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 오늘날 많은 사람들은 TDP 전력 소비를 프로세서의 공칭 전력 소비로 취급하는 것뿐만 아니라 TDP 전력 소비에 대해 여전히 오해를하고 있습니다. 핵심 질문-프로세서의 실제 전력 소비가 TDP 전력 소비보다 낮거나 높습니까? 이 질문에 답할 수있는 사람은 많지 않습니다.

TDP 전력 소비에 관해서는 SuperNeng.com 기사를 자주 읽는 많은 독자들이 TDP 전력 소비가 프로세서 전력 소비와 같지 않다는 것을 알고 있습니다 .TDP의 의미를 이해하지 못하는 독자를 위해 열성적인 독자들이 TDP의 의미를 가르치기 시작했습니다. 예를 들어, 다음 동급생 :

Classmate Dadozhai는 TDP가 최대 전력 소비가 아니라 열 설계 전력 소비라고 말했습니다. 250W TDP 프로세서의 최대 전력 소비는 TDP 전력 소비를 훨씬 초과해야합니다. 그가 언급 한 기사는 32 코어 Threadripper 2990WX After입니다. 프로세서가 오버 클럭되면 최대 전력 소비가 1000W를 초과하여 TDP 전력 소비보다 훨씬 높습니다.

오늘 초 에너지 강의에서는 TDP 전력 소비량과 프로세서 전력 소비량에 대해 자세히 설명하겠습니다.이 기사를 읽은 후에는 모두가 TDP 전력 소비에 대해 더 이상 오해하지 않게 될 것입니다.

프로세서의 TDP 전력 소비량은 얼마입니까? 어떻게 되었습니까?

먼저 첫 번째 질문에 대해 이야기하겠습니다. TDP 전력 소비량은 무엇입니까? TDP는 Thermal Design Power 열 설계 전력 소비량이고, 또 다른 말은 Thermal Design Point입니다. 존재감이 거의 없으므로 대부분의 TDP는 여전히 전력입니다. 함께 연결되어 있지만이 전력 소비 지수는 주로 방열판에 사용됩니다. Core i7-8700K 프로세서를 예로 들어 보겠습니다. TDP는 95W이며, 이는 방열판이 최소 이상의 방열 용량을 제공해야 함을 의미합니다. 95W.

열 설계로서의 TDP 전력 소비는 명확한 테스트 조건을 가지고 있습니다. Intel을 예로 들면 TDP는 기본 구성에서 최대 Tcase 온도입니다 (Tcase 온도는 프로세서 IHS에서 허용하는 최고 온도이며 코어 온도보다 낮음). VDD 전압에서 측정 한 8 세대 코어 프로세서의 특정 TDP 테스트 조건은 다음과 같습니다.

Core i7-8700K 프로세서를 예로 들어 보겠습니다. TDP 테스트 조건은 3.6 ~ 3.7GHz이고 핵 디스플레이는 1.15 ~ 1.2GHz이지만 여기서 TDP 전력 소비는 Tcase 온도를 나타내지 않습니다.이 표시기는 TDP에 큰 영향을 미칩니다. Tcase의 온도는 고정되어 있지 않습니다. 인텔의 공식 문서를 계속 읽으십시오. LPM 저전력 모드에서 8 세대 코어 프로세서의 TTV TDP (Thermal Test Vehicle TDP) 전력 소비량은 다음과 같습니다.

여기서 가장 높은 TTV Tcase 온도는 65 ° C이며, 이는 저전력 모드의 Core i7-8700K가 65 ° C를 초과하지 않는 조건에서 기본 주파수로 95W TDP를 달성 함을 의미합니다.

지적해야 할 또 다른 점이 있습니다. TDP 전력 소비 테스트는 기본 주파수를 실행하는 것뿐만 아니라 프로세서의 AVX 부동 소수점 테스트를 포함하지 않으며 이제 부동 소수점 단위가 CPU 전력 소비와 다른 애플리케이션 실행 간의 전력 소비 격차가 큽니다.이 요인이 원인입니다.

종합하면 TDP에 대해 다음과 같은 인식을 가질 수 있습니다.

· TDP는 프로세서 전력 소비와 같지 않은 열 설계 전력 소비이며 프로세서 손실의 열 전력 소비입니다. 특히 인텔은 프로세서의 최대 전력 소비가 아니라는 점을 강조합니다.

· TDP 전력 소비가 계산되고, 프로세서마다 알고리즘이 다르며, 기본 구성에서 실행되는 주요 애플리케이션은 AVX가 아닌 애플리케이션입니다.

· Tcase 온도는 TDP에 큰 영향을 미칩니다. TDP는 본질적으로 열 방출과 관련이 있기 때문입니다.

· TDP 테스트 기간이 매우 짧아 일반적인 스트레스 테스트와 다릅니다.

