CPUの市場に参入したことがある場合は、TDPと呼ばれる小さな評価に出くわした可能性があります。これは、議論や推奨事項でしばしば投げかけられる評価であり、実際にはかなり広く誤解されています。 TDPは「ThermalDesignPower」の略で、今日のほとんどすべてのプロセッサで見られる仕様です。これは「ワット」で測定され、現実的であるが高負荷のシナリオでプロセッサが出力すると予想される最大熱量をユーザーに通知することを目的としています。 AMDとIntelの2つの主要なCPUメーカーは、マーケティング資料全体でこの数値を広く使用しています。
AMD Ryzen 53600XTのTDP定格は95Wです
TDPを理解する
では、なぜこのTDP評価がそれほど理解しにくいのでしょうか。まあ、それの大部分は、TDPが厳しく規制された評価ではないという事実と関係があります。この定格は、IntelとAMDが、CPU冷却ソリューションをTJmax未満に保つためにCPUから放散する必要のある熱量を表すために使用されます。これにより、CPUブーストアルゴリズムとさまざまな冷却ソリューションによって導入されたバリエーションのために、TDPの定義に多くの灰色の領域が作成されます。
TDPは、ワットで宣伝されているため、混乱を招きます。この定格をワットで見ると、これはプロセッサが消費する電力量を指していると簡単に推測できます。これは誤解を招く概念です。 TDPは、実際には「電力消費」ではなく「火力出力」を指し、一般的な購入者の間で新たな誤解を生みます。
熱対電力
一般に信じられていることとは異なり、TDP定格は、実際には、プロセッサが負荷の下で引き出すことができる最大電力量を指していません。それは電力の尺度でさえありません。 TDPは、計算ではなくAMDとIntelによって「選択」された数値であり、その最終的な目標は、有用な情報とマーケティングを組み合わせることです。
TDPは、クーラーメーカーが、すべての通常のユースケースシナリオで前述のプロセッサを通常の動作温度内に維持できる冷却ソリューションを考案できるようにするために選択された数値です。したがって、特定の条件下でプロセッサが引き出すことができる電力ではなく、プロセッサの冷却を対象としています。
ただし、ここに表示される火力定格とプロセッサが引き出すことができる実際の電力の間にはリンクがあります。 TDP番号自体は消費電力の直接的な指標ではないかもしれませんが、同じ製造プロセスを使用し、同じアーキテクチャに基づく2つのプロセッサの消費電力を比較するのに間接的に役立つ場合があります。 TDP定格が高いプロセッサは、負荷がかかった状態でより多くの熱を生成するため、電源装置からもより多くの電力を引き出す傾向がある可能性があります。したがって、数値は関連していると言えますが、TDP定格が95ワットのプロセッサが、負荷がかかった状態で95ワットの電力を消費すると言うのは不正確です。
ワットはワットです
火力出力と電力消費の明らかな違いにもかかわらず、ワットは依然としてワットです。ウィキペディアでは、ワットを「1秒あたり1ジュールの派生単位」と定義しており、エネルギー伝達率を定量化するために使用されます。この定義は、TDP定格での単位「ワット」の使用を説明するのに特に役立ちます。
コンポーネントによって消費される電力はワットで測定され、プロセッサの熱出力もワットで測定されます。これらは同じ名前を共有する異なるユニットではないことを覚えておくことが重要です。ワットの使用は、同じエネルギーが熱から電気の形に変換されていることを意味します。これは、プロセッサによって引き出されるエネルギー（電力）が、プロセッサによって熱（火力）の形で放出されるエネルギーよりも常にいくらか高くなることを意味します。これら2つの量のエネルギーの差は、プロセッサがその機能を実行するために使用します。
IntelがTDPを計算する方法
大手CPUメーカーの両方がTDPを選択するために異なる方法を使用しているという事実のために、TDP定格に関する誤解はさらに広まっています。これは、それらの数は両方ともワットで測定されますが、互いに比較できないことを意味します。重要な違いは、Intelがプロセッサのベースクロックを使用してTDPを選択することです。つまり、プロセッサの「最大熱出力」定格は、CPUがベースクロックで動作している場合にのみ有効です。
