чіпа при типовому навантаженні. Якби мікросхема Intel вимагала максимальної TDP 95 Вт, центральний процесор, як правило, перевищує 85 Вт - 90 Вт. Іноді AMD або Intel випускали нову версію раніше запущеного чіпа з нижчим TDP, додатково підкреслюючи ідею, що нижчі TDP = нижче очікуване споживання енергії.
Слід зазначити, що Core i5-10600K відповідає старому правилу. Він оцінюється в 125 Вт, а на піку витрачає 131 Вт. Версія центрального процесора потужністю 65 Вт, Core i5-10600, майже напевно страждає від тієї ж проблеми, що і Core i7-10700, порівняно з 10700K - а саме, набирає набагато більше 65 Вт. Ми не можемо підтвердити це без тестування, але, виходячи з того, як Core i7-10700 порівнюється з 10700K, мало підстав сумніватися, що Core i5-10600 також істотно перевищить свій обсяг 65 Вт, використовуючи налаштування материнської плати OEM за замовчуванням.
Протягом більшості 2010-х років Intel підтримувала типове споживання енергії центрального процесора на рівні або нижче номінального TDP процесора, навіть при максимальній потужності. Як тільки AMD випустила Ryzen, і Intel довелося почати додавати більше ядер процесора до своїх робочих столів, що змінилося. Core i9-10850K споживає до 265 Вт, але вимагає 125 Вт TDP. Core i7-10700 вимагає 65 Вт, але споживає до 214 Вт під навантаженням за замовчуванням материнської плати. Старий взаємозв'язок між TDP та очікуваним споживанням енергії більше не відповідає вищому рівню ринку Intel. Якщо вимкнути Turbo, Core i7-10700 гарантовано буде витрачати не більше 65 Вт. Якщо ви цього не зробите, процесор прийме будь-які вказівки Turbo, передані материнською платою.
Виробники контролюють турбозначення материнської плати
Intel не диктує частоти Turbo різним компаніям, що виробляють материнські плати. Натомість це заохочує їх надмірно розробити свої плати та визначити власні значення для короткострокового максимального використання енергії (визначається як PL2) та інших змінних, пов'язаних з розгоном. Це один із способів, яким Intel надає OEM-виробникам можливість диференціювати свою продукцію. Якщо Asus, Gigabyte або MSI хочуть надмірно спроектувати материнську плату, щоб звернутися до найскладнішого набору жорстких розгонів, їм це дозволено. Якщо ця плата може працювати на даному процесорі на більш високій частоті довше, Intel каже, що це дозволено це робити.
AMD та Intel дають OEM-виробникам свободу у визначенні цих параметрів, оскільки обидві компанії активно хочуть задовольнити твердих ентузіастів, що досягають кращої продуктивності. Різниця в енергоспоживанні між офіційними рекомендованими характеристиками Intel та типовими значеннями OEM є досить великою:
Якщо встановлено значення Intel за замовчуванням, Core i7-10700K опускається до 125 Вт після короткого періоду підвищення. Якщо встановити значення материнської плати за замовчуванням, чіп працюватиме 217 Вт необмежений час. Як зазначає Anandtech, "Intel повністю підтримує зміну цих значень постачальниками материнських плат". Компанія запропонувала рецензентам перевірити декілька комерційних материнських плат перед запуском, щоб порівняти цю поведінку. Читачі повинні знати, що жоден веб-сайт чи публікація не має пропускної здатності для проведення таких вичерпних порівнянь до запуску, особливо з огляду на реалії апаратного забезпечення, що надходить пізніше, та оновлення UEFI на останній секунді, які змінюють поведінку центрального процесора від версії до версії.
Intel потребує поліпшення енергоспоживання та тактової частоти зв'язку
Хоча ми визнаємо, що OEM-виробники в кінцевому підсумку контролюють налаштування турборежиму, продавати центральний процесор із “65 Вт TDP”, коли цей процесор фактично забирає понад 200 Вт, якщо працює за замовчуванням материнської плати, це недоречно. Intel, на жаль, вніс зміни в комунікації, які погіршують ситуацію.
Нещодавно Intel змінила свою думку про свої процесори Tiger Lake. Ось порівняння з веб-сайту Intel Ark, де ви можете переглянути різні технічні характеристики процесора. Це порівняння вбудованого Core i7-1185GRE та мобільного Core i7-1180G7. Вбудований - зліва, мобільний - справа.
