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从TDP看CPU性能:功耗越高越彪悍?
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发表于 2015-11-23 14:49:42  只看楼主  QQ
Prescott,是Intel心中挥之不去的痛,却改变了CPU的发展历程。它的失败不仅仅将CPU带进了多核心时代,更让我们第一次深入认识了TDP。从此之后,我们聊CPU,从以性能为中心转变成以性能功耗比为中心。如今,性能的竞争有着明显的倾斜,使得CPU的发展衍生出一条节能版的分支,从而出现了各种各样的TDP数值。今天,我们从TDP的角度,带大家认识CPU。


从TDP看性能!带你走进CPU功耗的世界

首先聊聊:TDP
TDP,全称Thermal Design Power,译为中文指散热设计功耗。Intel对于TDP,有如下的解释:热设计功耗是指在最糟糕、最坏情况下的功耗。散热解决方案的设计必须满足这种热设计功耗。所以,TDP的功耗值是极端情况下的数值,属于一个最大数值。


六代i7 TDP为91W,三代i7为77W,但并不能说明前者功耗高

故CPU的TDP并不是CPU的真正功耗,CPU真正的功耗是一个动态变化但永远不会超出TDP。所以我们一般都会有这么一个共识,TDP数值越高,一般来说性能会更好因为同架构下TDP越高,运行的功率上限就更高,转化的性能会更高。


TDP决定了散热规模

正因为TDP和散热有直接的关系,所以我们可以看到低TDP的CPU往往用于移动平台,比如超极本以及平板PC使用15W的U系列Intel CPU;中/高TDP的CPU一般是我们常见的台式机定位,比如Core i家族的TDP从35W到95W不等;破百的TDP一般是Extreme至尊版的专属,Core i7-5960X就高达140W。


Prescott P4与Athlon 64印证了TDP并不能决定散热

21世纪以来,两大CPU厂商对于TDP的策略可谓风水轮流转了又转。130mm时代,65nm时代,32nm时代到现在的14nm,都是Intel在TDP上获得了掌声。而AMD仅在Athlon 64的90nm时代赢得了TDP的战争,其余不是打平就是战败,直到现在那感人的FX时代,AMD CPU一直摆脱不了DIY玩家心中高发热高印象的既视感。
说完了TDP的故事,下面我们从TDP中一些耳熟能详的数字,来认识当前CPU的性能吧!(注意:大家基本不会接触的CPU以及已经过时了的CPU小编就不作介绍)
TDP:4.5W
产品:Core M家族

介绍:少于10W的TDP,相比主流CPU在缓存以及频率上进行平衡,所以性能还是比主流笔记本节能版CPU差。有意思的是,经过外媒测试iPad Pro的性能已经能够超越中端的Core M。正因为低TDP,所以这类CPU在平板,变形本等无风扇平台中见到身影。
TDP:11.5W
产品:Y后缀的Haswell架构CPU(11.5W)

介绍:Core M的前身,只存在在第四代的Haswell家族之中。TDP比15W的U后缀CPU低,所以胜任高性能PC平板的使用,不过由于TDP比Core M高,所以还得靠风扇散热,比如索尼 Tap 11。
TDP:15W
产品:U后缀的Intel笔记本CPU

介绍:所谓的性能过剩时代让Intel重点发展超极本,在Haswell架构开始15W的CPU成为了移动领域的主角,反而让原来的正室也就是标准电压笔记本CPU被奚落。在Intel的扶持下,无论是超薄本还是主流本,15W TDP的CPU越来越多。反而性能却相比几年前的标压时代倒退了。
TDP:28W
产品:配备Iris核心显卡的U后缀笔记本CPU

介绍:Intel大力推广自家GPU是众人皆知的事情,尤其在笔记本,一台机以及Intel UNC领域,均衡的性能需求让28W的Intel U后缀CPU逐渐成为了热门。并且由于TDP提升了,28W的CPU在频率乃至性能方面上比15W高得多。
TDP:35W/37W
产品:低端T后缀Intel桌面CPU,双核笔记本CPU,低电压版四核笔记本CPU。

