Actualizado a: 19 de enero de 2024
Como sabes, existen muchos conceptos diferentes para tratar de definir la potencia disipada o potencia consumida por los chips o circuitos. Como puedes saber, existen términos como TDP que ya más o menos todos conocen. Sin embargo, eso es para CPUs, mientras que para GPUs también han surgido términos como TBP y TGP que están generando confusión para algunos usuarios. Y no solo esto, también existen cTDO, SPD, etc.
Pues bien, todos estos parámetros los vamos a conocer aquí uno a uno, para que ya no te generen más dudas. De esa forma, podrás conocer a qué se está refiriendo el fabricando del chip cuando te está dando esos valores.
¿Por qué se calienta un chip?
Antes de comenzar con el resto del artículo, es importante decir que los chips y circuitos eléctricos se calientan. Es algo que todos sabemos, no hay más que tocar los equipos eléctricos tras el uso para darse cuenta de ello.
Sin embargo, hay que entender bien el motivo por el que se calientan, ya que será importante también para conocer más sobre el consumo y la disipación de energía en los apartados que vendrán.
El calentamiento de los dispositivos electrónicos se produce por pérdidas por efecto Joule, disipando energía en forma de calor debido a la circulación de la corriente eléctrica, que no olvides que es un flujo de electrones que pueden causar fricción y choques con los átomos del material conductor, produciendo este calor…
Consumo y potencia disipada
Como sabrás, los fabricantes y diseñadores de chips hacen cálculos sobre la potencia de consumo y potencia disipada por sus unidades para saber qué tipo de refrigeración se necesita para disipar toda esa energía, además de para crear métodos de control de temperatura y protección del chip, además de saber si podrían funcionar sin ventilador, como los fanless.
Sin embargo, no todos usan los mismo términos, sino que suelen emplear los que más les convienen en algunos casos. Es por eso que hay tantos términos diferentes que al final solo crean confusión para el consumidor, y que los departamentos de marketing saben usar bien para ocultar las debilidades de sus productos y destacar supuestas ventajas frente a la competencia.
Por eso, en los siguientes apartados vamos a ver todos estos términos a los que me estoy refiriendo, pero antes debes conocer la naturaleza de la potencia consumida y disipada, que en un chip se puede calcular mediante la fórmula:
En esta fórmula, la potencia dinámica de una CPU, por ejemplo, sería igual a la capacitancia de conmutación (C), el voltaje (V) al que funciona el chip al cuadrado y la frecuencia de reloj a la que trabaja. No obstante, esta fórmula no es aplicable a todo tipo de chips…
TDP
El TDP de cualquier chip, ya sea una CPU, una GPU, SoC, etc., se refiere a un valor definido por el diseñador del chip y que hará referencia a un parámetro térmico representado en vatios (W). TDP son las siglas de Thermal Design Power). Por ejemplo, podemos tener que un chip podría tener 105W. Esto se debe tener en cuenta a la hora de elegir un disipador, aunque esto no es igual al consumo de potencia de esa CPU, esto se calcula de otra forma…
La potencia de diseño térmico es la cantidad máxima teórica de calor generado por el chip, aunque no siempre estará emitiendo esa cantidad de temperatura, ya que los procesadores pueden apagarse si no se usan, pueden trabajar a mayor o menor frecuencia y voltaje, etc. Es decir, lo que conocemos como throttling. Pero sí que determinarán el tipo de refrigeración necesaria.
SDP
Intel usó también otro término llamado SDP (Scenario Design Point), este término generó una gran confusión entre los usuarios de la época de la microarquitectura Ivy Bridge. El motivo por el que Intel lo utilizó era por motivos de marketing, ya que las cifras de SDP eran muy bajas respecto a los TDPs clásicos (Intel se negó a dar los datos de TDP reales para esta generación), lo que los usuarios lo entendieron como consumos y disipación de temperatura muy baja.
