Блог

Тепловой поток в процессорах - часть 3

В первой и второй частях были рассмотрены десктопные и серверные процессоры, правда, преимущественно Intel. Сегодня мы рассмотрим процессоры AMD Athlon XP, которые также как и Pentium 4 Prescott получили статус "горячих", но самая главная их особенность с точки зрения теплового потока - они не имели теплораспределительной крышки.

Как можно заметить, тепловой поток процессоров AMD 2001-2003 года находился в районе 0,6-0,8 Вт/мм² - возможно, отсутствие теплораспределительной крышки их и спасало (спасало от ситуации Intel с Pentium 4 Prescott), причем даже при таком тепловом потоке процессоры достаточно неплохо разгонялись.
Также из таблицы видно, что компания AMD после выпуска Thoroughbred старалась сократить тепловой поток:
- сначала в рамках одного 130нм тех.процесса с помощью увеличения площади путем наращивания емкости кэша второго уровня с 256 до 512 КБ - Barton. Такой шаг весьма неоднозначен: с одной стороны, увеличение кэша вдвое редко приводит к увеличению производительности более чем на 10%, то есть это невыгодно с точки зрения транзисторного бюджета; с другой стороны, кэш второго уровня относительно "холодный", то есть увеличение его емкости в большей мере увеличивает площадь, а в меньшей - TDP. На практике, рост площади Thoroughbred - Barton составил - 19%, а TDP - 16%, что и позволило сократить тепловой поток с 0,8 до 0,78 Вт/мм²;
- затем в рамках того же 130нм тех.процесса с помощью отключения части кэша второго уровня - Thorton. Площадь при этом остается неизменной, а TDP - падает. В итоге, тепловой поток сократился с 0,78 до 0,67 Вт/мм².
Далее компания AMD перешла к производству процессоров с теплораспределительной крышкой Athlon 64 Clawhammer, которые не менее интересны в рамках данного материала: данные процессоры производились по тому же 130нм тех.процессу, что и последние Athlon XP, при этом площадь 64-битных Athlon'ов стала почти вдвое больше - 193 мм², а TDP увеличилось лишь с 79 до 89 Ватт - это и позволило сократить тепловой поток до 0,46 Вт/мм². Безусловно, нет никакого смысла, задавать и отвечать на вопрос - почему 89 Ватт? Но факт остается фактом - 0,46 Вт/мм² - число, которого старается придерживаться Intel в последние годы...
Таким образом, если компания имеет "горячие" процессоры, то она стремится к сокращению теплового потока - это видно по процессорам Intel и AMD. Причем уменьшить тепловой поток можно как наращиванием площади кристалла - пара Barton и Clawhammer и пара Thoroughbred и Barton, так и сокращением TDP - смена NetBurst на Conroe.
Подводя итог, можно сказать следующее: производители так или иначе пытаются "бороться" с высоким тепловым потоком, если таковой имеется, причем это может выражаться как в увеличении площади кристалла, так и в прямом сокращении TDP.
Тема теплового потока, безусловно, интересная и требует большего количества исследований и большей проработки, а лучше - реальных замеров и тестов. При этом необходимо также отметить, что данные заметки о роли теплового потока на архитектуростроение всего лишь гипотеза, реальное положение дел знают только Intel и AMD. Продолжение следует...
Другие материалы по теме