За допомогою вбудованої частини Intel визначає TDP 15 Вт і базовий тактовий частоту 1,8 ГГц. Це означає, що компанія гарантує тактову частоту 1,8 ГГц в межах 15 Вт TDP, якщо Turbo відключено. Праворуч, на Тигровому озері, Intel визначає діапазон TDP (7 Вт - 15 Вт) і діапазон базових частот (900 МГц - 2,2 ГГц). Кінцевому користувачеві залишається здогадуватися, на який TDP націлений OEM, і якою буде мінімальна продуктивність машини.
Характер налаштувань Turbo, реалізований як Intel, так і AMD, дозволяє чіпу перевищувати визначений TDP. Процесори AMD мають TDP 105 Вт і будуть спалювати до 140 Вт, різниця в 1,33 рази. Процесор Intel із 65 Вт TDP збільшить до 215 Вт, різниця в 3,3 рази. Зауважте, що ця проблема в основному зводиться до процесорів Intel вищого класу та з меншою потужністю: Core i5-10600K знаходиться в межах свого TDP при піковому споживанні енергії, тоді як 10700, 10700K та 10850K - ні. Core i5-10600, хоча і не вимірюється тут, мабуть, також мав би пікове споживання енергії значно вище 65 Вт TDP.
Intel має вибір
Легко зрозуміти, чому Intel не змінила спосіб визначення або передачі TDP своїм клієнтам: це зробило б високий рівень компанії значно гіршим у порівнянні з AMD. Core i9-10850K буде отримувати до 265 Вт. Якщо вам потрібен процесор AMD із таким бюджетом енергії, вам доведеться придбати Threadripper.
У тому, що Intel створює мікросхему потужністю 250 Вт +, немає нічого поганого, але кінцеві споживачі повинні знати, яке охолоджувальне рішення їм потрібно і як налаштувати материнську плату для низької енергії та ефективної роботи. Хоча високоефективне співтовариство менше, ніж високопродуктивне співтовариство, люди можуть і справді створюють машини малого форм-фактора, явно призначені для роботи в конвертах з меншою потужністю.
Покупець, який бере 65-вт Core i7-10700 для такого типу збірки, може бути нещасно здивований поведінкою процесора. Навіть якщо вони не такі, розрив у 3,3 рази між переліченим TDP та фактичним споживанням енергії робить дані гіршими, ніж марними для кінцевого користувача. TDP потужністю 65 Вт не тільки не означає, що стосується поведінки кінцевого користувача, він активно заохочує покупця думати про процесор 65 Вт як про власне чіп з меншою потужністю, ніж процесор 125 Вт. Як показує Anandtech, це не так.
З огляду на те, що кінцеві користувачі все ще пов'язують TDP з певним показником того, скільки енергії буде витрачати центральний процесор, Intel має вибір зробити. Він може продовжувати затушувати фактичні дані про споживання енергії, або може змінювати свої показники та починати повідомляти значущі значення, які допомагають клієнтам вибрати процесор, який вони хочуть придбати. Зараз, за даними AT, Core i7-10700K коштує на 52 долари дорожче Core i7-10700 і очолює останню приблизно на 2 відсотки. Споживання енергії між ними показує, що Core i7-10700K забирає приблизно на 10 Вт менше при максимальному навантаженні, ймовірно, завдяки чудовому функціонуванню.
В даний час Intel рухається в неправильному напрямку щодо цих показників. Видалення звітів про базовий годинник з озера Тигр є нечесним. Так само продає користувачам 65 Вт процесора, який споживає понад 200 Вт за замовчуванням материнської плати OEM, не повідомляючи їх. Ці упущення само собою зрозуміло сприяють Intel, дозволяючи йому повідомляти про нижчі TDP щодо AMD. Вони означають, що Intel дбає більше про те, щоб її продукція виглядала добре, ніж про чесне спілкування зі своїми клієнтами про те, якої поведінки їм слід очікувати. Побудова системи з низьким енергоспоживанням з чіпом, який може збільшити до 215 Вт, якщо спеціально не налаштовано не робити цього, - це те, про що люди повинні бути поінформовані заздалегідь. Добре надати OEM-виробникам свободу встановлювати обмеження потужності за власним бажанням, але клієнти також повинні бути проінформовані про те, як ця свобода може вплинути на їх власну побудову системи.
В даний час не існує явної взаємозв'язку між номінальним TDP високого класу настільних процесорів Intel та енергоспоживанням, яке ви насправді побачите на рівні материнської плати за замовчуванням в OEM. Розмір зазору буде залежати від моделі материнської плати. Деякі комерційні дошки дійсно відповідають налаштуванням Intel за замовчуванням, але ентузіасти настільних плат зазвичай не мають.
Проблема тут не в тому, що Intel дає OEM-виробникам свободу у визначенні власних режимів роботи Turbo. Проблема полягає в тому, що опубліковані Intel TDP більше не відображають того, що може очікувати кінцевий користувач.
