Una de las especificaciones de los procesadores es el denominado Thermal Design Power o TDP. Equívocamente, este valor se suele confundir con el consumo de energía del procesador, algo que no es del todo correcto. Vamos a explicarte que nos quiere decir este valor y cómo afecta al diseño del procesador.
De un tiempo a esta parte el término TDP se ha dejado de usar comúnmente en las tarjetas gráficas. NVIDIA para sus tarjetas gráficas utiliza el término TGP mientras que AMD suele utilizar el término TBP. Realmente, el TDP se incluye dentro de este valor que engloba otros parámetros.
Para las tarjetas gráficas se utiliza el TDP para referirse únicamente al parámetro de temperatura en la GPU. El TGP y TBP lo que hacen es tomar en cuenta la generación de calor de otros elementos como las fases de alimentación (VRM) y la VRAM. Digamos que es un valor más completo, ya que el disipador en las gráficas también cubre estos componentes.
No se usa en procesadores porque las VRM en el procesador están en la placa base y son independientes. Tampoco se cuenta el parámetro de la memoria RAM, ya que este componente también es independiente. Ambos elementos, en el caso de los procesadores, tienen (o no, según el fabricante considere) sus propios disipadores.
¿Qué es el Thermal Design Power?
El TDP o Thermal Design Power se suele utilizar como sinónimo del consumo energético de un procesador, no obstante hemos de tener en cuenta a día de hoy tanto las CPU como las GPU tienen métodos de reducción de consumo energético según la carga de trabajo que tiene el procesador. El motivo de la confusión es por el hecho que en la historia del hardware, los mecanismos de reducción al consumo son relativamente recientes.
Por lo que la respuesta a la pregunta es la siguiente: el nivel de consumo bajo el nivel de carga de trabajo máximo. Este valor es relevante de cara a la creación de los sistemas de refrigeración de un procesador o una tarjeta gráfica. No obstante, hay que aclarar que el Thermal Design Power no es un parámetro que se consigue después de que se ha terminado el procesador, por eso las siglas significan Potencia de Diseño Térmico.
Y es que el Thermal Design Power es algo que se decide durante la fase de diseño del procesador y es junto al tamaño del chip y la lista de características que este tendrá de las primeras cosas que se deciden durante el diseño. Además, se trata de una característica que está directamente relacionada con la CPU que se está diseñando en ese momento.
¿Cómo se calcula?
El Thermal Design Power es dado directamente por el fabricante, por lo que realmente no debemos preocuparnos sobre esto. Aunque siempre es bueno saber de donde vienen las cosas. Te vamos a mostrar la fórmula y que quiere decir cada uno de los parámetros de la misma:
(tCase (° C) – tAmbient (° C)) / (HSF Θca)
Dichos valores quieren decir lo siguiente:
- tCase: es la transferencia de calor entre el procesador y su encapsulado, cuanto mejor sea el material utilizado para disipar el calor. Un buen encapsulado puede favorecer a reducir el valor del TDP final.
- tAmbient: es la temperatura ambiente, la cual se espera que sea proporcionada por el sistema de refrigeración. Con ello no nos referimos a la temperatura del entorno, sino en el pequeño espacio en el que se encuentra la pieza de hardware.
- HSF-Θca: es la temperatura mínima por cada vatio en el disipador de calor. De tal manera que cuanto más alto sea este valor, entonces menor disipación de calor será necesario en un procesador.
De la misma manera que el diseño de nuevos procesadores, tarjetas gráficas, memorias RAM y el resto de componentes buscan incorporar un mayor rendimiento por vatio, también nos encontramos con que el TDP de los diferentes elementos ha ido aumentando con el tiempo, requiriendo el desarrollo de nuevos y cada vez más avanzados sistemas de refrigeración a la par de los nuevos procesadores.
Relación con la frecuencia Boost
Los procesadores modernos ya no tiene una frecuencia, sino que oscilan en un rango de frecuencias. Tenemos la frecuencia base 0 mínimas de trabajo del procesador y la Boost, que es la máxima que puede llegar según ciertos parámetros. Para conseguir esta frecuencia Boost se requiere la modificación de la tensión de trabajo (voltaje).
Estas frecuencias se «activan» cuando aumenta la carga de trabajo en el procesador. Suele estar asociada a los videojuegos, pero también se suele dar en otros momentos, como en aplicaciones exigentes como Photoshop. La activación de este modo aumenta la frecuencia y, por tanto, el consumo y la generación de calor. Aquí se activa otro TDP, que obviamente, será más elevado.
Debes saber que el procesador no puede soportar durante mucho tiempo esta frecuencia elevada y el aumento de consumo. Este aumento de frecuencia, como depende de cambios de voltaje que pueden ser problemáticos a largo plazo, se dan durante periodos cortos. Durante estos momentos el TDP aumenta de manera notable.
El TDP que normalmente se muestra por el fabricante hace referencia a carga en todos los núcleos con la frecuencia base. Normalmente, suele haber un segundo TDP que se oculta y que hace referencia a cuando se entra en el modo Boost. No se suele mostrar este «TDP 2» porque se considera que se da durante periodos muy cortos (normalmente segundos).
Los disipadores para procesadores también hacen referencia a ese TDP inicial, no al «TDP 2». Esto no es un problema, ya que cualquier disipador que cumpla con el TDP del procesador, debería soportar sin problema estos picos de temperatura. Además, los procesadores tienen mecanismos que si detectan exceso de temperatura, reducen su rendimiento para protegerse.
¿Qué es el Intel Processor Base Power?
La respuesta a ello es bien sencilla: se trata del TDP de una CPU de Intel cuando se encuentra en modo PL1 y, por tanto, en velocidad normal. El PL2, en cambio, hace referencia al nivel de consumo durante el periodo de Turbo o de Boost. Por lo que técnicamente nos encontramos en una maniobra de rebranding, por lo que cuando Intel hace referencia al Processor Base Power lo que hace referencia al consumo energético del procesador en condiciones normales. En cambio, el llamado Maximum Turbo Power se refiere al TDP durante el periodo en el que la velocidad de reloj aumenta temporalmente.
Es decir, el Processor Base Power no es ningún tipo de tecnología nueva, ni una característica del hardware. Si no que realmente se trata de una maniobra de marketing para relacionar ciertos conceptos básicos y tecnologías a ciertas marcas en concreto. La causa es que si hablamos de Processor Base Power se hará siempre desde la perspectiva de las CPU de Intel y cuando el usuario busque lo que signifique, dicha combinación de palabras le lleve exclusivamente a los procesadores de dicha marca.
Por lo que, de manera resumida, el Processor Base Power no es más que el TDP del procesador y, por tanto, el calor que emite, pero solo en su velocidad de reloj habitual y no en los pequeños acelerones de velocidad que ya os hemos explicado.