· TDP 전력 소비 수준은 프로세서가 좋은지 나쁜지 판단 할 수 없으며, TDP가 좋을수록 성능이 향상되는 경우가 있습니다.

TDP 전력 소비가 프로세서 전력 소비를 나타낼 수 있습니까? 실제 전력 소비가 그것보다 낮거나 높습니까?

우리는 TDP 전력 소비가 프로세서의 실제 전력 소비를 나타내지 않는다는 점을 반복해서 강조했지만, 많은 사람들이 여전히이를 프로세서의 전력 소비를 참조하기 위해 사용하고 있습니다. 사실이 진술은 완전히 틀릴 수 없습니다. 문제는 인식 된 표시기가 프로세서의 전력 소비를 측정하는 데 사용되며 TDP는 프로세서의 전력 소비량과 거의 비슷하기 때문에 어느 정도 프로세서의 전력 소비 제한을 나타냅니다. 부하가 TDP 테스트의 부하보다 반드시 높을 필요는 없으므로 대부분의 경우 프로세서의 실제 전력 소비는 TDP 전력 소비보다 낮습니다.


Shanghai Jiaotong University의 논문에 따르면 TDP 전력 소비는 매우 포괄적입니다.

물론,이 상황의 전제는 사용자가 TDP 테스트가 고려하지 않은 상황을 포함하지 않고 최신 고성능 프로세서가 매우 복잡하고 지원 부동 소수점 명령어 세트가 다르며 프로세서가 단순하지 않다는 것입니다. CPU, GPU 코어, 그리고 Turbo Boost 이후 가속 주파수가 다릅니다. 예를 들어 Core i7-8700K의 가속 주파수는 4.7GHz, Core i7-8086K의 가속 주파수는 5GHz에 도달 할 수 있으며 기본 주파수를 사용합니다. TDP 테스트에서 차이는 최소 1GHz이며 프로세서의 열 및 실제 전력 소비에 더 큰 영향을 미칩니다.

Intel의 Core i7-2600K는 4 코어와 8 스레드, 주파수는 3.4 ~ 3.8GHz, TDP 전력 소비도 95W이며 Core i7-8700K는 6 코어와 12 스레드, 주파수는 3.6 ~ 4.7GHz입니다. 그리고 TDP 전력 소비는 여전히 95W이지만, 모두이 두 프로세서가 전력 소비와 열 발생 측면에서 매우 다르다는 것을 알고 있습니다. 이론적으로 95W 라디에이터는 Core i7-2600K뿐만 아니라 Core i7- 8700K이지만 모두가 Core i7-8700K를 알고 있습니다. 진짜 열이 훨씬 더 높습니다.

사용되는 프로세서의 전력 소비는 어디입니까?

모두가 프로세서의 TDP 전력 소비에주의를 기울이고 있습니다. 사실 그들은 여전히 ​​프로세서의 실제 전력 소비에주의를 기울입니다. 모두가 프로세서의 전력 소비가 낮을수록 더 좋기를 바랍니다. Intel과 AMD도 그렇게 생각합니다. 전력 소비는 프로세서의 추가 개발에 거의 한계가 되었기 때문입니다. 특히 반도체 제조 공정이 점차 끝날 때 전력 소비를 줄이는 방법은 프로세서의 개발을 테스트 할 핵심 문제 중 하나입니다. 미래의 고성능 컴퓨팅.

그렇다면 최신 프로세서에서 어떤 장치가 전력을 소비합니까? 몇 년 전 인텔은 고성능 컴퓨팅에 대한 연설에서 프로세서 전력 소비 분포에 대해 언급했습니다. 이는 두 부분으로 나뉩니다.


코어 수준의 프로세서 전력 분배

부동 소수점 연산이 관련되지 않은 경우 프로세서의 캐시 부분은 전력 소비량의 45 %를 소비하고 OOO 비 순차적 실행 / 예측 장치는 전력 소비량의 21 %를 소비하며 다시 TLB 장치입니다. . 그러나 계산에 FP 부동 소수점 단위가 포함되는 경우 상황이 다릅니다 .FP 부동 소수점 단위의 전력 소비는 75 %를 차지할 수 있으며 나머지 부분은 캐시, OOO, TLB 등입니다.


칩 수준의 전력 분배

전체 칩의 전력 분배를 보면 FP 부동 소수점 단위가 여전히 가장 커서 45 %를 차지하고 Uncore 비 코어 부품의 전력 소비가 40 %에 도달했습니다. 클래스 단위는 훨씬 더 많습니다. 하찮은.

