چگونه توان حرارتی TDP روی عملکرد قطعات کامپیوتری تاثیر می‌گذارد؟

شاید هنگامی که به دنبال خرید پردازنده کامپیوتر، لپ تاپ یا حتی یک مادربرد جدید بودید، با اصطلاح توان حرارتی TDP برخورد کرده باشید. اگر نظرات افراد مختلف در اینترنت را بخوانید، احتمالا TDP های خوب یا بد را برای محصولات مشاهده خواهید کرد. بیشتر تولیدکنندگان قطعات کامپیوتر TDP محصولات خود را تبلیغ می‌کنند. اگر یک پردازنده کامپیوتر (CPU) یا یک کارت گرافیک (GPU) خریده باشید این اصطلاح به گوشتان آشناست. اگرچه بسیاری از افراد TDP را معادل مصرف برق می‌دانند، اما این مفهوم دقیقا درست نیست.

متاسفانه بیشتر مواقع این اتفاق می افتد، چرا که مقدار TDP بر حسب وات بیان می‌شود که اکثر مردم آن را با اندازه گیری توان الکتریکی اشتباه می‌گیرند. در واقع توان حرارتی TDP به وات‌های حرارتی اشاره دارد، نه به وات‌های الکتریکی، و معیاری برای اندازه گیری توان الکتریکی نیست، بلکه مشخصات سیستم خنک کننده را ارائه می‌دهد. اگر می خواهید به طور دقیق با مفهوم TDP آشنا شوید و بدانید که برای چه کاری باید از آن استفاده کنید، این مقاله را بخوانید.

توان حرارتی TDP چیست؟

TDP مخفف عبارت Thermal Design Power است و برای اندازه گیری میزان گرمای خروجی یک دستگاه با واحد وات طراحی و ساخته شده است. در گذشته از وات یا حداکثر توان مصرفی برای اندازه گیری توان دستگاه‌های الکتریکی استفاده می‌شد و این اصطلاح در بیشتر مواقع با TDP اشتباه گرفته می‌شود.

مقدار گرمایی که یک دستگاه تولید می‌کند به مقدار برق مصرفی آن مرتبط است و TDP بیشترین میزان گرمایی است که CPU و GPU زیر سنگین‌ترین بار کاری، تولید می‌کند. قطعات سخت افزارها هنگام کار و محاسبات گرما تولید می‌کنند و هر چه اندازه کار بیشتر باشد، حرارتی که تولید می‌شود نیز بیشتر خواهد بود. اما اینکه هنگام کار چه مقدار حرارت توسط پردازنده یا کارت گرافیک تولید می‌شود به TDP مرتبط نیست. TDP به شما می‌گوید که خنک کننده چه مقدار گرما را هنگام اجرای یک بار کاری معمولی باید دفع کند.

اهمیت شاخص توان حرارتی TDP در دنیای فناوری

عملکرد اصلی TDP اندازه گیری میزان خنک کننده ای می‌باشد که برای دفع گرمای قطعه الکترونیکی مورد نیاز است. به عناون مثال، شاخص توان طراحی گرمایی یک میکروکنترلر چیزی حدود 10 وات است که به راحتی توسط یک هیت سینک پسیو یا یک فن کوچک خنک می‌شود. از سویی دیگر، اگر TDP یک قطعه 95 وات باشد، فرایند خنک سازی آن باید با یک هیت سینک اختصاصی و فن بزرگتر انجام شود. بنابراین، درک شاخص TDP برای تعیین نوع خنک کننده نیز موثر خواهد بود.

TDP چگونه اندازه گیری می‌شود؟

متاسفانه، هیچ استانداردی برای اندازه گیری TDP وجود ندارد. اغلب سازندگان طیفی از پردازنده‌ها را که تفاوت‌های قابل‌توجهی در سرعت یا تعداد هسته دارند، به یک مقدار واحد اختصاص می‌دهند. گاهی اوقات خنک‌کننده‌های CPU و GPU میزان گرمایی را که می‌توانند بر حسب وات دفع کنند، تعیین می‌کنند. مقدار گرمایی که توسط خنک کننده دفع می‌شود باید بیشتر از TDP پردازنده ای باشد که برای خنک کردن آن طراحی شده است. به بیانی ساده‌تر، دفع گرمای سیستم خنک کننده باید نسبت به آنچه پردازنده شما تولید می‌کند، بیشتر باشد. اگر اینگونه نباشد، ممکن است پردازنده زیر بار سنگین برای یک بازه زمانی طولانی به دمای “اتصال حرارتی” برسد و سرعت خود را کاهش دهد تا از گرم شدن بیش از حد و خراب شدن آن جلوگیری شود.

در اینجا فرایندی برای افزایش دستی سرعت یک پردازنده وجود دارد که می تواند به طور قابل توجهی مصرف انرژی و در نتیجه خروجی حرارت پردازنده را افزایش دهد. به این فرایند اورکلاک گفته می‌شود. اورکلاک از محدودیت‌های توانی و حرارتی استفاده می‌کنند تا به‌طور خودکار سرعت پردازنده را در زمانی که قدرت کافی در دسترس دارد و خیلی داغ نیست، افزایش دهند. TDP نباید به عنوان معیار مطلق مصرف برق یا تولید گرما استفاده شود. در واقع TDP یک راهنمای تقریبی برای خنک سازی عملیات سنگین و در عین حال استاندارد است.