これは、現代のシナリオでは多くの課題を提示します。 Intelの最新のCPUがベースクロックで動作することはめったにありません。最新のチップに統合された広範なブーストメカニズム、さらにはマルチコアエンハンスメントなどのマザーボード機能によってロック解除されたオーバークロックヘッドルームにより、アドバタイズされたTDP定格は、通常の使用時にチップの実際の消費電力を大幅に下回ります。 TDPは、Intelに関しては、プロセッサの熱出力のかなり飼いならされた見積もりです。
インテルのTDP定格は、電力制限PL1が適用されている場合にのみ消費電力に等しくなります–画像：ExtremeTech
これは、コンポーネントの選択に関してエンドユーザーに課題を提示する可能性もあります。検討がTDPのみに基づいている場合、疑いを持たない購入者は、より小さなPSUまたはより弱いCPUクーラーを購入する傾向があるかもしれません。正確なTDP定格のクーラー（95W定格CPUの場合は95Wクーラー）でCPUを実行することは可能ですが、ターボブーストメカニズムがアクティブになるとすぐに、CPUは確実に定格TDPを超えて発射します。これは、冷却に関して問題を引き起こす可能性があります。したがって、プロセッサのTDP評価に対するIntelのアプローチは、AMDのアプローチよりも少し濁っているため、解釈の余地があります。
AMDがTDPを計算する方法
AMDは、CPUにTDP定格を割り当てるプロセスに関しては決して完璧ではありません。ただし、AMDのアプローチの大きな利点は、ベースクロックで測定されるIntelのアプローチとは対照的に、AMDがプロセッサの熱出力を最大ブーストクロックで測定することです。これは、CPUが通常の使用例で出力できる熱量をいくらか正確に示すことができます。
AMDは、プレゼンテーションでチップの「消費電力」をTDP番号として宣伝しています–画像：AMD
AMDのTDPの内部定義は次のとおりであると報告されています。「熱設計電力（TDP）は、厳密にはASICの熱出力の測定値であり、定格性能を達成するために必要な冷却ソリューションを定義します。」このステートメントは、本質的に非常に単純です。 AMDは、ASIC（特定用途向け集積回路、またはこのコンテキストではRyzen CPU）のTDP定格の基本要件を概説しています。 AMDによるこのガイドラインは、問題のCPUに適切な冷却ソリューションを設計できるように、クーラーメーカーにもう少し情報を提供します。
ただし、AMDの声明には紛らわしい部分が1つあります。 AMDは、TDPの定義において、プロセッサの「定格パフォーマンス」を指します。これは基本的に、TDP定格がベース周波数とブースト周波数の間で動作するプロセッサにのみ有効であることを意味します。これにより、Precision Boost 2.0の潜在的な自動オーバークロック機能が除外されます。この機能は、熱と電力のヘッドルームを使用して、電力と熱の制限に違反することなく、プロセッサがヒットできる最大のブーストクロックを実現します。
AMDのアプローチには、クーラーメーカーが冷却ソリューションを適切に設計するのに役立つ可能性のあるTDPの公式も含まれています。
TDPフォーミュラ
TDPに対してAMDが提供する式は次のとおりです。
TDP（ワット）=（tCase°C–tAmbient°C）/（HSFθca）
GamersNexusは、レポートでこの式を分解しました。それが何を意味するのか見てみましょう。
- tCase°Cは次のように定義されます：「定格性能を達成するためのダイ/ヒートスプレッダ接合部の最高温度」。 AMDの内部定義は次のとおりであると報告されています。「最大ケース温度。適切な熱設計ガイドで指定されたパッケージの場所で測定されたときの最高温度。」 Tcase maxは、熱ソリューションの設計と熱シミュレーションに使用されます。
- tCaseは、コンピュータのシャーシではなく、統合ヒートスプレッダまたはIHSのように「ケース」を意味します。特に、これはシリコンダイがIHSと出会うポイントの温度を指します。これは「CPUがどれだけ熱くなるか」ではなく、「Precision Boost2がスロットルバックを開始する前にCPUがどれだけ熱くなるか」であることに注意してください。 tCaseが低いと、式のTDPが低くなります。
- 式の次の数値はtAmbientです。これは、結果が熱抵抗で除算される前に、被減数tCaseから差し引かれる減算です。 AMDは、tAmbient°Cを「定格性能を達成するためのHSFファン入口の最高温度」と定義しています。
