Avets
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THERMAL DISSIPATION POWER (TDP)
REALTA' VS MARKETING
IL MONDO REALE
La funzione di un dissipatore è semplice: mantenere la cpu entro un limite massimo di temperatura considerando il massimo calore generato da esso e la temperatura interna del case.
Il calore generato da una cpu è banalmente equivalente alla potenza elettrica assorbita, infatti un processore non emette radiazioni, non conserva energia, non produce lavoro meccanico, ecc... L'unica trasformazione energetica (per effetto Joule) che avviene nel processore è da elettricità a calore, proprio come avviene in una comune resistenza elettrica di una stufetta da bagno.
Dal momento che: "nulla si crea e nulla si distrugge ma tutto si trasforma", tutta l'energia elettrica assorbita deve essere trasformata in calore e, viceversa, tutto il calore generato deve provenire dalla energia elettrica consumata.
La trasmittanza indica la "bravura" di un oggetto nel trasmettere il calore e si indica con U:
U dissipatore = Potenza dissipata / (Tcpu°C - Tcase°C)
Essa ci dice semplicemente quanti watt riusciamo a disperdere all'esterno per ogni grado di differenza che c'è tra la cpu e l'aria nel case.
Per esempio, se U=5W/°C significa che per ogni grado di differenza il nostro dissipatore riesce a disperdere 5watt.
Se quindi il nostro case ha una temperatura interna di 30°C e la (superficie della) cpu sta a 70°C, cioè con una differenza di 40°C, vorrà dire che il dissipatore in queste condizioni trasmetterà all'ambiente (40*5=) 200W di potenza termica.
Se la potenza generata dalla cpu è inferiore a 200w la sua temperatura scenderà, facendo diminuire la differenza di temperatura e quindi anche la capacità del dissipatore di disperdere il calore, fino a quando non verrà raggiunto l'equilibrio tra la potenza generata e quella dispersa.
Allo stesso modo, se la potenza generata dalla cpu è superiore a 200w la sua temperatura salirà, facendo aumentare la differenza di temperatura e quindi anche la capacità del dissipatore di disperdere il calore, fino a quando non verrà raggiunto l'equilibrio tra la potenza generata e quella dispersa.
Si è dunque visto come l'appropriatezza di un dissipatore non dipenda da quanto calore può scambiare in assoluto, dato che, aumentando all'estremo la temperatura della sorgente è possibile scambiare qualsiasi quantità di calore desiderata, ma dipenda invece da quanto esso è bravo a farlo mantenendo la sorgente al di sotto di una certa temperatura. Come detto, questa attitudine prende il nome di trasmittanza termica.
Bene penserete:
"Perché allora i dissipatori ed i processori non vengono catalogati in base al grado di "bravura" nello scambio termico fornito/richiesto ?"
"Perché non si usano magari delle lettere per semplificare l'interpretazione dell'utente finale come con le classi di efficienza degli elettrodomestici ?"
"Perché si parla di TDP, che è un valore di potenza che come detto ha poco senso ?"
Belle domande...!
IL MONDO DI INTEL
Intel definisce il TDP (thermal design power) come la massima potenza che un processore può assorbire (1) per periodi di tempo significativi e (2) durante l'esecuzione di applicazioni commercialmente utili. Fonte.
La precisazione (1) esclude dal calcolo del TDP brevi picchi di assorbimento come possono essere quelli prodotti dal Turbo Boost.
La precisazione (2) esclude l'utilizzo di power-virus, cioè programmi con il solo scopo di generare il massimo calore possibile nella cpu.
Si noti come la potenza assorbita sia quella elettrica utilizzata dal processore mentre il TDP sia la misura della potenza termica prodotta. L'equivalenza tra le due è assolutamente appropriata poiché "l'energia è energia" e, come detto in precedenza, l'unica trasformazione che avviene nel processore è quella dell'energia elettrica (completamente trasformata) in termica.