Pero SDP es una métrica diferente, que solo está midiendo la potencia promedio para la frecuencia de reloj mínima de un procesador respecto a la máxima frecuencia en el modo Turbo. Afortunadamente, el término SDP ha sido totalmente abandonado por Intel por las críticas que obtuvo, y ahora se ha vuelto al TDP.
cTDP
Otro término para agregar mayor confusión al tema ya de pro sí lioso es el cTDP, o configurable TDP. Este término llegó como sustituto del SDP de Intel. Y en este caso se trata de un límite programable para el TDP según los valores que determine cada fabricante de chips. Y por tanto, tenemos que tener en cuenta dos valores diferentes:
- cTDP down: es cuando el chip está usando el mínimo de energía posible. Por tanto, será un TDP muy bajo.
- cTDP up: es cuando se está usando toda la potencia y rendimiento, con la frecuencia turbo en ciertos núcleos, dependiendo de lo que tolere cada microarqutiectura.
¿Más lío?
Si quieres mayor complicación, también hay que tener en cuenta otros términos muy habituales que se dan junto con los términos de consumo y disipación de energía. Como sabes, los procesadores usan una frecuencia escalable de forma dinámica, al igual que su voltaje, y que generan los siguientes conceptos:
Más información en nuestro artículo sobre la entrega de potencia y el ACPI.
- LFM o Low Frecuency Mode: se trata de un modo de operación del chip en el que tanto el voltaje como la frecuencia están en su nivel más bajo posible, lo que repercute en el cTDP down.
- HFM o High Frecuency Mode: este modo es en el que el voltaje y la frecuencia serán los más altos posibles, lo que se relaciona con el cTDP up.
- LPM o Low Power Mode: se refiere al estado de menor consumo de energía del procesador. Esta métrica es una forma de enlazar el LFM y cTDP down, es decir, la frecuencia, voltaje y potencia resultante es la mínima disponible para dicha CPU.
Seguro que también has visto términos como PL1, PL2 y Tau. Por ejemplo, un Intel Core i9-10900K tiene un PL1 de 125W, un PL2 de 250W y un Tau de 56 segundos. El primero PL1 (Power Limit 1) será igual al TDP de la CPU con su frecuencia base o nominal. PL2 es un consumo de energía máxima que se puede dar por un tiempo limitado cuando existe una gran carga de trabajo, como el modo turbo. Y Tau (Turbo Time Parameter) es cuánto tiempo puede estar la CPU en modo PL2 antes de pasar a PL1 nuevamente y sin sufrir daños. Además, existen también términos como PL3, PL4, etc., aunque por lo general no se usan.
TGP
TGP es otro término que se refiere al acrónimo de Total Graphic Power, y que es el consumo conjunto de la GPU y la PCB de esta GPU. Pero en este caso no se incluye el consumo del sistema de refrigeración que tenga la tarjeta gráfica ni tampoco el de la iluminación si lo hubiera.
Por tanto, cuando se nos muestra el TGP de una tarjeta gráfica, hay que tener en cuenta que no solo es la potencia disipada por la GPU, también por el resto de componentes de la tarjeta, como los chips auxiliares, los de memoria VRAM, etc.
TBP
Por otro lado, el término TBP o Total Board Power, es un término que muchos confunden como sinónimo de TDP o TGP para una tarjeta gráfica, pero que no es lo mismo. En el caso del TBP, es la suma total y en peak (pico de carga) de la tarjeta gráfica.
Dicho de otra forma, la potencia calorífica disipada por el conjunto de toda la tarjeta gráfica, incluyendo el PCB (incluido el chip GPU, la memoria VRAM, los controladores de voltaje, las bobinas, etc.) y los demás sistemas auxiliares de refrigeración, iluminación RGB, etc. Es decir, es superior a la TGP, que no incluiría estos últimos.
Esto, si lo comparamos con el TGP, puede alterar los valores mostrados por los diferentes fabricantes, lo que podría resultar confuso para el consumidor, que no estaría comparando los mismos parámetros cuando está observando un producto de la competencia.
Por poner un ejemplo, el chip AD102 de la NVIDIA GeForce RTX 4090 tiene un TDP de 450W, mientras que su TGP es de 600W y su TBP sería de 660W. Es decir, 450W es el consumo del chip de procesamiento gráfico, 600W sería contando también el resto de componentes de la PCB, y el TBP sería sumando también el sistema de refrigeración e iluminación RGB LED.
