熱設計電力

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熱設計電力(ねつせっけいでんりょく、: Thermal Design Power, TDP)とは、マイクロプロセッサグラフィックスプロセッシングユニットなどの大規模集積回路で仕様の一部として提示される最大必要吸量のこと。パッケージに取り付ける冷却装置を設計する際に、どの程度の吸熱能力を持たせれば良いかを決定するために使われる指標である[1]。したがって「power」の語が表すものは、この場合電力というより熱出力であるが、日本では「熱設計電力[1]」や「熱設計消費電力[2]」という訳が定着している。

インテルでは、第12世代のCoreシリーズからTDPに変わる指標として「Processor Base Power(PBP)」と「Maximum Turbo Power(MTP)」を採用した[3]

定義された背景[編集]

集積回路の大規模化、要求性能の向上に伴って発熱量が増大し、これにプロセス・ルールの微細化が進行したことも加わり、集積回路自体の熱で回路が破壊されるまでになっている。このため、効果的な冷却方法の設計(と集積回路の省電力化)が問題となり登場した指標である。一般に大規模集積回路メーカーと冷却装置メーカーは異なるため、どの程度の熱量を最大受け渡しすればよいのかを明確にするために生まれた指標である。大規模集積回路メーカー側から提示される指標であり、冷却装置メーカーに期待あるいは要求する数値と言える。

熱設計電力と消費電力[編集]

CPUは電力を消費して発熱するため、CPUの消費電力は常に発熱量以上となる[4][5]Pentium ProAMD K6といった古いCPUや、熱的余裕の少ない低TDPのCPUでは、消費電力と熱設計電力は概ね一致する[6]

熱設計電力は定格周波数で動かした場合を前提としている[6]が、インテル ターボ・ブースト・テクノロジーのように熱的に余裕のある場合は定格を超えてクロック周波数を引き上げる仕組みが登場している。これらの機能が働くことで、負荷が上がった直後、熱が伝わるまでの数ミリ秒だけ熱設計電力を超える電力を消費する例[6]や、マザーボードからの設定で恒常的に熱設計電力を超える電力を消費して稼働するようにできる例[4]など、「熱設計電力<消費電力」という状態も日常茶飯事となっており、CPUへの給電能力も熱設計電力を大きく上回るものが必要とされている[6]。PBPとMTPはこのような現状を考慮した数値である[3]

脚注[編集]

  1. ^ a b 熱設計電力は、実際の電力消費を意味しますか?” (日本語). Intel. 2022年2月25日閲覧。
  2. ^ 株式会社インプレス (2011年5月19日). “【笠原一輝のユビキタス情報局】 Intel、ノートPC向けの新熱設計枠と14nmプロセスのAtom” (日本語). PC Watch. 2022年2月25日閲覧。
  3. ^ a b 株式会社インプレス (2021年10月28日). “【笠原一輝のユビキタス情報局】 第12世代Core、PコアとEコアという2種類のCPUの組み合わせなのになぜRyzenより速い?” (日本語). PC Watch. 2022年2月25日閲覧。
  4. ^ a b 「Core i9-9900K」再テスト結果報告。定格のTDP 95Wで動作させると「ゲーム用の最速CPU」は何が変わるか? 4Gamer.net、2018年12月19日(2020年5月7日閲覧)。
  5. ^ 理論的には、ランダウアーの原理として知られるように可逆でない計算過程はエントロピーの増大(≒発熱)を伴うが、その熱量は、現実の半導体素子が発熱する量と比較してごく小さい。
  6. ^ a b c d いまさら聞けないIT用語集 TDPってなに? 消費電力じゃないの?(2ページ目) ASCII.jp、2018年8月13日(2020年5月7日閲覧)。

関連項目[編集]

リンク[編集]

インテル®プロセッサーの熱設計電力 (TDP) - インテル