介绍:35W是Intel CPU中一个庞大的家族。大家最熟悉的就是35W的双核CPU,相信用过笔记本的你肯定都有认识,比如经典的Core i5-3210M/Core i7-2640M等。另外,还有少部分低电压四核笔记本CPU的TDP为35W,如Core i7-3612QM。至于桌面系列,T后缀的CPU均为35W的节能版,不过频率降低不少所以在DIY领域无人问津。
至于37W是四代以及五代标准电压双核/四核的独特的TDP,因为整合了电压控制器,所以需要额外的2W供电,比如大家最熟悉的Core i5-4200M笔记本CPU的TDP就是37W。
TDP:45W/47W
产品:中高端T后缀Intel桌面CPU,四核笔记本CPU,部分APU

介绍:45W/47W是四核笔记本CPU的标准TDP,除了四代和五代四核笔记本CPU由于一样的整合了电压控制器原因,而采用47W TDP外,其余非至尊版四核CPU均为45W,所以一般游戏本都要采用大于90W的电源适配器。中高端Core i5/i7桌面CPU也采用这个TDP,毕竟频率加上核心数上去了35W很难做到(笔记本CPU都很难做到呢)。此外,A10-7800,A6-7400K的动态TDP的低值也是45W。
TDP:51W


i3-6100


CPU-Z对六代CPU的识别能力有缺陷

产品:Skylake Core i3以及Pentium G家族
介绍:跳过了五代,六代酷睿i3终于露面了。取代四代Core i3的它在频率以及内置核心显卡(与i7一样的HD 530)上十分给力,同时TDP也稍微降低到51W,明显这是14nm的功劳。
TDP:53W
产品:Haswell Refresh架构Pentium Celeron家族

介绍:破坏摩尔定律的Haswell Refresh架构,除了熟悉的i7-4790K外,还有一系列Haswell Refresh架构Pentium Celeron家族,其中奔腾二十周年纪念版G3258就是53W TDP。
TDP:54W
产品:Haswell Core i3家族

介绍:Haswell Core i3家族独享54W TDP,是2013年到2015年的主流市场的主角。当然这不是重点,令人印象深刻的无疑是那略微坑爹的数字游戏,从Core i3-4130加到Core i3-4170……
TDP:55W/57W
产品:至尊版四核笔记本CPU,三代酷睿Core i3

介绍:曾经的Ivy Bridge架构的双核Core i3 CPU的TDP就是固定在55W,相信大家都有所记忆。此外,至尊版笔记本CPU也是采用55W的TDP,而Haswell的为57W,目前最强的笔记本至尊版CPU为i7-4940XM。虽然Broadwell以及Skylake都铺货了笔记本四核CPU,但是相应的至尊版还没出现。
65W


目前TDP 65W的CPU种类不少(CPU-Z又在六代i5那识别错误了)

TDP:二代Core i3,四代或之前的S后缀的Core i5/i7,Broadwell桌面CPU,Skylake架构Core i5,非黑盒版的A8/A10/Athlon X4
介绍:60W以上都是桌面级CPU的天下了。其中65W是一个喜闻乐见的TDP数值,很多主流的CPU的TDP都设定在65W。i3默秒全的始祖SNB Core i3就是采用65W的TDP,而从移动CPU移植过来的Broadwell以及14nm的Skylake Core i5都是这个TDP,可见制程以及架构的进步让更高定位的CPU享受到更低的TDP,这是我们喜欢看到的。
此外,四代或之前的S后缀的Core i5/i7也是65W TDP,作为节能版的它们在追求性能的台式机领域显得有点格格不入,所以我们对这类CPU很少认识。非K后缀的APU以及Athlon X4也是采用了65W的TDP,方便入门用户组建低功耗APU轻量游戏平台,同时我们看到AMD的主流与低端CPU在发热控制上还是很给力的。
TDP:69W
产品:Xeon E3 1200 V2家族

