摘要:众所周知,处理器中最难确定的事情之一是实际(负载)功耗。对于英特尔最新的 CPU 而言,这更是个大问题。虽然市场上的 TDP 通常在 95-125W 左右,但在高负载下,大多数高端芯片的功耗
众所周知,处理器中最难确定的事情之一是实际(负载)功耗。对于英特尔最新的 CPU 而言,这更是个大问题。虽然市场上的 TDP 通常在 95-125W 左右,但在高负载下,大多数高端芯片的功耗会达到 180W。目前,Intel 最新的 Comet Lake-S 处理器在功耗方面又创新高,Core i9-10900K 在负载下的功耗高达 260W,而 Core i7-10700K 则可高达 229W。相比之下,AMD 的 Ryzen 9 3900X 和 3700X 分别限制在 150W 和 90W 以下。那么,为什么英特尔的高端处理器会消耗这么多的功率,而这些芯片的功率管理特性又是怎样的呢?
对于初学者,您应该知道这不是硬件异常或故障。事实上,英特尔 CPU 的 TDP 始终和其睿频频率有着极大的关系,当 CPU 提升到更高的 涡轮频率 时,功耗将大大增加,此时电源状态或配置文件称为 PL2(电源级别 2),而睿频状态下的电源配置是 PL2。
然后是 Tau,它确定 PL2 状态的间隔。首次启动 PC 时,其功率限制将设置为 PL2,远高于规格 PL1 的限制。根据负载,您的处理器将使用一个或多个内核并提升到额定 Turbo 频率。在大多数单线程和强度较低的应用中,尽管达到最大提升频率,但功耗仍低于 PL2。
但是,当您运行更密集的应用程序时,例如说 Cinebench 多线程或 7-zip,您的所有 CPU 内核将开始起作用。在这种情况下,功耗将迅速飙升至 PL2 极限,处理器将降低全内核频率,以控制功耗。
在标准条件下,处理器将在持续时间 Tau(通常为 56 秒)内保持 PL2 功率状态,然后返回 PL1,从而将时钟速度降低至基本频率。这将一直持续到完成繁重的工作负载并且 CPU 返回空闲状态为止。之后,它将返回 PL2 功率限制并重复上述行为。
但是,无论好坏,英特尔从不制执行 PL2 和 Tau 值,主板供应商可以自由选择是否在固件中进行设置。因此,大多数高端 Z 系列主板的 PL2 和 Tau 值都比英特尔规定的高得多。例如,Core i9-9900K 的 PL2 值为 119W,但是大多数 OEM 将其 PLW 设置为 160 或 180W,从而使 Tau 无限大。虽然这似乎是提高性能的简便方法,但它很难标准化 TDP 并比较不同系统之间的效率 / 功耗。
处理器 PL1(宽) PL2(宽) 头(第二) 酷睿 i9-10900K 125 250 56 酷睿 i7-10700K 125 229 56 酷睿 i5-10600K 125 182 56 酷睿 i9-10900 65 岁 224 28 酷睿 i7-10700 65 岁 224 28 酷睿 i5-10600,酷睿 i5-10500,酷睿 i5-10400 65 岁 134 28 酷睿 i3-10320,酷睿 i3-10300,酷睿 i3-10100 65 岁 90 28 奔腾金 6500,奔腾金 6400,赛扬 G5920,赛扬 G5900 58 58 28 酷睿 i9-10900T 35 123 28 酷睿 i7-10000T 35 123 28 酷睿 i5-10000T 35 92 28 酷睿 i3-10000T 35 55 28 奔腾 G6500T,奔腾 G6400T,赛扬 5900T 35 42 28
主板供应商这样做的原因很简单:要领先于竞争对手。它们在其旗舰产品中包括 10 相以上的多相 VRM,从而安全地增加了 PL2 功耗,并允许处理器无限期地提升到最大频率。
只要您没有达到散热限制,这意味着大多数高端 Intel 处理器将消耗比规格更多的功率,并更多,更长时间地提高 Turbo 频率。只有在笔记本电脑和手持设备中,散热和电池寿命才是问题所在,英特尔建议 OEM 强制采用 PL2 和 Tau 值。在台式机领域,这都是公平的游戏。
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