Тепловыделение процессора какое лучше
Обновлено: 07.07.2024
Привет Пикабу! Не все помнят времена, когда процессоры и видеокарты требовали в худшем случае простого радиатора, а про корпусные вентиляторы и системы водяного охлаждения никто и не слышал. Но все изменилось: современные процессоры и видеокарты могут потреблять под нагрузкой сотни ватт, так что уже никого не удивишь трехсекционными СВО, килограммовыми суперкулерами и парой-тройкой корпусных вертушек. Однако с прогрессом в области охлаждения ПК также прогрессировали и мифы, и сегодня мы о них поговорим.
Как всегда - текстовая версия под видео.
Миф №1. Чем производительнее охлаждение, тем ниже будет температура процессора.
Казалось бы, все верно: более крутое охлаждение способно отвести больше тепла от крышки процессора, значит его итоговая температура будет ниже. Однако тут ключевой момент — от крышки, а не от кристалла. А ведь между ними есть слой термоинтерфейса, да и зачастую сам кристалл достаточно толстый.
К чему это приводит? Да все к тому, что начиная с определенного тепловыделения процессора уже без разницы, чем вы его будете охлаждать: все упрется в временами не самый качественный термоинтерфейс под крышкой. За примерами ходить далеко не нужно: скальпирование Core i7-8700K и замена терможвачки под крышкой на жидкий металл снизит температуру под нагрузкой как минимум на десяток градусов. Более того — дополнительная шлифовка кристалла топового Core i9-9900K также способна убрать пару градусов.
Миф №2. Кулер нужно выбирать по TDP процессора
Многие производители кулеров и СВО пишут в характеристиках своего изделия, сколько ватт тепла оно может отвести. Аналогично, Intel и AMD пишут тепловыделение своих процессоров. Поэтому может показаться, что если вторая цифра меньше первой, то такое охлаждение вам подойдет.
Увы — тут есть сразу два заблуждения. Во-первых, реальное тепловыделение процессоров под нагрузкой и тем более разгоном зачастую куда выше, чем пишет производитель. Например, номинальный теплопакет Ryzen 9 3900X — 105 Вт, однако на деле он может потреблять почти в два раза больше, около 180-200 Вт. И если сотню ватт способны отвести даже не самые большие башни, то вот 200 Вт требует уже килограммовых суперкулеров или достаточно продвинутых СВО.
Intel тоже принимает в качестве значения TDP уровень энергопотребления при работе на базовой частоте.
Как же тогда узнать, подойдет вам определенный кулер или нет? Ответ прост — читайте его обзоры и смотрите, на каких тестовых системах его проверяют, после чего делайте логические выводы: к примеру, если кулер справился с Core i7-8700K, то и с более простым Core i5-8600K проблем не будет. И, с другой стороны, если с Ryzen 7 3800X у кулера проблемы, то брать его в пару к Ryzen 9 точно не стоит.
Миф №3. Для игровых ПК обязательно нужна СВО.
Как выглядит навороченный игровой компьютер? Правильно, масса вентиляторов с RGB подсветкой и обязательно система водяного охлаждения, куда же без нее. Однако на деле для подавляющего большинства ПК она просто не нужна.
Как итог — оставьте СВО для рабочих станций, где трудятся монструозные процессоры с парой-тройкой десятков ядер и тепловыделением под три сотни ватт. Собирая систему на домашних сокетах LGA1151 или AM4, переплачивать за водянку смысла нет.
Миф №4. Боксовые кулеры абсолютно не эффективны и их обязательно нужно менять.
В общем и целом, у большинства пользователей сложилось не самое лучшее впечатление о боксовых кулерах: дескать, они не эффективны и не справляются с процессорами, с которыми они идут в комплекте. Однако на деле это совсем не так.
Разумеется, небольшой алюминиевый радиатор с кусочком меди, не справится с Core i9 в разгоне. Но, к примеру, стоковый кулер вполне себе может удерживать температуры 6-ядерного Core i5-8400 в играх на уровне 60-75 градусов — и это при критичных температурах около сотни градусов. Еще лучше дела обстоят с боксовыми кулерами для Ryzen, которых существуют аж три версии.
Так, AMD Wraith Stealth, который поставляется с 4-ядерными Ryzen, вполне справляется с ними даже при небольшом разгоне процессора. А, например, AMD Wraith Prism, который поставляется вместе с Ryzen 7, вообще имеет 4 теплотрубки и показывает себя на уровне башенок за 1000-1500 рублей. Так что не стоит считать боксовые кулеры плохими — если вы не балуетесь разгоном и не нагружаете CPU чем-то сильнее игр, их возможностей вам вполне может хватить.
Миф №5. Жидкий металл всегда эффективнее термопасты
Жидкий металл отличается от термпопаст тем, что у него в разы выше коэффициент теплопроводности, из-за чего, в теории, температуры с ним должны быть ощутимо ниже. Однако на деле это далеко не всегда так. Например, если вы будете использовать вместо хорошей термопасты на крышке процессора жидкий металл, то вы снизите температуру… от силы на 2-3 градуса, а вот если под крышкой (то есть проведете скальпирование), то временами на 15-20 градусов.
