یکی از مهم‌ترین پارامترهای فنی در دنیای سخت افزار و الکترونیک، «توان حرارتی» یا همان TDP است. موردی بسیار مهم و حیاتی که البته اشتباهات رایج و بسیاری هم در مورد آن وجود دارد. برای رفع ابهامات و اشتباهات، نیازمند آشنایی با مفهوم دقیق توان حرارتی پردازنده هستیم. در این مطلب به صورت اختصاصی به معنی و مفهوم TDP پرداخته و اشتباهات رایج در مورد آن را بررسی خواهیم کرد. برای آشنایی با یکی از مهم‌ترین مفاهیم دنیای سخت افزار، مفهوم توان حرارتی با ما همراه باشید.

توان حرارتی پردازنده یا TDP چیست؟

واژه TDP یا توان حرارتی، چکیده و اختصاری از Thermal Design Power است. احتمالاً Thermal Design Power بسیار وسیع‌تر از آن چیزی که بسیاری از کاربران تصور می‌کنند. TDP که گاهی در برخی مقالات و رشته‌ها به نام Thermal Design Point هم شناخته می‌شود، حداکثر حرارت تولید شده توسط یک قطعه است. هرچند که TDP غالباً برای GPU و CPU استفاده می‌شود، اما این پارامتر شامل بسیاری از تراشه‌ها، حتی چیپست های مادربرد، تراشه‌های SOC، تراشه‌های پردازشی تلویزیون‌ها و... هم می‌گردد.

در همین رابطه بخوانید:

- معرفی بهترین پردازنده‌های تاریخ

اعلام توان حرارتی پردازنده از سوی شرکت‌ها، به این معنی نیست که یک پردازنده یا کارت گرافیک همواره در این مقدار حرارت فعال است؛ بلکه توان حرارتی CPU اعلام شده از سوی سازنده به معنی بیشینه دمایی است که قطعه یا تراشه در بالاترین عملکرد خود، به آن خواهد رسید.اعلام توان حرارتی پردازنده از سوی شرکت‌ها، به این معنی نیست که یک پردازنده یا کارت گرافیک همواره در این مقدار حرارت فعال است؛ بلکه توان حرارتی CPU اعلام شده از سوی سازنده به معنی بیشینه دمایی است که قطعه یا تراشه در بالاترین عملکرد خود، به آن خواهد رسید.

اشتباهات رایج در مورد توان حرارتی (TDP)

یکی از مهم‌ترین قسمت‌ها در زمینه توان حرارتی، اشتباهات رایج کاربران است. پس از آشنایی با معنی و مفهوم TDP، بهتر است که به سراغ اشتباهات رایج برویم. در واقع توان حرارتی پردازنده به هیچ وجه نشان دهنده توان مصرفی پردازنده نیست؛ توان حرارتی تنها اوج گرمای تولید شده توسط تراشه‌ها است. جالب است بدانید که حتی تا سال 2006، معیارهای اندازه گیری توان حرارتی و اعلام آنها از سوی سازندگان، انتقادات فراوانی را به همراه داشت.

توان طراحی حرارتی

سازندگان CPU، توان حرارتی میانی را به عنوان حداکثر توان حرارتی پردازنده اعلام می‌کردند؛ این در حالی بود که اگر پردازنده با پردازش‌های بسیار سنگین زیر لود می‌رفت، خنک کننده دیگر جوابگوی تهویه نبوده و مشکلاتی را به بار می‌آورد. شاید این سؤال برای شما پیش آمده باشد که اصولاً اطلاع از توان حرارتی یا همان TDP چه ویژگی‌های دارد؟

در همین رابطه بخوانید:

- پردازنده موبایل و دسکتاپ؛ تشریح تفاوت‌ها به زبان ساده

توان حرارتی پردازنده به سازندگان خنک کننده کمک می‌کند تا کولرهایی را طراحی کنند که برای بیشینه حرارتی CPU یا GPU مناسب باشند. همچنین سازندگان مادربرد، قطعات سخت افزاری، لپ تاپ و حتی کامپیوترهای آماده، با اطلاع از حداکثر توان حرارتی، تمهیداتی را خواهند اندیشید که بدین ترتیب محصول آنها به خوبی از پس دفع حرارت برآمده و بتواند با این نقطه گرم کنار بیاید.

