TDP - Thermal Design Power

Thermal Design Power (TDP) ist die maximal abgegebene Wärmeleistung eines Prozessors und liegt etwas unterhalb der maximalen elektrischen Leistungsaufnahme. Der TDP ist ein wichtiger Parameter eines Prozessors. Die TDP-Angabe bezieht sich auf die maximal zulässige Kernspannung und Temperatur eines Prozessors. Leider berechnet jeder Prozessor-Hersteller den TDP anders. Einheitliche TDP-Angaben gibt es nicht. Erschwerend kommt hinzu, dass der TDP wenig über die Leistungsaufnahme bei den verschiedenen Betriebszuständen aussagt. Wie viel Energie eine CPU bei einer bestimmten Aufgabe umsetzt, hängt im wesentlichen von der Software ab.

Prozessoren verändern ihre Leistungsaufnahme extrem schnell. Je nach Rechenlast schalten unterschiedlich viele Millionen Transistoren. Durch einen einzelnen Transistor fließt nur ein sehr kleiner Strom. Doch alle zusammen kommen auf Spitzenwerte von über 100 Ampere. Dieser Strom verursacht eine enorme Wärmeentwicklung, die abgeleitet werden muss, um den Prozessor vor dem Hitzetod zu schützen. Dabei ist eine Systemkühlung erforderlich, die nicht nur den Prozessor, sondern das ganze Computersystem kühlt. Denn auch Stromversorgung, Arbeitsspeicher, Chipsatz, Laufwerke und Erweiterungskarten sorgen für zusätzliche Wärme.

Die Systemkühlung auf die maximale Leistungsaufnahme eines Prozessors oder des gesamten Computersystems auszulegen gilt als unwirtschaftlich und ist mit unnötigem Geräuschpegel und Aufwand verbunden. Der Zustand der maximalen Leistungsaufnahme tritt in der Praxis kaum auf. Und wenn, dann nur kurzzeitig. Die mittlere Leistungsaufnahme liegt beim normalen Desktop-Einsatz näher an der minimalen Leistungsaufnahme als am TDP. Die maximale Leistungsaufnahme (maximal zulässige Kernspannung mal höchstem Stromverbrauch) liegt meist deutlich über dem TDP.

Thermal Throtteling

Falls der Prozessor kritische Temperaturen erreicht, setzt zur Temperaturbegrenzung das "Thermal Throtteling" ein. Diese adaptive Drosselung der Leistungsaufnahme wird durch eine externe Modulation des Taktsignals erreicht.

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