Почему так? Все просто: площадь кристалла процессора на порядок меньше площади крышки, соответственно тепловой поток между крышкой и кристаллом оказывается огромным. Поэтому теплопроводности термопасты в этом случае не хватает, и выигрыш от перехода на жидкий металл становится ощутимым. А вот между крышкой процессора и подошвой кулера пятно контакта огромно, и тут уже хватает теплопроводности большинства термопаст, так что тратить жидкий металл тут не стоит.
Миф №6. Использование двух вентиляторов на одном радиаторе кулера существенно снизит температуру процессора.
В последнее время стали достаточно распространены процессорные кулеры с двумя и даже тремя вентиляторами, и, казалось бы, они должны эффективнее гонять воздух и тем самым лучше охлаждать ЦП. На деле все как обычно не так хорошо, как хотелось бы.
Миф №7. Расположение в корпусе блока питания никак не влияет на температуру его компонентов.
Большинство относительно дорогих корпусов не просто так имеют место под блок питания в нижней части корпуса — в таком случае его вентилятор захватывает холодный наружный воздух. В более простых корпусах блок питания вынужден брать теплый воздух внутри корпуса, что разумеется негативно повлияет на температуры внутри него.
А с учетом того, что обычно в простых сборках используют вместе с не самыми дорогими корпусами и не самые лучшие блоки питания — не нужно мешать последним нормально работать, стоит доплатить буквально несколько сотен рублей и взять корпус нижним расположением БП.
Миф №8. SSD не требуют радиаторов.
Небольшие M.2 накопители становятся все популярнее: они зачастую в разы быстрее обычных SATA SSD, а вот цены на них постоянно снижаются. Однако стоит понимать, что высокие скорости просто так не даются: производители таких накопителей используют мощные многоядерные контроллеры, теплопакет которых составляет единицы ватт.
Как итог, при работе они могут достаточно существенно греться и достигать критических температур, после чего наступает троттлинг и снижение производительности — в общем, все как у обычных процессоров или видеокарт. Так что если вы купили себе дорогой и быстрый Samsung 960 EVO — докупите к нему радиатор на AliExrpess, если такового нет на материнской плате, это позволит ему работать быстрее при большой нагрузке.
Мощные видеокарты всегда стоили дорого, а сейчас, с еще большим ослаблением рубля, цены точно не уменьшатся. Как итог, появляется желание сэкономить и взять видеокарту подешевле, и обычно в данном случае покупают референсные версии, которые максимально дешевые.
Однако зачастую быстро приходит понимание того факта, что охлаждение таких GPU или сильно шумит, или недостаточно эффективно и не позволяет толком разогнать видеокарту. Казалось бы, выхода тут нет: зачастую снизить шум можно только урезав видеокарте теплопакет, что снизит производительность, а для более-менее существенного разгона придется пускать вертушки на 100% оборотов, и играть в таком случае получится только в наушниках.
И не все знают, что выход из этой ситуации есть, и он достаточно прост — а именно можно отдельно купить кастомную систему охлаждения.
Она способная остудить даже горячую GTX 1080 Ti, причем стоит зачастую дешевле, чем разница между референсом и версией видеокарты от стороннего производителя с хорошим охлаждением.
Более того, в продаже встречаются и водоблоки для топовых RTX и AMD RX — такие решения не просто уберут все проблемы с нагревом, но и еще позволят неслабо разогнать видеокарту. В итоге, как видите, референская видеокарта — не приговор, ее почти всегда можно превратить в топовое решение за сравнительно небольшие деньги.
Как видите, мифов про охлаждение компонентов ПК хватает. Знаете какие-нибудь еще? Пишите об этом в комментариях.
Давно уже прошли те времена, когда процессоры могли охлаждаться пассивно, без кулеров и даже радиаторов — современные процессоры, кроме разве что Pentium и Celeron J-линеек, требуют как минимум активного воздушного охлаждения, а как максимум — водяного. И что лучше для конкретных процессоров мы и рассмотрим в этой статье.
Процессоры с тепловыделением до 35 Вт (Intel Core T-линейки или AMD Pro A-series)
Процессоры от Intel тут представляют по сути мобильные Intel Core — достаточно низкая родная частота, около 2.5-3 Ггц, и значительный Turbo Boost до 3.5-4 Ггц. В итоге такие процессоры хорошо подходят для компактных систем, где трудно сделать хорошее охлаждение, но нужна относительно неплохая производительность. У AMD же здесь представлены так называемые APU — то есть процессор с достаточно мощной встроенной графикой: идеальное решение для мультимедийного ПК. В обоих случаях тепловыделение не превышает 35 Вт, так что тут можно обойтись самым простым кулером с алюминиевым радиатором без всяких теплотрубок:
Процессоры с тепловыделением до 50 Вт (Intel Celeron и Pentium G-линеек, Core i3)
Это простые двухядерные процессоры, в некоторых из них активирована гиперпоточность. Частоты могут достигать 4 ГГц, однако даже в этом случае тепловыделение в 50 Вт для них сильно избыточно (не говоря уже о Celeron без гиперпоточности с частотой в 3 ГГц — там и 30 Вт заглаза). В итоге хватит такой же системы охлаждения, что и в предыдущем случае — простой алюминиевый радиатор и вентилятор.