- HSFはヒートシンクとファンを指します。つまり、CPUクーラーはプロセッサの上部に取り付けられています。これは、オープンベンチ上であろうとPCケース内であろうと、ヒートシンク周辺の空気の温度です。 tAmbientが低いと、TDPが高くなりますが、tAmbientはAMDによってTDP式で定義されており、独自のtAmbientでは定義されていません。 AMDは、HSFθca（°C / W）を次のように定義しています。定格性能を達成するためのヒートシンクのワット定格あたりの最小°C。
式のAMD仕様は、AMDによってこの表に示されています–画像：GamersNexus
式は実質を保持していますか？
このユースケースに特定の公式を用意することは、TDPに関する誤解に対する完璧な解決策のように思えるかもしれませんが、実際にはそれとはほど遠いものです。まず、式の値はいずれも固定されていないことに注意してください。すべての値は、問題のプロセッサによって変化する変数です。つまり、数値を自由に操作して目的のTDP値を取得でき、TDP値を操作して、右側で任意に定義された数値を取得することができます。これが、TDP値がIntelとAMDによって「計算」されるよりも「選択される」と述べられた理由です。
しかし、式を見て、それが実際に何を意味するのかを見てみましょう。確かに、数式の背後に何か実質的なものがあるでしょうか？実は、CPU用のクーラーを製造する過程でこの式が使用されていることがわかりました。この式は基本的に、CPUメーカーが選択したTDP目標を達成するために必要な要素をカバーしています。ただし、数式内の変数はエンドユーザーにとって重要ではありません。
これまで、TDP番号は、消費者を誤解させるためだけに企業がCPUボックスに装着している宣伝用のジャバーのように見えるかもしれません。ただし、それが完全に当てはまるわけではありません。実際のところ、AMDとIntelは、TDPがCPUの消費電力を示すことを意図しているとは決して主張していません。具体的には、TDPを熱出力の指標として、またCPUからの熱を放散するために必要なクーラーのガイドとしてリストしています。 TDPに関する誤解は、多くの要因から生じています。特に、火力を表すために「ワット」を使用しているため、誤解されがちです。
TDP番号の有用性
AMDとIntelが発表したTDP番号は、エンドユーザーにとって意味がないと考える傾向があるかもしれません。その声明はある程度真実かもしれませんが、それはTDP番号が完全に役に立たないという意味ではありません。このアプローチには2つの大きな利点があります。
同じTDPの異なるプロセッサ
プロセッサのTDP定格を考案することの最初の大きな利点は、AMDとIntelがTDP式の他の変数を処理して、目的のTDP目標を達成できることです。数式内の変数を自由に操作して、目的の結果を得ることができることは前に説明しました。これは実際にはそれほど悪いことではないかもしれません。実際には、これは、製造元がコンポーネントに適切なTDPを選択し、コンポーネントの内部を微調整して、目的の結果を提供できることを意味します。これは、その式が操作に対して非常にオープンである理由のやや単純化された説明です。
その式の変数はCPUごとに異なりますが、AMDとIntelの両方から同じTDPを共有する複数のCPUを見ることができます。たとえば、Ryzen 7 3800X、Ryzen 9 3900X、およびRyzen 9 3950Xはすべて、105ワットの同じTDPを共有します。 Ryzen 9 3950Xが、このTDPを共有するすべてのCPUの中で最も多くの電力を消費していることは、すぐに誰にでも明らかです。これは、AMDが式内の他の値を操作および微調整することで、その目標TDPを達成し、より高い消費電力で最高の熱伝達と熱効率を実現したためです。
冷却ソリューションの考案
TDP評価の2番目の大きな利点は、実際にはTDP番号が最初に選択された主な理由です。 TDPは、CPUが意図したとおりに機能するためにクーラーが放散できなければならない熱量を表すためにIntelとAMDが選択した数値であるため、この値は実際にクーラーメーカーがCPUに適切な冷却ソリューションを考案するのに役立ちます。これにより、メーカーが出しているCPUには、ファーストパーティメーカーとサードパーティメーカーの両方から市場で入手可能な適切なクーラーが確保されます。
BeQuiet PureRockスリムタワークーラーのTDPは120Wと宣伝されています–画像：BeQuiet
