英特尔第10代CPU功耗说明:PL1,PL2和Tau
处理器中最难确定的事情之一是实际功耗。对于英特尔最新的第10代CPU而言,这是双重事实。虽然市场上的TDP通常约为95-125W,但在负载下,大多数高端芯片的功耗高达225W。第10代处理器将其提升到另一个水平,Core i9-10900K在负载下的功耗高达260W,而Core i7-10700K则可高达229W。那么,为什么英特尔的高端处理器会消耗这么多的功率,而这些芯片的功率管理特性又是怎样的呢?
对于初学者,您应该知道这不是异常或故障。英特尔CPU的规格TDP与库存频率下的功耗有关。当CPU提升到更高的“涡轮频率”时,功耗将大大增加。此电源状态或配置文件称为PL2(电源级别2),而库存(上市)电源状态称为PL1。
然后是Tau,它确定您的芯片将在升压的“ PL2”状态停留多长时间。首次启动PC时,CPU功率限制将设置为PL2,远高于规格PL1的限制。根据负载,您的处理器将使用一个或多个内核并提升到额定Turbo频率。在大多数单线程或四线程应用程序中,尽管达到了最大Turbo Boost频率,但CPU功耗仍将低于PL2。
但是,当您运行强度更高的多线程应用程序(例如Cinebench或7-zip)时,所有CPU核心将开始起作用。在这种情况下,功耗将迅速飙升至PL2极限,处理器将降低全内核频率,以控制功耗。
在标准条件下,处理器将在持续时间“ Tau”(通常为56秒)内坚持PL2功率状态和随附的提升频率,然后返回PL1(备用),从而将时钟速度降低至基本频率。这将一直持续到完成繁重的工作量并且CPU返回空闲状态为止。之后,它将返回PL2功率限制并重复上述行为。
不过,无论在任何条件下,英特尔都不会强制执行PL2和Tau值,主板供应商可以自由选择是否在固件中进行设置。因此,大多数高端Z系列主板的PL2和Tau值都比英特尔规定的高得多。例如,Core i9-9900K的PL2值为119W,但是大多数OEM将Tau设为无限时将其设置为160或180W。
因此,如果您在Z490主板上运行高端K系列处理器,则很可能该处理器不符合Intel推荐的PL2和Tau推荐值。在大多数情况下,您的CPU将以最大Turbo Boost时钟(PL2功率状态)运行无穷大,或者只要散热允许(不考虑Tau时间限制)就运行。
尽管这似乎是提高性能的简便方法,但它很难标准化TDP并比较不同系统之间的效率/功耗。
主板供应商这样做的原因很简单:要领先于竞争对手。它们在其旗舰产品中包括具有10多个电源相位的多相VRM,从而安全地增加了PL2功耗,并允许处理器无限期地提升到最大频率。
只要您没有达到散热限制,这意味着大多数高端Intel处理器将消耗比规格更多的功率,并更多,更长时间地提高Turbo频率。只有在笔记本电脑和手持设备中,散热和电池寿命才是问题所在,英特尔建议OEM强制采用PL2和Tau值。在台式机领域,这都是公平的 游戏 。