Процессоры с тепловыделением до 65 Вт (Intel Core i5 и i7, AMD Ryzen без индекса X)
Процессоры от Intel здесь все четырехядерные, некоторые с гиперпоточностью. Частоты могут достигать 4 Ггц, но разгона нет. В итоге 65 Вт — разумная для них цифра, и даже под стрессовой нагрузкой тепловыделение вряд ли будет выше. В случае с AMD все несколько лучше — процессоры имеют вплоть до 8 ядер, но вот частоты низкие, 3-3.5 Ггц, поэтому такие процессоры укладываются в теплопакет в 65 Вт. Однако у них возможен разгон, поэтому если он вас интересует — смотрите пункт с разогнанными процессорами.
В итоге для таких процессоров обычный радиатор с простеньким вентилятором уже не подойдет — имеет смысл брать башенный кулер с 1-2 теплотрубками и 72-90 мм кулером, на подобие такого:
Процессоры с тепловыделением до 95 Вт (Intel Core i5 и i7 с индексом K, AMD Ryzen с индексом X)
Эти процессоры считаются топом пользовательского сегмента — в случае с Intel родные частоты могут достигать аж 4.5 Ггц, в случае с AMD — до 4 Ггц. Увы — в современных реалиях увеличение частоты выше 3.5-4 Ггц приводит к лавинообразному росту тепловыделения, поэтому на стоковых частотах тот же i7-7700K быстрее i7-7700 всего на 10%, когда разница в тепловыделение составляет 30 Вт — почти половина теплопакета i7-7700!
В итоге, если вы берете такие процессоры и не будете их разгонять, то нужно брать уже простые представители супер-кулеров, с 3-4 медными теплотрубками и 90-120 мм вертушкой:
Процессоры с тепловыделением до 200 Вт (разогнанные процессоры, или линейки Intel Core i7 и i9 X-серии, AMR Ryzen Threadripper)
Как я уже сказал выше — каждая сотня мегагерц выше 4 ГГц дается с боем, и в итоге i7-7700K на частоте в 5 Ггц может иметь тепловыделение аж в 150-170 Вт. Тепловыделение AMD Ryzen 7 под разгоном до 4-4.2 Ггц на все ядра может даже перейти за психологическую планку в 200 Вт. Сюда же можно отнести процессоры X-линеек от Intel (6-18ядерные процессоры) и 16ядерные процессоры от AMD — они имеют тепловыделение порядка 150 Вт.
В итоге для таких процессоров требуется или топовый супер-кулер на подобие такого:
Или уже система водяного охлаждения, причем желательно с двумя кулерами.
-
Высота кулера: если вы берете башенный кулер, то смотрите, чтобы он влез в корпус. В противном случае он просто не даст крышке закрыться.
Возможно, при выборе процессора, видеокарты или системы охлаждения вы видели буквы TDP в характеристиках устройства. Сегодня попробуем разобраться что же скрывается за этой аббревиатурой, какое отношение она имеет к температуре и энергопотреблению.
Абревиатура TDP (Thermal Design Power) обозначает конструктивные требования по теплоотводу или просто требования по теплоотводу для системы охлаждения. Если проще, TDP служит ориентиром для выбора системы охлаждения и отображает количество тепла, выделяемое устройством во время среднестатистической нагрузки. Значение TDP выражается в ватах, и вот тут зачастую возникает путаница между TDP и энергопотреблением.
Многие принимают TDP за энергопотребление. И нельзя сказать, что это в корне неверно, так как у TDP и энергопотребления есть взаимосвязь, но значение TDP, указанное производителем, несет несколько иной смысл. Значение TDP относится к тепловым ваттам, а не к электрическим. TDP не показатель электрической мощности, а всего лишь спецификация для системы охлаждения.
Разберем подробнее, что же означает TDP
TDP — это значение, которое используют в очень широком смысле Intel и AMD для обозначения информации о тепловыделении своих продуктов. По большому счету, TDP — это просто рекомендация по выбору системы охлаждения, чтобы процессор нормально функционировал.
TDP — это не какой-то конкретный показатель, как энергопотребление, это больше абстрактное значение, посчитанное производителями по собственной формуле во время работы процессора в определенных условиях и нагрузках. Какие это были условия и какая нагрузка, никто, конечно, не уточняет, но эти тестирования проводятся явно не с максимальной нагрузкой.
Именно поэтому при покупке процессора с заявленным TDP 95 Вт и системы охлаждения с заявленным производителем TDP 95 Вт не значит, что процессор не будет подвержен перегреву при ваших условиях эксплуатации.
Так как процессор при работе почти 100% потребляемой энергии переводит в тепловую энергию, можно сказать, что энергопотребление и тепловыделение — это равные значения.
Заявленный TDP не отображает энергопотребление и производительность
Разные производители рассчитывают требования по отводу тепла для своих устройств по-разному, поэтому величина не может напрямую использоваться для сравнения энергопотребления процессоров, особенно в контексте разных архитектур и разных производителей.
Например, процессор потребляет 100 Вт с максимальной рабочей температурой до 95°С, у другого процессора такое же потребление, но его максимальная рабочая температура составляет всего 75 °С. Очевидно, что для процессора 2 потребуется более мощная система охлаждения, соответственно, производитель укажет более высокий TDP, при этом уровень энергопотребления будет одинаковым.
Зачастую требования по теплоотводу заявляются даже для целого семейства процессоров.