新しいCPUが発表されると、AMD / Intelは「ThermalDesignGuide」と呼ばれる詳細なドキュメントをよりクールな設計者に送信します。このガイドには、そのプロセッサのTDPを「計算」するために使用される方法など、問題のチップに関する必要なすべての情報が含まれています。クーラーメーカーが操作も調整できるように、フォーミュラに加えられたすべての調整もガイドに記載されています。その後、メーカーは独自の冷却ソリューションを自由に考案し、問題のCPUを使用して厳密なテストを実施します。このテストにより、クーラーはTJmaxに違反することなく、チップが定格性能レベルで動作することを保証できます。
TDPのクーラーメーカー
これらの冷却ソリューションのメーカーも、TDPのトピックに二極化しています。それらのどれもが彼らのCPUのためにAMDとIntelによって出された数を実際に信頼していないことは明らかです。 TDP式の調整と操作のレベル、およびブースティング技術による消費電力と熱の変動により、クーラーメーカーは実際の数にほとんど注意を払っていません。メーカーは、問題のCPUでの独自のテストを通じて、クーラーの動作を検証する傾向があります。
クーラーにもTDP定格が宣伝されていることに気づいたかもしれません。これは、実際の運用に関してはあまり重要ではないもう1つのTDP番号です。クーラーの定格が95WTDPである場合、それは必ずしも定格が95Wのプロセッサーを冷却できることを意味するわけではありません。ここでは変数が多すぎて、そのような決定的な包括的なステートメントを作成できません。クーラーメーカーは実際に、AMDとIntelが発表した定格に準拠している場合と準拠していない場合がある、クーラーの独自のTDP定格をテストして考案しています。
CPU用のクーラーを購入するときは、熱テストと適切なレビューが唯一の参照ポイントになるはずです。 CPUとクーラーの両方のTDP定格は、潜在的な購入者を混乱させるのに適しているだけかもしれません。
TDPでない場合、それでは何ですか？
購入を検討している可能性のあるCPUの消費電力が心配な場合は、それを正確に知る方法があります。消費電力の実際の指標をほとんどまたはまったく提供しない構成済みのTDP番号に依存するのではなく、購入する前に、特定のCPUの詳細なレビューと熱性能を常に確認する必要があります。 TDPは全体像を伝えているわけではありません。数字の横に「ワット」が印刷されているのを見て、それが最大消費電力定格であると想定しているお客様にとっては、かなり誤解を招く可能性があります。
CPUおよびその他のコンポーネントの完全な詳細なレビューには、通常、ATX12ピンCPUコネクタと壁の両方から測定された消費電力の数値が含まれています。これにより、さまざまなシナリオでのCPUの消費電力について非常に正確なアイデアが得られます。 TDPの数値とは異なり、この方法で計算された消費電力の数値は、通常の操作で見られると予想される実際の数値をかなり表しています。これらの値は、ブースティングアルゴリズムと、特定のCPUでアクティブ化される可能性のあるすぐに使用可能なOC拡張機能も考慮に入れています。この方法でCPUの消費電力を判断することは、TDP定格から消費電力を推定するよりもはるかに正確で、実際の結果を表しています。
実際のレビュー数は、実際の消費電力が宣伝されているTDPをはるかに上回っていることを明らかにしています–画像：TomsHardware
最後の言葉
結論として、TDPの数値が、実際のシナリオでのCPUの消費電力を表していないことは明らかです。 TDPは、ほとんどの人が認識しているよりも柔軟な評価です。ほとんどの場合、これは、クーラーメーカーに特定の目標を与えるためにAMDとIntelによって選択された数値であり、その周りで冷却ソリューションを設計する必要があります。この格付けには解釈の余地が多く、誤解を招きます。 TDPは、ほとんどの疑いを持たない購入者が想定しているように、CPUの最大消費電力を正確に表したものではありません。
定格は、場合によっては用途がありますが、消費電力ではなく、CPUの冷却に関係しています。クーラーメーカーも、IntelとAMDの両方によるTDPの数値と数式の使用に同意していません。彼らは独自の方法論とテストを考案して、作成した冷却ソリューションが特定のCPUに適しているかどうかを確認します。また、あるCPUのTDP数を別のCPUと直接比較することも不正確になる可能性があります。これは、両方が定格システムで「ワット」を使用しているためです。エンドユーザーは、購入を決定する前に、常にレビューを考慮に入れる必要があります。