TDP زیاد خوب است یا بد؟

سوال خوبی است، اما پاسخ آنطور که ما می‌خواهیم روشن نیست. TDP بالا نه خوب است و نه بد. چرا این حرف را میزنیم؟ برای درک آن بیایید ببینیم که TDP بالا برای یک پردازنده کامپیوتر به چه معناست:

یک تراشه با TDP بالا به این معنی است که آن پردازنده گرمای زیادی تولید می‌کند. ممکن است فکر کنید که گرمای زیاد به معنای بد بودن آن است و نه تنها این پردازنده به خنک کننده بهتری نیاز دارد، بلکه احتمالا توان الکتریکی بیشتری نیز مصرف می‌کند. از طرفی دیگر ممکن است فکر کنید که توان بیشتر ویژگی بدی است. با این حال، گرمای بیشتر و قدرت بیشتر می‌تواند به این معنی باشد که تراشه سریع‌تر است و عملکرد بالاتری نسبت به سایر پردازنده‌ها با رتبه TDP پایین‌تر ارائه می‌دهد.

اگر چیزی که به دنبال آن هستید سرعت است، توان حرارتی TDP به وات‌های حرارتی اشاره دارد، نه به وات‌های الکتریکی، و معیاری برای اندازه گیری توان الکتریکی نیست، بلکه مشخصات سیستم خنک کننده را ارائه می‌دهد.بالا نباید شما را از خرید یک پردازنده باز دارد. اما اگر بهره وری انرژی برایتان مهم است به دنبال TDP کمتر باشید.

علاوه بر این، معمولا پردازنده‌ها و کارت گرافیک‌های جدید سرعت بیشتری را با استفاده از TDPهای پایین‌ ارائه می‌دهند. دلیل آن این است که فناوری‌های جدیدتر به تولیدکنندگان اجازه می‌دهند که هنگام ایجاد تراشه‌های کامپیوتری از ترانزیستورهای کوچک‌ استفاده کنند تا گرمای کمتری ایجاد شود. به‌طور خلاصه، تراشه‌های جدیدتر نسبت به نسل‌های قبلی تراشه‌ها بسیار سریع‌ هستند و حرارت کمتری تولید می‌کنند.

توان حرارتی TDP برای کدام اجزای سخت افزاری کاربرد دارد؟

TDP برای اندازه گیری تراشه‌هایی است که برای کار از برق استفاده می‌کنند. این بدان معنی است که هنگام نگاه کردن به رایانه‌ها، اجزای کامپیوتر و سایر دستگاه‌های مشابه که به تراشه‌ها متکی هستند، جزئیات مربوط به TDP را مشاهده خواهید کرد. TDP مشخصات مهمی را در پردازنده‌های کامپیوتر، کارت‌های گرافیک و چیپ‌ ست‌ها (از جمله چیپ‌ست‌های مادربرد) نشان می‌دهد.

چگونه دانستن TDP به شما کمک می‌کند؟

اکنون که معنی TDP و نحوه استفاده از آن را در پردازنده‌ها و کارت گرافیک می‌دانید، بیاید ببینیم که درک و تشخیص این مفهوم چقدر می تواند برای شما مفید باشد. با نگاهی به TDP قطعات سخت افزاری متوجه می شوید که از نظر عملکرد چگونه خواهند بود. دو مورد از محبوب‌ترین پردازنده‌ها در حال حاضر، Intel Core i7-9700K و AMD Ryzen 7 2700X را را در نظر بگیرید. این دو پردازنده در عرض شش ماه به بازار عرضه شدند و مشخصات مشابهی دارند.

پردازنده AMD Ryzen 7 2700X دارای سرعت کلاک بالاتر (3.7 گیگاهرتز تا 3.6 گیگاهرتز) و حداکثر TDP (105 وات تا 95 وات) است. اما آیا این نشان دهنده قوی بودن آن است؟ در رای گیری بنچمارک، پردازنده AMD امتیاز بیشتری را نسبت به Core i7-9700K اینتل دریافت کرده است.

نتیجه گیری

TDP یا توان طراحی حرارتی یا گرمایی شاخصی است که برای تعیین میزان گرمای خارج شده توسط CPU استفاده می‌شود. ارتباط قدرتمندی میان مصرف انرژی و TDP و همچنین عملکرد CPU وجود دارد. TDPحداقل سطح فعالیتی را که یک خنک کننده برای حفظ عملکرد CPU باید داشته باشد را تعیین می کند.

پردازنده‌هایی با کارایی بالاتر، انرژی بیشتری مصرف می‌کنند و تمایل دارند گرمای بیشتری تولید کنند. در مقابل، پردازنده‌های با کارایی پایین‌تر، مانند پردازنده‌های لپ‌تاپ، انرژی کمتری مصرف می‌کنند و عملکرد آن ها به طور قابل توجهی پایین‌تر است. TDP یکی از مفاهیم مهمی است که به شما کمک می‌کند تا عملکرد و بازده انرژی یک پردازنده را درک کنید. آگاهی از TDP و همچنین معماری و سرعت آن به شما کمک می‌کند تا نحوه عملکرد یک قطعه الکترونیکی را به درستی تشخیص دهید.