Tuttavia, come si vedrà, non tutti la pensano così.
Il problema in questo caso è che la (quasi?) totalità dei produttori di schede madri, per non sfigurare di fronte ai punteggi nei benchmark dei concorrenti, disattende le indicazioni di Intel sulla durata del Turbo Boost estendendone la durata. In questo modo viene aumentata la potenza assorbita dalla cpu per periodi di tempo che risultano quindi non più "termicamente non significativi" come intenderebbe Intel.
Questo fa sì che, all'atto pratico, le cpu producano più calore di quanto dichiarato da intel.
Per esempio il recente 11900K senza l'attivazione da parte dell'utente di alcuna impostazione di overclock, con un TDP dichiarato di 125W può raggiungere un consumo massimo di ben 300W.
LE FANTASIE DI AMD
AMD pare abbia deciso di spingere la sua innovazione anche nel campo della Fisica, teorizzando due completamente distinte e non paragonabili grandezze: i Watt "termici" e quelli "Elettrici".
Sembrerebbe infatti che: "TDP riguarda i watt termici, non elettrici. Questi non sono la stessa cosa." Fonte
Di fronte ad un tale asserzione è possibile:
- riscrivere i libri di Fisica
- interpretare l'uscita in chiave di marketing
Perché dovrebbe trattarsi di marketing ?
I valori di TDP determinano implicitamente un giudizio sull'efficienza dei processori. Più bassi tali valori sono e più i processori sono considerati in grado di lavorare senza consumare molta energia.
Nella fonte citata viene offerta anche la seguente formula del TDP (secondo AMD):
TDP (Watts) = (tCase°C - tAmbient°C)/(HSF ϴca)
Essa restituisce il valore della potenza scambiata da un dissipatore di resistenza termica ϴca posto in un case con temperatura tAmbient su una cpu di temperatura tCase.
La "bravura" del dissipatore dipende dal parametro sulla sua resistenza termica (che è l'inverso della trasmittanza descritta in apertura, ma questo interessa poco) che però viene arbitrariamente scelto da AMD. In questo modo variando tale parametro (oltre che quelli di temperatura) è possibile ottenere "qualsiasi" valore di TDP desiderato ed i dati pratici lo confermano.
MODELLO CPU | TDP DICHIARATO | POTENZA MISURATA IN BLENDER (a monte dei vrm) |
5950x | 105w | 120w |
5900x | 105w | 133.2w |
5800x | 105w | 127.2w |
5600x | 65w | 67.2w |
Si consideri inoltre che:
- Blender, sebbene rappresenti un carico pesante (come tutti i render) sulla cpu, non è certo il più pesante. Pertanto i dati di assorbimento potrebbero aumentare con l'utilizzo di applicazioni più gravose.
- I valori misurati sono quelli a regime. Quando lo ritiene possibile, il precision boost può incrementare frequenze e tensioni producendo picchi di consumo più elevati di quelli che si possono notare in un test multicore costante.
I PRODUTTORI DI DISSIPATORI
Alcuni produttori continuano ad indicare valori di TDP per i loro modelli, tuttavia non solo i metodi applicati internamente per la determinazione di questi valori variano da produttore a produttore, ma addirittura, come visto, la definizione di tali valori varia passando da Intel ad AMD pertanto risulta impossibile paragonare in modo affidabile i dati sul TDP di un dissipatore con quelli di un processore.
Altri produttori ammettono di aver deciso di ignorare completamente questo parametro e di creare delle tabelle che consigliano per ogni processore i modelli adeguati in base all'utilizzo. E' questo il caso di Noctua ma non solo.
COME SCEGLIERE
Di fronte a tanta confusione ed inaffidabilità sul valore TDP, l'unica alternativa valida resta quella di informarsi tramite:
- gli abbinamenti consigliati dai produttori (se esistenti)
- le varie recensioni e test
- i consigli nel forum
Avets.
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