Например, Intel для Core i9 10900K, Core i7 10700K и Core i5 10600K для всех трех моделей указывает TDP 125 Вт, в то время как рассеивать тепла системе охлаждения с младшими моделями придется значительно меньше.
Так же существенно отличается между собой энергопотребление и производительность этих процессоров.
Помимо этого, процессоры Intel Core i9 10900K с заявленным TDP 125 Вт могут легко потреблять во время работы 200, а то и все 250 Вт.
Все дело в том, что в штатную работу процессоров начинают вмешиваться производители материнских плат, намеренно увеличивая производительность выше номинальной, чтобы их продукт смотрелся лучше на фоне продуктов конкурентов.
Компания AMD так же указывает одно значение TDP для продуктов с разным уровнем производительности.
Например, Ryzen 3700X имеет TDP 65 Вт, в то время как младшая модель Ryzen 3600 имеет точно такое же TDP, а модель 3600X и вовсе 95 Вт.
Энергопотрбеление процессоров AMD так же сильно далеко от максимального значения TDP указанного производителем, при работе процессор Ryzen 2700X без каких-либо манипуляций с Bios может легко потреблять 160–170 Вт энергии при Max TDP 105 Вт.
И только при отключении в Bios «Precision Boost Overdrive» энергопотребление начинает соответствовать значению TDP, но это уже не работа по умолчанию.
TDP и разгон
Во время разгона компонентов, будь то процессор или видеокарта, увеличивается их энергопотребление и, следовательно, увеличивается требование к системе охлаждения (TDP). Рост энергопотребления во время разгона может достигать 30, а то и 50% от базовых значений, соответственно и требования по охлаждению вырастут пропорционально.
Но и тут все не так просто. Если говорить про разгон в контексте энергопотребления, то ручная установка напряжения и частоты может понизить энергопотребление процессора во время работы и соответственно снизит требования по охлаждению.
Например, процессор Ryzen 2700X в стоке потребляет 140 Вт и работает на частоте 4000 МГц при прохождении бенчмарка Cinebench R20. Во время ручного разгона процессор так же работает на частоте 4000 МГц, но потребляет всего 115 Вт. Результат производительности в обоих случаях идентичный.
AMD Ryzen 7 2700X Default
AMD Ryzen 7 2700X Overclocking
TDP у видеокарты
Для обычных пользователей TDP видеокарты не имеет такого большого значения, как TDP для процессоров. Все видеокарты уже комплектуются системами охлаждения от производителя, где проверяются на эффективность отвода тепла при максимальных и длительных нагрузках с конкретной видеокартой. Безусловно, можно заменить систему охлаждения на более производительную, но в этом случае вы скорее всего лишитесь гарантии, плюс дополнительно потратитесь на систему охлаждения. Лучше изначально выбирать видеокарту с более производительной системой охлаждения, это не только обеспечит лучшее охлаждение, но может и повысить производительность.
Выводы
При выборе системы охлаждения для процессора нужно отталкиваться от значения TDP, указанного производителем устройства, однако покупать охлаждение лучше всего с запасом минимум 50% от заявленного TDP. А если вы решите заняться разгоном, то к выбору системы охлаждения нужно подойти еще тщательнее.
TDP — достаточно важный параметр, но сейчас это больше маркетинговый термин, из-за чего каждая из компаний старается указать наименьше значение для своего изделия. А с учетом того, что в работу процессора вмешиваются производители материнских плат, это значение утратило свое первоначальное обозначение.
TDP заявлен один, энергопотребление — совершенно другое, а брать систему охлаждения нужно с запасом на 50% от заявленного TDP.
Все это только вводит покупателя в заблуждение нежели помогает с выбором охлаждения. Было бы куда проще если бы указывался максимальный TDP или энергопотребление для изделия, нежели какое-то абстрактное значение.
Немногие компоненты компьютера важны настолько же, насколько важен его центральный процессор (CPU). Он постоянно обрабатывает огромные объемы данных и отвечает за большую часть математических расчетов, которые проводятся где-то в недрах системы. В общем, к выбору CPU нужно подходить, вооружившись всеми необходимыми знаниями по теме.
Процесс покупки процессора может сбить с толку поначалу — количество характеристик, в которых нужно разобраться, велико, и не все они так просты, какими кажутся. В этой статье мы расскажем обо всем, что действительно важно, а затем предложим вашему вниманию несколько моделей от AMD и Intel, которые можно быстро и удобно заказать у одного из магазинов нашего каталога.
AMD или Intel?
Производителей процессоров для обычных домашних и рабочих ПК на всю планету всего два — это AMD и Intel. Примерно до 2017 года лучшим выбором практически во всех случаях были модели Intel, но к этому моменту AMD догнала и во много обогнала своего конкурента. И «красная», и «синяя» команды сегодня практически не имеют недостатков.
Разница между AMD Ryzen / Threadripper и Intel Core все еще сохраняется, но теперь она далеко не такая существенная, какой была еще несколько лет назад. Так, топовые (т.е. самые дорогие) Intel в целом слегка лучше показывают себя в играх, зато Ryzen считаются лучшим выбором для рендеринга видео или какой-то другой профессиональной деятельности, да и в играх ненамного хуже.
