AMD/NVIDIA功耗指標TDP/TBP等背后的意義 - 全文

　　隨著人們對能效的重視，電子產(chǎn)品的功耗一直在下降，PC中的CPU處理器、GPU顯卡尤其如此，Intel、AMD、NVIDIA不斷強調(diào)他們的產(chǎn)品能效比在提升，這些變化可以在產(chǎn)品的TDP指標中反映出來。有心的玩家會查詢官網(wǎng)參數(shù)來比較CPU/GPU的TDP指標，但是除了TDP之外，顯卡廠商還開始用TBP、GCP功耗來描述自家的產(chǎn)品，再加上以前出現(xiàn)過的SDP、ACP功耗，它們又是什么意思呢？

　　這次我們就來聊聊TDP、TBP、SDP及ACP等功耗指標背后的意義，首先來介紹一點基礎知識：

　　CMOS電路的功耗計算

　　CMOS電路到底是如何消耗功耗的？這個問題說起來可就麻煩了，集成電路功耗設計都可以作為一門學科深入研究了，我們這里也不可能詳細介紹CMOS電路的功耗都用在什么地方了，我們早前的文章中其實已經(jīng)對CMOS功耗問題做了解釋，詳情可以參考：主流顯卡功耗匯總，兼談TDP與功耗的關系

　　CMOS電路消耗的功耗

　　簡單來說，CMOS電路的功耗可以分為動態(tài)功耗及靜態(tài)供電，靜態(tài)功耗（Static Power）主要是漏電流引起的，這部分功耗是無用功耗，會變成廢熱，但現(xiàn)有技術又無法杜絕漏電流，而且它所占的功耗比例有越來越高的趨勢。

　　至于動態(tài)功耗（Dynamic Power），在不同的技術文檔中它也是由不同功耗組成的，其中有充電/放電導致的開關功耗，可以用1/2*CV2F這個公式來計算，該公式也有不同的變種描述，決定轉(zhuǎn)換功耗高低的主要是運行電壓和頻率，這也是減少電路功耗的重點。

　　還有一部分功耗是短路功耗（Short-Circuit Power），這是電流輸入過程中上升、下降時間中的短路電流造成的，不過短路功耗隨著技術的進步，所占比例越來越小了。此外，動態(tài)功耗中還有一部分是缺陷功耗（glithes power），不過它也不是構成CMOS電路功耗的重點。

　　說了這么多，CMOS電路功耗跟今天的超能課堂有什么關系？答案是。。.。關系還真不大，因為CMOS電路具體的功耗只跟廠商的設計、技術水平有關，Intel要是給大家描述他們的CPU功耗分為動態(tài)功耗xx W、靜態(tài)功耗xx W。

　　對于這個問題，廠商還有別的指標給大家參考——TDP功耗就是這樣的例子，該參數(shù)不僅出現(xiàn)在CPU上，AMD、NVIDIA的GPU上也在用TDP功耗這個指標。不過TDP功耗有自己的問題（下面會說），隨著大家對低功耗的重視，CPU及GPU廠商越來越不喜歡TDP這個說法了，因此衍生出了別的叫法，TBP、SDP以及早前的ACP功耗都是如此，匯總如下：

　　TDP/TBP/SDP/ACP功耗

　　TDP：熱設計功耗/Thermal Design Power

　　TDP這個詞我們見多了，之前的文章中也介紹過TDP功耗的內(nèi)涵，準確來說這個指標并不能用來衡量CPU/GPU功耗水平，因為它主要是給散熱器廠商用的，代表芯片在某些極端或者最壞情況下產(chǎn)生熱量的能力，比如說Core i7-6700K處理器的TDP是95W，表示它在最壞情況下每秒會產(chǎn)生95J的熱量，TDP達到95W或者更高的散熱器就能滿足它的散熱要求。

　　TDP功耗有嚴格的測試方法，這里說的極端或者最壞情況主要是處理器溫度，而每個處理器都有個溫度傳感器能測量出來的最高溫度Tcase Max，TDP就是在這個最高溫度、核心全開等狀態(tài)下測量出來的。

　　不過Intel也強調(diào)TDP并非處理器的最高功耗，二者也沒有必然關系，從一點上來說TDP另一個叫法——Thermal Design Point可能更合適。

　　TBP：典型主板功耗/Typical Board Power

　　TDP雖然最知名，但前面也說了這個功耗更適合散熱指標，用來衡量功耗其實是沒多少價值的，目前它在CPU上還是很重要的，但在GPU上，大家注意到了沒有，這兩年AMD、NVIDIA已經(jīng)不再提TDP功耗，取而代之的是TBP（Typical Board Power）或者Grpahics Card Power（圖形卡功耗）。

　　AMD已經(jīng)開始用TBP功耗來描述顯卡功耗

　　NVIDIA用的是Grpahics Card Power這個叫法

　　AMD、NVIDIA兩家的叫法不一樣，但所指代的內(nèi)容都是一樣的，在描述顯卡功耗指標時提供的不再是TDP參數(shù)了，二者更突出的是這個顯卡的功耗，而不僅僅是GPU的功耗。

　　顯卡的構造其實挺簡單的

　　有一點要提的是，GPU廠商往往會把GPU核心與顯存等芯片打包出售，顯卡廠商要做的就是提供PCB、散熱器及供電元件，這些東西也會消耗一定電力，但相比GPU、顯存來說就不是那么重要了。從這一點上來說，AMD、NVIDIA提供的TBP及GCP功耗更有參考意義。

　　曇花一現(xiàn)的SDP和ACP

　　至于SDP場景設計功耗及ACP功耗，前者是Intel提出的，用以描述他們的處理器在日常使用場景中的功耗，AMD的ACP功耗則是用于Opteron處理器的，他們覺得TDP功耗對自己太不“公平”了，用五種應用下的平均功耗來描述自家CPU的功耗，當然會比TDP功耗低的多了。

　　有意思的是，當年AMD準備用ACP功耗來推翻TDP指標時，Intel義正詞嚴地跳出來反對，表示ACP功耗沒有通用性，無法比較，絕不認可這個指標，但是他們沒想到的是幾年后自己在移動市場上也創(chuàng)造了SDP功耗，也是在回避TDP功耗指標，為自家處理器打圓場。

　　我們之前也撰文探討了SDP與ACP功耗指標的爭議，這里不再詳細解釋了，因為不論SDP還是ACP現(xiàn)在都已經(jīng)被拋棄了，AMD、Intel已經(jīng)不再提這兩個概念了。

　　總結：

　　本文提到的四個功耗指標中，SDP、ACP曇花一現(xiàn)，現(xiàn)在已經(jīng)作古，TDP依舊穩(wěn)如泰山，但現(xiàn)在多用于CPU上，而在GPU上，AMD、NVIDIA不約而同地開始選擇TBP或者GCP這樣的指標，因為TDP本身并不適合描述芯片功耗，典型顯卡功耗對玩家來說才更有參考性。

　　不過有一點要注意，不論AMD說的TBP功耗還是NVIDIA的圖形卡功耗，雙方都沒有公布詳細的測試方法，說起來它們也不是業(yè)界通用的標準規(guī)范。我們要想知道顯卡的真實功耗，還得看具體情況，好在現(xiàn)在有方法可以單獨測量顯卡的整卡功耗了，我們之前也做了18款顯卡的整卡功耗，這個會比官方指標更有參加價值。

　　通過專用儀表，我們可以單獨測試顯卡的整卡功耗