Thermal Design Power

Thermal Design Power

Mit Thermal Design Power (Abkürzung: TDP, gelegentlich auch falsch: Thermal Design Point) wird in der Elektronikindustrie ein maximaler Wert für die thermische Verlustleistung eines Prozessors oder anderer elektronischer Bauteile bezeichnet, auf deren Grundlage die Kühlung ausgelegt wird. Die TDP ist meist größer als die reale maximale Verlustleistung; je nach Typ des Prozessors bzw. Bauteils, Kühlsystems und der Umgebungstemperatur (meist Lufttemperatur im Inneren eines Gehäuses) muss einiger Aufwand betrieben werden, um auch in Ausnahmesituationen (hohe Umgebungstemperatur und hohe Prozessorlast) die entstehende Abwärme abführen zu können. Hierdurch entsteht bei modernen PC-Systemen ein Zielkonflikt aus Rechenleistung, Kosten, Geräuschbelastung und Raumklima.

Die TDP wurde eingeführt, um vorab die thermische Dimensionierung eines Systems planen zu können. Zur Ermittlung der TDP werden Lastfälle benutzt, die bei typischer Höchstbeanspruchung im realen Einsatz auftreten. Als Beispiel sei das Kodieren von Videos genannt. Da jedoch Elektronik nicht angeschafft wird, um synthetische Testprogramme laufen zu lassen, sondern um Arbeit zu verrichten, orientieren sich manche Hersteller auch an praxisrelevanten Belastungsszenarien.

Anwendung

Hersteller definieren die TDP auf verschiedene Art und Weise. Häufig entspricht sie der maximal möglichen Verlustleistung, so dass die Kühlung auf die entsprechende Abwärme ausgelegt sein muss. Zu ihrer Berechnung werden von den Herstellern von Mikroprozessoren keine einheitlichen Verfahren zugrundegelegt, die sich darüber hinaus von Prozessorgeneration zu Prozessorgeneration ändern können. Durch spezielle Verfahren – zum Beispiel einen Burn-In – lässt sich die genannte TDP meist sogar noch überschreiten.

Bei modernen Prozessoren (seit 2004) gerät die TDP zunehmend in den Fokus der Chipentwicklung. Es gibt die Tendenz zur Optimierung der Abwärmemengen sowohl im Leerlaufbetrieb (Idle) als auch unter Volllast. Daher erreichen sie in der Praxis selten die TDP, da ihre Taktfrequenz mit den aktuellen Rechenanforderungen geregelt wird und sich so ein wesentlich geringerer Durchschnittswert, die Average CPU Power. Beispiele für solche Technologien sind PowerNow!, Enhanced PowerNow! und Cool’n’Quiet von AMD sowie die Intel-SpeedStep-Technologie.

Durch die vermehrte Beachtung der TDP wird diese jedoch verstärkt auch ein Marketinginstrument der Hersteller. So gibt z. B. Nvidia für die Grafikkarte Geforce 8800 Ultra eine geringere TDP an als für eine Geforce 8800 GTX, obwohl auf der 8800 Ultra der gleiche Grafikprozessor mit einer höheren Spannung und höheren Taktraten eingesetzt wird und – bei einer Überprüfung der Leistungsaufnahme – erwartungsgemäß einen höheren Wert erbrachte. Die niedrigere Angabe als bei der 8800 GTX war möglich, weil man dieser einen unnötig hohen TDP-Wert gegeben hatte.

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