TDP, cos'è, cosa significa e perché è importante

Uno dei parametri di cui si parla spesso quando si prendono in esame le caratteristiche di un microprocessore è il TDP (Thermal Design Point). Ma che cos’è e cosa sta a significare?

Il TDP è un’indicazione del calore (energia) dissipato da un processore quando lavora a pieno carico (si misura in Watt). Si tratta del calore che il sistema di raffreddamento dovrà smaltire per mantenere la temperatura del processore entro una soglia limite.
Diversamente da quanto si potrebbe ritenere in prima battuta, quindi, il valore TDP non esprime affatto il consumo energetico del processore.

Minore è il calore sviluppato dal processore, minore sarà il lavoro che dovrà svolgere il sistema di raffreddamento, minori saranno i consumi energetici.
Il consumo energetico è ovviamente funzione del TDP ma i due termini non sono sovrapponibili. Possiamo avere ad esempio un processore con TDP pari a 90W che a pieno regime (con i core che stanno lavorando al massimo delle loro potenzialità) raggiunge i 120W di consumo elettrico.

Il TDP rappresenta una specifica importante per tracciare “l’identikit” dei processori per PC, delle schede grafiche, dei chipset (compresi quelli presenti sulla scheda madre) e dei SoC (Systems-on-a-Chip), inclusi quelli che equipaggiano smartphone e dispositivi mobili in generale.

Va detto che le aziende produttrici di microprocessori calcolano il TDP in maniera un po’ differente.
Intel, ad esempio, si riferisce all’energia termica generata dal processore dopo l’attivazione della modalità turbo boost. Questa fase di solito dura circa 30 secondi trascorsi i quali le frequenze di lavoro si riportano sui valori di clock di base.

AMD parla della massima generazione di calore del processore in qualsiasi circostanza. Ciò significa che viene tenuto conto sia delle frequenze di boost che delle frequenze di base dei vari core quando tutti i thread del processore sono impostati al 100% in termini di workload. Un dato importante, questo, perché è già stato dimostrato che i processori Ryzen aumentano automaticamente frequenza operativa al diminuire della temperatura.

La rappresentazione di AMD sembrerebbe quindi quella in grado di approssimare più da vicino la situazione reale.

Il TDP è il parametro che generalmente viene preso in esame quando si deve scegliere il giusto dissipatore da montare su un qualunque processore.
Il valore, però, non va preso come oro colato: sappiamo bene che i processori Intel tendono a scaldare molto quando vengono spinti all’estremo e che molti dissipatori, progettati per smaltire il calore pari a un certo TDP, in realtà non sono poi in grado di farlo in maniera efficace alla prova dei fatti.

AMD ha scelto di fornire di serie i suoi dissipatori che vengono garantiti per raffreddare adeguatamente i processori della casa di Sunnyvale anche nelle peggiori condizioni climatiche (ad esempio con la canicola estiva). Installando un dissipatore migliore rispetto a quello proposto nella confezione da AMD spesso si possono anche ottenere frequenze operative leggermente più elevate.

TDP alto: è un bene o un male?

Si tratta di una domanda più che legittima ma la risposta non è affatto immediata. Processori con un TDP elevato non sono “né buoni né cattivi”.

Un chip con un alto TDP produrrà molto calore. Andrà quindi raffreddato adeguatamente, con un dissipatore all’altezza della situazione. Ma, allo stesso tempo, significa che consumerà più energia elettrica.
Tuttavia, più calore generato e più potenza assorbita in generale implica che il chip offre prestazioni migliori rispetto ad altri modelli.

Un TDP elevato non dovrebbe esimere dall’acquistare quello specifico processore se quello che si sta cercando è la “potenza grezza”. D’altra parte, se si fosse più interessati all’efficienza energetica e si può sacrificare qualcosa in termini prestazioni, si possono sicuramente scegliere prodotti con un TDP più basso.

L’importante sarebbe accertarsi sempre di confrontare “mele con mele” e “pere con pere”: i processori vanno valutati nel complesso esaminando tutte le caratteristiche. A questo punto, valutando il numero di core, il supporto per il multi-threading, la dimensione della cache, il processo produttivo (quelli più spinti, dai 10 nm a scendere, consentono di risparmiare sui consumi energetici) si possono allora confrontare i valori di TDP di processori diversi.

Ovviamente i processori di più recente fattura (comprese le GPU delle schede grafiche) in generale offrono prestazioni migliori seppur contraddistinti da un TDP più basso rispetto all’hardware di qualche anno fa perché il processo costruttivo è in continua evoluzione tanto da spingersi fino a livelli di miniaturizzazione mai visti prima: Nanometro, unità di misura utilizzata per descrivere le CPU: ecco perché.

Cosa significa quando si parla di TDP-Up e TDP-Down?

Sia Intel che AMD cercando di realizzare processori che le aziende partner possano utilizzare in configurazioni altamente personalizzate. In passato, infatti, si sono riscontrati problemi riguardanti la dissipazione del calore sui notebook e sugli ultracompatti.

Il cosiddetto cTDP (Configurable TDP) esprime il fatto che i produttori hardware possono regolare il comportamento del processore entro certi limiti in maniera tale da variare anche il TDP. In questo modo anche le temperature operative possono essere ottimizzate a seconda delle necessità del produttore e della tipologia di prodotto che accoglierà la CPU o la APU.

Alcuni processori, nelle loro specifiche, constano di ben tre valori legati al TDP: il TDP nominale si riferisce al comportamento del processore alla frequenza di lavoro base; cTDP-Up alla quantità massima di calore da dissipare che il processore può generare quando sta lavorando alla sua massima frequenza; cTDP-Down alla quantità minima di calore da dissipare che un processore può generare alla sua frequenza minima di clock.

Nel caso di cTDP-Up, normalmente il valore viene calcolato moltiplicando il TDP nominale per un fattore 1,5: esso dovrebbe quindi restituire il valore reale in Watt utilizzando la CPU al massimo delle sue potenzialità.