توان حرارتی سی پی یو

پس توان حرارتی پردازنده را با توان مصرفی اشتباه نگیرید. در علم الکترونیک به منظور محاسبه جریان، ولتاژ و ... فرمول‌های محاسباتی خاصی طراحی شده است. TDP نیز برای محاسبه از فرمول اختصاصی خود استفاده می‌کند. دومین اشتباه رایج در مورد TDP آن است که مقدار اعلام شده از سوی سازنده، قطعاً نهایت حرارت تولید شده توسط CPU یا GPU است. شاید بگویید که با اورکلاک به طور حتم با توان حرارتی CPU یا GPU  بالاتری روبرو هستیم که این مسئله را همگی می دانیم؛ اما در بسیاری از موارد حتی برای پردازنده امروزی و مدرن، شاهد توان حرارتی بالاتر از مقدار اعلام شده، حتی بدون اورکلاک هستیم.

چرا توان حرارتی پردازنده ایجاد شده در برخی موارد با مقادیر اعلام شده توسط سازنده ناسازگار است؟ مهم‌ترین علت آن است که همچنان تفاوت‌هایی در فرمول‌های اندازه گیری کمپانی‌های سازنده تراشه‌های پردازشی وجود دارد. هر چند که این فرمول‌ها همگی بسیار نزدیک به هم هستند، اما به هر حال نمی‌توان از این تفاوت‌ها چشم پوشی کرد.

توان حرارتی سی پی یو

در نتیجه اگر به دنبال آن هستید که از توان حرارتی سی پی یو واقعی یک پردازنده مطلع شوید، بهتر است که بررسی آنها را مطالعه کنید. اشتباه رایج دیگر، مرجع قرار دادن TDP به عنوان عملکرد پردازنده یا تراشه‌های مشابه است. توجه داشته باشید که با کاهش ابعاد «لیتوگرافی» و کوچک شدن سایز ترانزیستورها، توان مصرفی و به طبع توان حرارتی سی پی یو کاهش پیدا می‌کند. این درست است که با پیشرفت علم سخت افزاری توان حرارتی آنها به ازای هر سیکل پردازشی کاهش پیدا می‌کند. لذا باز هم نمی‌توان توان حرارتی را معیار کلی برای اندازه گیری کیفیت یک تراشه قرار داد.

در همین رابطه بخوانید:

- داستان فرآیند ساخت CPU و لیتوگرافی تراشه ها از چه قرار است؟

در صورتی می‌توان معیار توان حرارتی CPU را به عنوان پارامتر مهم و برجسته کیفیت یک تراشه قرار داد که در مقابله با یک پردازنده مشابه، عملکردی نزدیک را ارائه داده اما توان حرارتی پردازنده بیشتری را به همراه داشته باشد. در این شرایط می‌توان گفت که عملکرد پردازنده با توان حرارتی CPU بالاتر اما عملکرد مشابه و یکسان، مأیوس کننده است. البته علم الکترونیک ثابت کرده است که توان حرارتی بالاتر به معنی طول عمر کمتر است.

توان حرارتی CPU

پیش از آن که به سراغ فرمول اصلی محاسبه TDP برسیم، به این نکته اشاره می‌کنیم که توان حرارتی پردازنده اعلام شده، حاشیه‌ای از حداکثر بار پردازشی CPU یا GPU است که با کمی تفاوت در محاسبه، از سوی سازندگان اعلام می‌گردد. اما در برخی از برنامه‌های سنگین و پردازش‌های خاص، پردازنده از فرکانس پایه (Base) عبور کرده و برای مدت زیادی بر روی فرکانس افزایشی (Boost) باقی می‌ماند که در این حالت، شاهد افزایشی نسبی توان حرارتی هستیم.

فرمول محاسبه توان حرارتی برای یک پردازنده (CPU یا GPU و قطعه مشابه دیگر)

یکی از فرمول‌های محاسبه اینتل برای توان حرارتی پردازنده به این صورت است: توان دینامیکی (Dynamic Power) مصرف شده توسط یک مدار سوئیچینگ، تقریباً برابر با جذر ولتاژ است. در تصویر فرمول، C به معنی ظرفیت الکتریکی، F به معنی فرکانس و V به معنی ولتاژ است. واحد توان حرارتی یا محاسبه توان به‌دست آمده برای TDP هم «وات» است. فرمول محاسبه توان حرارتی:

فرمول محاسبه توان حرارتی برای یک پردازنده

در همین رابطه بخوانید:

- مقایسه سی پی یو های i7 ،Core i9 و i5 ؛ فرق بين i7

کلام آخر

در بالا به این مسئله اشاره کردیم که توان حرارتی پردازنده دقیقاً به معنی و مفهوم توان مصرفی یک تراشه نیست؛ اما معیار TDP با جریان مصرفی، ارتباط مستقیم دارد. در واقع با مقایسه TDP بین قطعات، می‌توان تا حدودی جریان مصرفی را نیز اندازه گیری کرد. توان طراحی حرارتی با فرکانس نیز رابطه مستقیم دارد؛ افزایش دامنه فرکانس به معنی بالا رفتن توان مصرفی و توان حرارتی سی پی یو است. به همین علت TDP پردازنده‌ها در بسیاری از پردازش‌های سبک، زیر توان حرارتی اعلام شده است.