현재 프로세서에서 컴퓨팅 성능의 가장 중요한 원천은 FP 부동 소수점 장치입니다. 인텔이 수년에 걸쳐 도입 한 AVX / AVX2 / AVX-512는 부동 소수점 명령어 세트를 향상 시켰으며 성능은 점점 더 높아졌습니다. 위와 같이 FP 부동 소수점 단위는 프로세서 전력 소비의 가장 큰 부분이되었으며 TDP 전력 소비 테스트에서 Intel은 테스트가 모두 AVX가 아닌 부하, 즉, 부동 소수점 단위는 그다지 관여하지 않고 그렇지 않으면 전력 소비가 전혀 발생하지 않습니다.


Xeon Scalable 시리즈의 비 AVX 가속 주파수


Xeon Scalable 시리즈의 AVX-512 가속 주파수

AVX-512 를 지원하는 Skylake- SP 아키텍처를 예로 들어 보겠습니다. 28 코어 Xeon Platium 8180은 비 AVX에서 2.5GHz의 기본 주파수, 3.8GHz의 단일 코어 가속 주파수 및 풀 코어 가속을 제공합니다. 3.2GHz의 주파수이지만 AVX-512 명령 세트를 기반으로 실행됩니다. 주파수는 1.7GHz, 단일 코어 가속 주파수는 3.5GHz로 감소하고 멀티 코어는 2.3GHz로 직접 감소합니다. 동일한 205W TDP에서의 차이이며 AVX 명령이 포함되는지 여부는 주파수에 큰 영향을 미칩니다.

프로세서 전력 소비에 영향을 미치는 요인 : 주파수, 전압

프로세서는 CMOS 회로이기도합니다.이 점에서 프로세서의 전력 소비량을 계산하는 일반적인 공식이 있습니다. 간단히 말해서 CMOS 회로의 전력 소비량은 동적 전력 소비량과 정적 전력 소비량으로 나눌 수 있습니다. 주로 누설 전류로 전력 소모의이 부분은 쓸모없는 전력 소비로 폐열이되지만 기존 기술로는 누설 전류를 막을 수없고 소비 전력의 비중이 점점 높아지는 경향이있다.

다이나믹 파워 (Dynamic Power)는 1 / 2 * CV2F 공식으로 계산할 수있는 충전 / 방전으로 인한 스위칭 전력 소비량과 공식 또한 다른 변형 설명에 따르면 작동 전압과 주파수는 변환 전력 소비를 결정하는 주요 요소이며 회로의 전력 소비를 줄이는 데 중점을 둡니다.

특정 프로세서의 경우 실제 전력 소비는 주로 동적 전력 소비입니다.이 예에서는 Core i7-8700K의 전력 소비를 예로 들어 보겠습니다. Overclock.ru 웹 사이트는 이전에 Core i7-8700K에있었습니다. 자세한 테스트는 다음과 같습니다. 첫 번째 평가에서 수행 :


Core i7-8700K는 다른 프로세서의 전력 소비량을 비교합니다.

이 테스트에서 그들은 서로 다른 주파수와 전압에서 프로세서 전력 소비를 비교했습니다. 동일 전압에서 주파수를 증가 시키면 전력 소비가 증가하고, 동일한 주파수에서 전압 후에 전력 소비가 크게 증가 함을 알 수 있습니다. 4.0GHz는 1.1V에서 1.3V로, 전력 소비는 180W에서 251W로 증가했습니다. 결국 동적 전력 소비는 전압의 제곱에 비례합니다.

요약하자면 :

프로세서의 TDP 전력 소비량은 기본적으로 방열판 제조업체의 참조를위한 것이지만 "전력"전력 소비라는 이름을 지닙니다. 이는 또한 특정 제한된 조건에서 프로세서의 전력 소비량 인 실제 전력 소비량이기도합니다. 프로세서의 전력 소비를 측정하는 데 사용하는 몇 가지 참조 의미가 있습니다.

오버 클러킹하지 않고 FP 고부하를 실행하면 대부분의 경우 프로세서의 실제 전력 소비가 TDP 전력 소비보다 높지는 않지만 복잡한 상황에서 TDP 전력 소비는 프로세서의 실제 전력 소비와 연결될 수 없습니다. 여기에는 프로세스 기술, 주파수, 전압 및 심지어 프로세서 작동 테스트에서 실제 전력 소비가 TDP 전력 소비를 훨씬 초과하는 경우가 드물지 않습니다.

일반 소비자의 경우 TDP 전력 소비를 사용하여 프로세서 전력 소비를 비교하는 것도 최후의 수단입니다. 이제 업계에는 프로세서 전력 소비를 측정하는 일반적인 지표가 없기 때문입니다. 그래픽 카드는 최근 몇 년 동안 TBP 일반 마더 보드 전력 소비 및 전력 소비를 사용하기 시작했습니다. . GCP 그래픽 카드 전력 소비는이 두 가지 지표이지만 AMD와 Intel은 CPU에 대한 합의가 없으며이 문제는 일시적으로 해결되지 않습니다.

 


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