В любом случае, если вы собираете новый компьютер, очень важно подобрать подходящие друг к другу компоненты; в этом случае речь идет о процессоре и материнской плате. Кстати, традиционно материнские платы с чипсетами Intel заметно дороже, чем материнские платы на чипсетах AMD.
Маркировка моделей и поколений
Очень многое о любом процессоре можно узнать, если просто внимательно посмотреть на его название. AMD и Intel маркируют свои CPU по-разному, но разобраться в их схемах достаточно просто.
Начнем с AMD. Самая свежая линейка ее процессоров — Ryzen 5000. Первая цифра обозначает поколение, вторая (и иногда третья) — расположение модели в рамках этого поколения. Так, 5600X и 5800X принадлежат к одному и тому же поколению, но 5800X значительно быстрее. 3800X — аналог 5800X, но более старый.
Также у разных Ryzen в названиях есть одна из четырех цифр — 3, 5, 7 или 9 (Ryzen 3 3200G, Ryzen 5 5600X и так далее). Они в целом обозначают сегмент производительности — от самого низкого к самому высокому.
Схема Intel похожа — первые пару цифр обозначают поколение, а остальные — позиционирование процессора в рамках этого поколения. Например, Core i9-10900K — CPU 10 поколения, который заметно быстрее, чем Core i5-10600K того же поколения. Обозначения «i3», «i5», «i7» и «i9» — примерно то же самое, что и отдельные цифры в названиях Ryzen.
К этой схеме у Intel добавляются суффиксы, которые обозначают наличие или отсутствие какой-то функции или части чипа. Вот их список:
G1-G7: обозначает скорость графической подсистемы;
E: Embedded-процессоры для IoT-устройств;
F: не имеет видеочипа;
G: имеет графический чип;
H: высокое энергопотребление, для ноутбуков;
HK: высокое энергопотребление, возможность разгона, для ноутбуков;
HQ: высокое энергопотребление, четыре ядра, для ноутбуков;
K: возможность разгона;
S: особое издание;
T: низкое энергопотребление;
U: низкое энергопотребление, для ноутбуков;
Y: очень низкое энергопотребление, для ноутбуков.
К счастью, в случае с CPU для настольных ПК запоминать все эти суффиксы не нужно — достаточно держать в уме «F» и «K».
Ядра и потоки
Важнейший параметр любого современного процессора — количество ядер. Каждое из них занимается собственными расчетами, а современные приложения и игры умеют распараллеливать вычисления так, что повышение количества ядер приводит к серьезному увеличению производительности.
Потоки — это, если не вдаваться в технические подробности, «виртуальные ядра». Благодаря технологиям Hyper-threading у Intel и SMT у AMD (поддерживаются практически всеми более-менее дорогими моделями CPU) каждое ядро их процессоров отвечает за два вычислительных потока.
Если вам нужен самый бюджетный ПК для серфинга в сети и работы с простыми документами, хватит и двухядерного процессора (лучше — с HT или SMT). Во всех остальных случаях разумный минимум — 4 ядра и 8 вычислительных потоков.
К этому моменту в продаже появились довольно доступные бюджетные 6-ядерные процессоры — и от Intel, и от AMD. По нашему мнению, это оптимальный вариант — 4 ядра могут стать проблемой уже очень скоро (и будут проблемой в некоторых задачах и многих играх уже сейчас).
8 и более ядер — это пока что территория профессионалов и стримеров, которым от CPU нужна либо работа в по-настоящему «тяжелых» приложениях, либо одновременная работа с игрой и ПО для стриминга. Здесь ограничений уже нет — если бюджет позволяет, можно выбрать и 10-ядерный, и 12-ядерный, и 16-ядерный процессор — например, Ryzen 9 5950X. А еще есть 64-ядерные (!) AMD Threadripper!
Тактовая частота и IPC
Гонки тактовой частоты процессоров давно закончились. Или нет? На самом поверхностном уровне более высокая частота действительно обозначает большую скорость расчетов. Чем больше у CPU гигагерц, тем лучше он будет справляться со своими задачами.
Но тут в дело вступает показатель IPC — по сути, он обозначает производительность на каждый герц частоты. И этот показатель отличается в зависимости от архитектуры, на основе которой построен процессор — таким образом, прямое сравнение частот, скажем, Ryzen 5 5600X на архитектуре Zen 3 и Core i5-11600K на архитектуре Cypress Cove будет бесполезным занятием.
В общем и целом, если вы столкнулись с проблемой выбора из двух-трех моделей, и хотите четко понять то, как они отличаются в скорости работы, просто поищите в интернете результаты их тестирования. Лучше — из независимых и авторитетных источников. Из названия и характеристик процессора эту информацию получить сложно.
Встроенный графический чип
Некоторые процессоры могут использовать собственный графический чип, который позволит компьютеру успешно работать без дискретной (и дорогой!) видеокарты в слоте PCIe. У Intel графическая подсистема есть очень у многих CPU, а у AMD — лишь у бюджетных моделей (если мы говорим о моделях для настольных ПК).
Естественно, ожидать высокой скорости работы от этих видеочипов не стоит, но их вполне хватит для работы с документами, серфинга в сети и даже нетребовательных игр вроде Rocket League или Counter-Strike: Global Offensive.
Покупка CPU с таким видеочипом в качестве основы бюджетного компьютера — вполне разумный шаг. В будущем в корпус всегда можно будет добавить традиционную видеокарту!