در این مطلب با توان حرارتی پردازنده یا TDP و همچنین توان مصرفی پردازنده آشنا شدید. امیدواریم مطالب ابن بخش برای شما مفید بوده باشد. ممنون که تا انتها همراه ما بودید.

سوالات متداول

واژه TDP در مشخصات پردازنده به چه معنی است؟

واژه TDP یا توان حرارتی، مخفف عبارت Thermal Design Power است که به معنی توان طراحی حرارتی است.

توان مصرفی واقعی پردازنده حرارتی چیست؟

توان صرفی واقعی پردازنده های استاندارد بین 65 تا 85 وات است، در حالی که پردازنده های چهار هسته ای بین 95 تا 140 وات هستند.

تفاوت توان طراحی حرارتی یا TDP با توان مصرفی واقعی پردازنده در چیست؟

توان حرارتی پردازنده به هیچ وجه نشان دهنده توان مصرفی پردازنده نیست؛ توان حرارتی تنها اوج گرمای تولید شده توسط تراشه‌ها است. توان طراحی حرارتی (TDP) که گاهی اوقات نقطه طراحی حرارتی نامیده می شود، حداکثر مقدار گرمای تولید شده توسط یک تراشه یا جزء کامپیوتری (اغلب CPU، GPU یا سیستم روی یک تراشه) است که سیستم خنک کننده در یک کامپیوتر برای دفع آن طراحی شده است. توان حرارتی پردازنده دقیقاً به معنی و مفهوم توان مصرفی یک تراشه نیست؛ اما معیار TDP با جریان مصرفی، ارتباط مستقیم دارد. در واقع با مقایسه TDP بین قطعات، می‌توان تا حدودی جریان مصرفی را نیز اندازه گیری کرد.

نظر خود را اضافه کنید.

ارسال نظر بدون عضویت در سایت

0

نظرات (4)

  • مهمان - مسعود

    عجب خوب بعد چرا به وات محاسبه اش میکنن پس چطور میشه توان مصرف برقش محاسبه کرد که اصلش هست

  • مهمان - arman

    در پاسخ به: مهمان - مسعود

    میشه گفت تمام توان مصرفی پردازنده صرف تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی حرارتی میشه و مقدار بسیار بسیار ناچیزی که اصلا به حساب نمیاد تبدیل به کار (سوئیچ مدارها و ...) میشه.
    یعنی مصرف پردازنده معادل همون TDP هست

  • مهمان - r

    ممنون من که فکر میکردم همون مصرف برقش هست! اما حالا دقیقا چطور میشه فهمید پس یه سی پی یو چقدر برق مصرف میکنه؟!

  • مهمان - XFXForce

    بله دقیق نیستن متاسفانه همونطور که گفتید
    من 8600k , 9600k رو تست کردم که 95 واتی هستن حتی وقتی همه ی هسته ها تو حداکثر سرعت بوست کار میکردن فقط 75 وات نشون میداد حداکثر
    در حالیکه 9900k رو وقتی میذارم حداکثر بوست به 200 میرسه در حالیکه اون هم 95 واتی هست.
    بدون هیچ اورکلاکی
    برای همین همیشه باید خنک کننده خیلی قوی تر از اعداد اعلامی گرفت برای پردازنده های رده بالا.
    مثلا برا همین 9900k خنک کننده ی 140 واتی هم حتی جواب نمیده اگر کسی بخواد از نهایت بوست استفاده کنه و حتی 180 واتی هم بگیرید اورکلاک هم اصلا نکنید باز دمای پردازنده تقریبا زیاد هست و من 220 واتی گرفتم آخر

ورود به شهرسخت‌افزار

ثبت نام در شهر سخت افزار
ورود به شهر سخت افزار

ثبت نام در شهر سخت افزار

نام و نام خانوادگی(*)
لطفا نام خود را وارد کنید

ایمیل(*)
لطفا ایمیل خود را به درستی وارد کنید

رمز عبور(*)
لطفا رمز عبور خود را وارد کنید

شماره موبایل
Invalid Input

جزو کدام دسته از اشخاص هستید؟(*)

لطفا یکی از موارد را انتخاب کنید