介绍:69W,唯独这么一类产品,Xeon E3 1200 V2家族。Ivy Bridge架构的高端CPU TDP都很低,这个Xeon E3 1200 V2系列仅有69W,让人刮目相看。实际上,这都是22nm的功劳,不过如今14nm的6700K的TDP却在91W,似乎和内部架构的优化有关。
TDP:77W
产品:Ivy Bridge Core i5/i7家族

介绍:77W的TDP为Ivy Bridge Core i5/i7家族享有,特别的是i7也是77W的TDP,即使是崇尚超频的i7-3770K也是如此。相比之下,四代以及二代的Core i7 TDP都比三代高,有点意思。
TDP:80W
产品:E3 1200 家族(除V2)

介绍:E3神教如约而至,最新的Skylake架构的代号v5。但是朴素迷离的主板支持让v5的未来蒙上了一层阴影。
TDP:84W/88W
产品:Haswell/Haswell Refresh Core i5/i7家族

介绍:Haswell架构被誉为Intel挤牙膏策略的登峰造极。不仅仅让架构周期首次变成两年,同时性能提升不到百分之十,但是对于DIY可有可无的GPU性能却提升不少,让人费解。同时用硅脂来链接外壳与DIE的做法也引来不少争议。好在2014年推出的恶魔峡谷的88W CPU挽回了一些面子,其中4790K在频率上大幅提升,实际性能也突破了挤牙膏的范畴。
TDP:91W


这里有个小插曲,曾经商家与CPU-Z都误认为TDP是95W,但是Intel官方确认为91W

产品:Skylake Core i7家族
介绍:虽然Skylake采用了更低发热的14nm制程,但是六代Core i7的TDP却达到了91W。比起前代似乎有退步,但TDP和工艺、架构设计、规格参数等等都是有关系的。实际测试6700K的功耗与前代Haswell Refresh无太多差别。
TDP:95W
产品:SNB架构Core i5/i7,黑盒版A8/A10,Athlon X4 860K,AMD FX节能版系列

介绍:2011年的Sandy Bridge架构奠定了Intel CPU的绝对统治,其中95W的Core i5/i7就是再战N年的源头。不过现在95W的Intel CPU已经寥寥可数,毕竟制程进步了。此时AMD的CPU占了95W的大部分,可见这能够成为AMD与Intel一边倒竞争形势的缩影。
TDP:100W以上
产品:LGA 2011 Core i7,AMD FX标准版系列

介绍:基于LGA 2011的Core i7的TDP达到了100W以上,尤其是每一代的X后缀,性能王座,孤独而安逸。AMD FX标准版CPU,TDP统一为125W,性能却只有同时代Core i5的水平。这就为何AMD在高端CPU竞争上宣告失败。
TDP:200W以上
产品:AMD FX 9590/FX9370

介绍:220W,这不是一张顶级显卡的TDP,这是一个CPU的TDP!AMD FX 9590/FX9370的220W TDP在桌面级CPU中可谓前无古人。凭借超高的频率加上超高的TDP很好的代言了AMD的主题颜色——火红色。AMD也得建议,入手AMD FX 9590/FX9370有风险,请使用水冷散热……也许,想到如今CPU的竞争形势,我们不再嘲笑AMD的XX机,只想为农企默默鼓励,等待猛虎出笼的那一天。
总结
从小到大,我们总结的一些特定TDP数值的一些典型产品。我们从中可以发现一个规律,在缺乏性能竞争下,Intel选择了另一种挑战,那就是低TDP高性能的挑战。主流CPU的TDP呈现一种不断走低的趋势,符合了制程进步的规律,当然这仅指Intel这家。至于AMD,经历了被GF坑了的SOI工艺,在将来的Zen时代会给我们一个怎样的答案呢?我们拭目以待。
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