Энергопотребление и тепловыделение
Тут все зависит от системы охлаждения и того, насколько тихим вы хотите сделать ваш ПК. И, конечно же, сколько денег вы хотите на него потратить — всегда можно купить очень дорогую систему водяного охлаждения, которая справится даже с флагманскими CPU и будет практически бесшумной.
В характеристиках своих процессоров AMD и Intel указывают параметр TDP, который измеряется в ваттах. Это примерный (именно примерный!) уровень энергопотребления CPU при максимальной загрузке — соответственно, благодаря закону сохранения энергии примерно столько же ватт нужно будет рассеять в воздухе вокруг кулеру.
Кстати говоря, довольно часто современные процессоры (если это не топовые модели) поставляют с кулерами в комплекте. Если вы не слишком волнуетесь о разгоне (о котором можно написать много других статей) и шуме, просто используйте их.
Топ-10 процессоров
AMD Ryzen 5 5600X
Один из лучших CPU на рынке в данный момент. Заплатить за него придется довольно ощутимую сумму, но за нее вы получите чип, который еще очень долго будет актуальным и уже сейчас легко побеждает в своем классе всех конкурентов — и в играх, и в профессиональных приложениях. В сравнении с Ryzen 5 3600X предыдущего поколения он стал заметно быстрее, но если ваш бюджет ограничен, то 5 3600X тоже будет хорошим выбором.
Особенности:
AMD Athlon 3000G
Ультрабюджетный процессор AMD, который при желании можно даже разгонать. Да, тут всего два ядра, но зато на борту есть видеочип Vega 3. Невероятно выгодное предложение для тех, кому высокая производительность не нужна.
Особенности:
AMD Ryzen 3 3200G
Более дорогая бюджетная модель, которая тоже оснащена видеочипом (чуть более быстрым), но использует четыре ядра. В связке с быстрой видеокартой Ryzen 3 3200G хорошо себя покажет даже в требовательных играх — настолько хорошо отладили и оптимизировали свою архитектуру инженеры AMD.
Особенности:
AMD Ryzen 9 5900X
Топовый Ryzen, к которому очень сложно придраться. Стоит 5900X очень дорого, но и предлагает невероятно высокую скорость работы. При этом тепловыделение этого чипа не так уже высоко, а 12 ядер делают его выбором для тех, кто хочет собрать ПК сейчас и не беспокоиться о его начинке на протяжении как минимум лет пяти.
Особенности:
AMD Ryzen 9 5950X
Вариант для тех, кто экономить ни на чем не намерен. 16 ядер в процессоре для обычного настольного ПК! Еще не так давно это предложение повергло бы в шок любого эксперта. При этом максимальная частота 5950X без разгона может достигать 4.9 ГГц — это просто невероятно быстрый CPU. С невероятно высокой ценой и соответствующими требованиями к охлаждению.
Особенности:
Intel Core i5-10600K
Intel уже успела выпустить свои процессоры 11 поколения, но ее процессоры 10 поколения все еще остаются весьма привлекательными (в основном потому, что изменения в новом поколении не так уж и заметны). Core i5-10600K — очень даже «крепкий середнячок», который часто успешно конкурирует с Ryzen, а при использовании мощной системы охлаждения еще и хорошо разгоняется.
Особенности:
Intel Core i5-11600K
11 поколение Core не назовешь идеальным, но в этом случае прирост производительности и правда заметен. Как и прирост цены. 11600K прослужит немного дольше, чем 10600K, а еще оснащен более быстрым видеочипом. Но это очень, очень горячий процессор — для Core i5 потребление 200 Вт (!) под нагрузкой при заявленном TDP в 125 Вт — это что-то возмутительное. Выбирайте эту модель, если собираетесь уделить внимание охлаждению и корпусу, внутри которого будет хорошо проходить воздух.
Особенности:
Intel Core i5-10400F
Хоть это и Core i5, 10400F — один из самых доступных процессоров Intel за последнее время. За сравнительно небольшие деньги вы получаете 6 ядер и 12 вычислительных потоков на не самой стыдной тактовой частоте. Отличный выбор для не слишком дорогих, но сердитых ПК! ПК с дискретной видеокартой — своего видеочипа у 10400F нет.
Особенности:
Intel Core i7-10700K
Самый быстрый чип Intel из тех, которые мы бы назвали «разумной покупкой». 8 ядер, 16 вычислительных потоков, тактовая частота аж до 5.1 ГГц и возможность разгона — все как надо! Только приготовьте лучше какой-нибудь мощный AiO-кулер.
Особенности:
Intel Core i9-10900K
Один из флагманских CPU Intel прошлого поколения, который, что удивительно, заметно быстрее Core i9 11 поколения (у него 8 ядер, а не 10). Если вы считаете себя фанатом «синей команды» и имеете достаточный бюджет, 10900K — это то, что вам нужно, и прослужит он еще несколько лет без всяких оговорок.
В прошлой части я получил несколько вопросов, уточнений и претензий. Поэтому давайте сначала разберем это (не стал отвечать в прошлой заметке, т.к. она уже старая).