Intel може приховувати той факт, що технічно TDP не призначений функціонувати як показник енергоспоживання, але він безпосередньо виграв від сприйняття користувачами протилежного. Їм вигідні ці припущення, оскільки ці припущення раніше були істинними. Світ не закінчився, коли AMD представила FX-9590, центральний процесор з TDP на 220 Вт. Світ Intel не закінчиться, якщо компанія почне публікувати або пік, або типове споживання енергії своїх чіпів при повному навантаженні.
Intel має право визначати показники, які є цінними лише для виробників, але він не має права представляти ці показники так, ніби вони говорять щось доречне або корисне для своїх клієнтів. Зараз TDP процесорів Intel для настільних ПК фактично нічого не потребують, оскільки передбачають поведінку енергоспоживання, яку ви побачите на материнській платі ентузіастів із використанням стандартних значень OEM. Це очевидно справедливо для Core i7-10700 проти 10700K, і ми глибоко підозрюємо, що це виявиться і для Core i5-10600 проти 10600K.
Хоча процесори AMD також перевищують свої TDP при піковій потужності, вони роблять це не в однаковій мірі. AMD також представила екологічний режим із своєю серією Ryzen 3000 через Ryzen Master, що дозволяє кінцевим споживачам зменшити споживання енергії на крок нижче від запасів.
Intel може вирішити цю проблему різними способами. Він може розпочати публікацію пікового TDP або створити нову метрику, яка точніше фіксує фактичне споживання енергії. Це може підвищити базовий TDP, щоб узгодити заявлене енергоспоживання з центральним споживанням енергії центрального процесора в Turbo за репрезентативного (а не пікового) навантаження. Це може створити метод для кінцевих користувачів встановити CPU на заданий TDP в програмному забезпеченні. Усі ці зміни покращать поточний статус-кво.
Intel повинна виправити курс, якщо хоче, щоб преса продовжувала розглядати опубліковані значення TDP для настільних та мобільних пристроїв, щоб представляти дійсну корисну інформацію. Єдине, про що в даний час говорять значення TDP від Intel, - це те, яку тепловіддачу повинен забезпечити OEM-виробник, якщо вони хочуть запускати центральний процесор лише на базовому годиннику, без будь-яких турбо. Це не приносить користі висококласним користувачам, і до нього слід поводитися відповідно.
Опубліковані цифри TDP від AMD не відображають пікову потужність, але виміряна пікова потужність становить лише 1,16x (5600X) до 1,33x (5900X) вище заявленої 105W TDP. Виміряна пікова потужність Intel в 1,63 рази перевищує TDP для Core i7-10700K, 2,12 рази вище для Core i9-10850K та 3,3 рази вище для Core i7-10700. Неможливо стверджувати, що Core i7-10700 - це процесор потужністю 65 Вт з прямою обличчям. Не враховуючи практичних реалій того, як виробники обладнання налаштовують власні материнські плати.
14-нм процесор з TDP від 200 Вт до 250 Вт не так добре порівнюється з AMD, як 14-нм процесор з TDP 65 Вт - 125 Вт, але Intel чудово пишається тим, що керується технікою, а не маркетингом. Компанія має шанс це довести тут. Rocket Lake запускається в березні. Intel може скористатися цією можливістю, щоб визначити більш чесний рейтинг TDP, надати нову альтернативну метрику та / або забезпечити екологічний режим, який легко доступний у програмному забезпеченні, щоб допомогти користувачам, які орієнтуються на ефективність.
Наразі наша порада полягає у використанні будь-якого опублікованого високоякісного настільного TDP від Intel і помноженні заявленого значення на 1,5x - 3,3x для більш точної оцінки пікового енергоспоживання процесора. Використовуйте 1,5x - 2,25x для звичайних настільних процесорів високого класу та 2,25x - 3,3x для SKU меншої потужності. Хоча це дуже груба оцінка, вона набагато точніша, ніж опубліковані Intel настільні TDP. Ця проблема, ймовірно, поширюється принаймні настільки ж низько, як Core i5-10600 порівняно з Core i5-10600K. AMD надійно потрапляє в межах або відносно близько до заявлених значень TDP, тоді як найменша виміряна екскурсія Intel майже вдвічі перевищує найбільшу AMD.
Сподіваємось, прийдешній генеральний директор Intel Пат Гелсінгер внесе зміни, які призведуть до кращого спілкування. На сьогоднішній день значення TDP AMD та Intel для робочого столу не можна порівняти, і хоча обидві компанії перевищують свої опубліковані значення при піковому навантаженні, AMD принаймні знаходяться в основі вимірюваних значень. Intel не є.