реклама
1) Камрад Anglesmith уточнил, что ALU в моём понимании это ALU+FPU + все исполнительные устройства. Спасибо. Почему-то всегда считал, что все исполнительные устройства это подвид АЛУ, но оказалось - это не так. (Вообще спасибо Anglesmith'у т.к. он ответил на кучу вопросов вместо меня и сэкономил моё время)
MSI RTX 3070 сливают дешевле любой другой, это за копейки Дешевая 3070 Gigabyte Gaming - успей пока не началось2) Далее, был поставлен под сомнение тезис о том, что основным источником тепла в кристалле процессора является блок исполнительных устройств x86, с указанием того, что вывод основан на статье 2004 года.
Ответ: та ссылка была приведена для примера, вот ссылка поновее (2018). Статья исключительно интересная. Для желающих TL;DR: Берётся APU A10-5700, с него снимается крышка, затем ставится водоблок на голый кристалл. Водоблок не простой - у него два сапфировых окна, а вместо воды минеральное масло - этакий "Маслоблок". При этом нижнее окно напрямую контактирует с кристаллом, масло течёт между двумя окнами. Преимущество данной схемы в её прозрачности в инфракрасном диапазоне - горячий кристалл испускает, в основном, ИК излучение. Затем инфракрасная камера измеряет температуру поверхности кристалла. Ниже приведен пример температурного поля на поверхности кристалла:
реклама
var firedYa28 = false; window.addEventListener('load', () => < if(navigator.userAgent.indexOf("Chrome-Lighthouse") < window.yaContextCb.push(()=>< Ya.Context.AdvManager.render(< renderTo: 'yandex_rtb_R-A-630193-28', blockId: 'R-A-630193-28' >) >) >, 3000); > > >);
Левая половина - одноядерная нагрузка на x86 блоки, третий снимок – 4-х ядерная х86 нагрузка , последний снимок - гетерогенная CPU-GPU нагрузка. На третьем снимке можно заметить следствие планарного теплопереноса в область холодного кремния. Либо это следствие несимметричной нагрузки, что сомнительно.
И топология кристалла:
реклама
Сравнивая снимки и схему видим, что основной нагрев происходит в малой области x86 ядра или же всего x86 блока.
Далее авторы решают обратную задачу теплопроводности - если в случае прямой задачи мы находим распределение температур по заданным источникам тепла, то при решении обратной задачи мы находим распределение источников тепла по заданной температуре. В результате они получают мощность, выделяемую каждым блоком APU. Например, в бенчмарке CFD (вычислительная гидродинамика, интенсивно задействует FPU/векторные блоки, высокий показатель заполнения SSE/AVX регистров), они получают следующее распределение мощностей и температур (нас интересует только правая половина):
реклама
Как можно видеть на частоте 3 ГГц, x86 модули потребляют
50% мощности CPU, L2 -кэши
11.5%, графика - 17.8%, оставшаяся обвязка
20%. Если рассматривать просто CPU часть, без GPU, то получим, что x86 потребляет (22.2/34.7) = 64%, L2 кэши - 14.1%, оставшаяся обвязка
Слабость потребления x86, в данном случае, обусловлена разделяемым блоком FPU - он здесь один на два ядра.
Результаты на 1.4 ГГц более интересны - они позволяют нам оценить величину статического потребления - т.е. потребления, не зависящего от частоты, либо же слабо зависящего от неё и напряжения.
Из приведенного расчёта, а также сравнения приращения по другим компонентам, можно понять, что на более высоких частотах x86 будет потреблять существенно больший удельный процент мощности. Вообще, без доказательств, утверждается, что x86 потребляет 80 - 85% на частотах 4-4.2 GHz в случае наличия у каждого ядра своего FPU блока (без разгона контроллера памяти).
Вывод: можно утверждать, что горячими точками в кристалле процессора являются области исполнительных устройств (то, что я ранее называл ALU). Основная мощность выделяется там же. С учётом малой относительной площади исполнительных устройств наиболее критичные/высокие тепловые потоки также должны наблюдаться из этой области.
3) Тезис Furmanoff
Повторюсь, как я писал в первой статье, не самую последнюю роль в теплоотводе играет площадь контакта кристалла с подложкой через шарики припоя
Крайне сомнительно - для того чтобы создать приличный тепловой поток, нужен сток тепла, как радиатор кулера, например. У шариков припоя я банально не вижу такого хорошего стока. Может на начальных этапах нагрева, когда всё холодное, это сказывается, но после выхода на стационар . вряд ли.
4) Anglesmith, о температуре поверхности крышки процессора:
А если при более реальных условиях посчитать? 50°C, например. Этому кулеру же тоже надо тепло отдавать, а при такой маленькой дельте температур окружающей среды и подошве кулера это непросто.
Принято. Спасибо. Теперь поверхность крышки будет 50° С .
30° С скорее подходило для чиллера, что в преобладающем большинстве случаев недоступно.
5) Денис
Моё утверждение: Ещё кэши свою роль играют - в Haswell (произносится как Ха́суэлл) повысили их ПСП на
100%, в итоге он стал обходить Ivy Bridge на
Ваше утверждение: Это в мечтах маркетологов, даже Coffee Lake хорошо если на 15% обгонит Ivy Bridge.
А к какому применению относится Ваше утверждение? В данном случае, я просто прогнал две FEM задачи на процессорах i5-4690 и i5-3570. Собственно скорость между поколениями выросла на 30-40%. Было это в 2014 году ещё.
За произношение спасибо, буду знать.
6) Zystax, k2viper, coolio - о толщине меди в теплораспределителе:
Согласен, крышка толстовата - теперь она будет 1 мм. Спасибо.
7) coolio - про фетиши
Что за фетиш с поврежденным кремнием? Напыление электронных схем никак не может ему навредить. Пайка к крышке тоже, иначе бы от нее отказались все.
Вы с производством полупроводников работаете (ли)? Я без сарказма. У меня профиль не электроника, но одна из специализаций - это поведение материалов после воздействий, различных.
Кремний повреждается после нарезки пластин - эти дефекты частично убираются отжигом и травлением. Затем он "травмируется" из-за воздействия излучения и термических градиентов, на малых масштабах. Довершает картину диффузия металлов и остатков фоторезиста, и прочего технологического добра, при (внимание!) отжиге, цель которого избавление от нетермических дефектов. В области где-то 50 микрон под слоями металлизации теплопроводность может падать до 50-70 Вт/м-К. Для того, чтобы учесть этот эффект, я понижаю теплопроводность кремния (всего кремния) до 120 Вт/м-К. Бесспорно, техпроцесс Intel и прочих разрабатывается так, чтобы минимизировать эти эффекты, но полностью сгладить их проблематично, особенно при массовом производстве.
Такой сильный эффект дефектов проявляется для материалов с высокой теплопроводностью - у них большую роль играют "длинные" фононы, которые, собака, чувствительны к малым дефектам в решетке.
8) _tonis
А что за FEM у вас, если не секрет? Comsol? И какой версии?
Да, таки Comsol, он самый. Версия 5.4. Но я его не использую, просто для заметки потребовался. Часть времени использую FEM-коды, написанные коллегами. Часть времени, это не-FEM.
Касательно сравнения: Вы меня немного в лужу посадили - мы взяли код оптимизированный под Skylake (FEM, поведение золотых микрошариков при воздействии электромагнитной волны - порядка сотни тысяч элементов, сетка неоднородная, частично адаптивная. Потребление памяти в пике
11 GB. Оптимизировано под 16 потоков. Если потоков больше, то код сам садится на физические ядра). Тестовые системы:
A - Core i7-5930K, RAM DDR4 - 2400, 4 канала, 32 GB.
B - Core i7-5960X, RAM DDR4 - 2400, 4 канала, 32 GB.
C - R7 2700X, RAM DDR4 - 3200, 2 канала, 16 GB.
D - TR - 1920X, RAM DDR4 - 2933, 4 канала, 32 GB.
E - TR - 1950X, RAM DDR4 - 2933, 4 канала, 32 GB.
Все системы в стоке, только оперативка разогнана. Ничего не твикается, как есть.
69 min; AVX off - 80 min;
69 min; AVX off - 74 min;
80 min; AVX off - 83 min;
41 min; AVX off - 39 min;
37 min; AVX off - 34 min.
Странность в том, что 6 vs 8 ядер - нет разницы. Ryzen ускоряется от AVX (LOL). 16 ядер замедляются от AVX. Однозначной интерпретации я дать не могу. Непонятно.
Но, вообще, говорят "Ryzen is like Intel, but Ryzen" - Райзен - это такой Интел, только Райзен.
Теперь перерасчет модели:
Описание модели
Общее тепловыделение - 200 Ватт. 40 Вт на обвязку, 160 Ватт на ядра. 8 ядер.
Тепловыделение 20 Ватт на область исполнительных устройств площадью 5.4 кв. мм (одно ядро). -->Тепловой поток = 3.7 МегаВатт на метр квадратный. Источник тепла в силу своей пренебрежимо малой толщины моделируется просто как тепловой поток.
Область окружена мертвым кремнием площадью 120 кв. мм и толщиной 450 микрон (0,45 мм).
Термоинтерфейс - индиевый припой (80 Вт/м-К), толщиной 1 мм. Толщина медной крышки 1 мм (385 Вт/м-К). Боковые грани термоизолированы (тепловой поток равен нулю). Верхняя грань - крышка процессора контактирует с подошвой кулера, используя обычный кулер, зафиксирована температура 50° С. Термосопротивлением интерфейса между припоем и крышкой, а также между кристаллом и припоем пренебрегаем - идеальный термический контакт.
Модель осесимметричная и стационарная - мы не заинтересованы в переходных процессах.
1) Расчёт для указанных параметров. (Максимальная температура приядерной области 358 К = 85° C)
Теперь температура на поверхности кристалла
Черная линия - это граница "ядра".
И тепловой поток, исходящий через поверхность кристалла (на границе с припоем).
Поток в Ватт/м 2 .
2) Теперь сократим область до 16 кв. мм (5.4 "ядро" + 10 кв. мм "мертвый кремний")
Температура на поверхности.
И тепловой поток на поверхности кристалла.
Обратите внимание - на краю кристалла тепловой поток возрастает, а не падает - происходит "отражение" радиального (планарного) теплового потока от теплоизолированной стенки.
Краткий вывод: "широкое" x86 ядро на 14 нм техпроцессе требует порядка 10 мм 2 кристалла для эффективного теплоотвода. Что для 8 ядер даёт 80 мм 2 - больше не требуется. (При условии использования припоя).
Читайте также: