cTDP und PPT - die Logik und der Nutzen dahinter?

[Thomas.Lebers]

Ich bin lange aus dem CPU/APU-Markt raus. Meine Notebooks und Desktop-PCs sind von 2012. Daher habe ich die Entwicklung mit der einstellbaren TDP (cTDP) nicht mitbekommen und bin verwirrt. Ist cTDP sozusagen eine vereinfachte Möglichkeit eine CPU bzw. APU zu overclocken bzw. zu undervolten?

Sprich, wenn ich eine CPU bzw. APU mit 35W default TDP habe und die cTDP 35 - 74 W beträgt, heißt das dann, dass wenn ich die cTDP auf 74W stelle, die CPU/APU dann "übertaktet" (mehr Voltage, höherer (Boost)Takt, mehr Abwärme)? Und 35W default TDP ist der Sweet-Spot, bei dem das Verhältnis zwischen Leistung, Energieverbrauch und Abwärme ideal ("am besten") ist? Kann man das so sagen?

Wenn ich beispielsweise eine CPU/APU mit 35W Default TDP habe und eine cTDP von 35W bis 74W... mal angenommen, ich stelle auf 74W ein. Steigt dann die Rechenleistung annährend linear oder ist es eine nicht-lineare Beziehung? Und laufe ich Gefahr die CPU/APU zu schrotten, wenn ich die cTDP auf 74W einstelle, die Kühlung dies aber nicht hergibt? (Garantie- bzw. Gewährleistungsansprüche?). Ist ja - zumindest meinem Verständnis entsprechend - eine Form von "Overclocking", oder etwa nicht?

Bei einigen Intel-APU-Modellen gibt es davon abweichend eine Art "DOWN"-cTDP. Default-TDP ist 35W und die cTDP beträgt niedrigere 25-35W. Sprich: Optimale (Default) TDP ist 35W, aber ich kann die cTDP auf niedrigere Werte einstellen um Strom zu sparen und weniger Abwärme zu produzieren? Wieviel Leistung geht dabei verloren? Mich wundert, dass die cTDP nicht in beide Richtungen (ausgehend von der Default TDP) einstellbar ist... also zum Beispiel: Default TDP: 65W, cTDP: 35 - 95W.

https://geizhals.de/intel-core-i5-11400t-cm8070804497106-a2492646.html?hloc=at&hloc=de
https://geizhals.de/intel-core-i7-11700t-cm8070804491314-a2492657.html?hloc=at&hloc=de
https://geizhals.de/intel-core-i9-11900t-cm8070804488726-a2492662.html?hloc=at&hloc=de
https://geizhals.de/intel-xeon-w-1390t-cm8070804497518-a2523308.html?hloc=at&hloc=de

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Bei AMD wiederum - als Beispiel nehme ich den Ryzen 5 7600X (Zen 4) - gibt es die Angabe 105/142W (TDP/PPT). Das verwirrt mich jetzt wieder! Ist 105W die Default TDP und 142W ist "Boost"-TDP oder wie soll man das verstehen? Was ist PPT? Hat AMD darüber hinaus auch eine Art cTDP, vergleichbar mit Intel?

 

[Alexander2]

Und 35W default TDP ist der Sweet-Spot, bei dem das Verhältnis zwischen Leistung, Energieverbrauch und Abwärme ideal ("am besten") ist? Kann man das so sagen?

Nein, 35w heißt nur 35w, das hat erstmal nichts mit sweetspot zu tun.
Mit mehr zugelassener TDP kannst du mehr effektive Rechenleistung und natürlich eben genau um das mehr abwärme erwarten.

100% mehr TDP heißt auch nicht 100% mehr Rechenleistung, das hängt vom Chip ab wie viel schneller der mit wie viel watt wird.

Und wenn der Hersteller offiziell eine cTDp von X-y angibt, dann ist das einstellen von X-y auch kein OC

Edit:
Das der Boost abseits von der cTDP nochmal andere TDP werte für eine gesetzte einstellbare Zeit unter bestimmter einhaltung von einstellbaren Bedingungen anfahren darf hatte ich dir auch schon mal geschrieben. Alles sehr Gummibandig :-)

Bei Intel nennt man da 2 Boostzeiträume und W-Limits die Zeit bekommt den namen tau 1 und tau 2, sowie die Leistung PL1 und PL2.
Nachdem bei anhaltender voller Belastung die Boostzeit abgelaufen ist, oder eine der anderen Limits wie Temperatur evtl. auch schon vorher greift, wird sich danach an die cTDP gehalten.

So jedenfalls die Idee.
Nun gibts dann halt Mainboards auf Intel seite (und nicht zu wenig) wo Im Bios diese Werte auf Utopische Limits gesetzt sind und somit nicht greifen und die CPU immer versucht weit außerhalb der cTDP zu laufen.

Hängt halt vom Gerät/Board und ggf. auch dem ab was man selber dran umstellt.
Limitieren kann dabei auch eine "mangelhafte" Spannungsversorgung wenn die überhitzt (VRM bei den CPUs)

 

[NameHere]

Bei Intel hast du PL1 (dauerhaft) und PL2 (kurz/boost).
Eine normale CPU ohne T Suffix kannst du immer begrenzen, die T CPU kannst du nicht auf jedem Mainboard einfach ein höheres Powerlimit geben um Takt zu kriegen.
Effizienter sind die T-CPU auch nicht, nur weil die auf 35W eingebremst werden.

Es macht mehr Sinn eine normale CPU zu kaufen und dann nach eigenen Gebrauch zu konfigurieren.
Sparsam oder Leistung.

 

[Alexander2]

Und laufe ich Gefahr die CPU/APU zu schrotten, wenn ich die cTDP auf 74W einstelle, die Kühlung dies aber nicht hergibt?

Dann läuft die CPU ins Temperatur Limit und THrottelt daran rum, je nach CPU ist das Limit anders, Teils bei 100°C

Wenn du ein Fertiggerät kaufst ist die ausgelieferte Konfiguration (beim Laptop zu Beispiel) als gesetzt zu sehen. die haben das dann passend eingestellt/gespeichert.

Wenn du das selber baust im PC zum Beispiel, kannst du das je nach Modell und Mainboard einstellen, was du haben willst. Musst halt auch selbst für passende Kühlung sorgen um die Leistung dann zu bekommen.

Boost kann auch mal Richtung 250w gehen. (intel)

Ergänzung (7. Januar 2023)

Ist ja - zumindest meinem Verständnis entsprechend - eine Form von "Overclocking", oder etwa nicht?

Intel sagt, das ist innerhalb der Spec. Gummibandtaktik halt. deswegen musst du bei Jedem Benchmark und Fertiggerät wie nen Jagdhund aufpassen was die da überhaupt am laufen haben.

Auf ner messe hinter dem vorhang für Benchmarks haben die von Intel auch mal nen Kühlkompressor verwendet um den irrsinnigen eingestellten verbrauch wegzukühlen, also quasi nen Kühlschrank draufgeschnallt.

Ergänzung (7. Januar 2023)

aber ich kann die cTDP

Bei den Teilen geht es dann meist doch eher, das die Hersteller das so einstellen können, je nachdem was die für ein Fertiggerät verkaufen möchten. flache leise langsamere Geräte mit genau dem gleichen CPU namen stellen die dann gebremst ein (sieht aber ja gut auf der Packung aus mit dem CPU Namen).

Ergänzung (7. Januar 2023)

Ist 105W die Default TDP und 142W ist "Boost"-TDP

Jop

Auch bei AMD kannste im Bios wenn die Boearhersteller das integriert haben in der Firmware die TDP selbst einstellen, wenn du möchtest, das die CPU mit 65w auskommen soll statt 105w.

Boost werde lassen sich auch umstellen, sowie auch Precision Boost Overdrive nennen die das einschalten (also mehr w drauf jubeln.)

Inwiefern das Leistung kostet oder mehr bringt hängt vom CHIP ab, von einem Linearen verlauf kannst du NICHT ausgehen. im unteren Bereich der TDP ist es manchmal besser als Linear, am oberen ende eher schlechter als Linear wenn man an Leistung(Takt)/w denkt.

 

[Rockstar85]

Ich bin lange aus dem CPU/APU-Markt raus. Meine Notebooks und Desktop-PCs sind von 2012. Daher habe ich die Entwicklung mit der einstellbaren TDP (cTDP) nicht mitbekommen und bin verwirrt. Ist cTDP sozusagen eine vereinfachte Möglichkeit eine CPU bzw. APU zu overclocken bzw. zu undervolten?

https://www.computerbase.de/news/prozessoren/intel-core-i9-10900k-pl1-pl2-tau.72197/
Für Intel
und den Rest haben die anderen schon genannt.
Im Klartext kannst du damit selbst die Leistungskurve deiner CPU bestimmen.
Mein 5700X zB. ist eine 65W CPU und kann im Vollast bei mir 100W PTT ziehen.

Ach ja und die T Modelle der Core kannste eig liegenlassen, da reicht dann der normale und du variierst deine TDP im UEFI. Es hat dann, wie einige schon sagten Vorteile.. Der Aktuelle Raptor Lake Test erklärt es auch nochmal ganz gut. Stottern wird du vermutlich mit keiner aktuellen CPU schaffen. Thermal Throttleling ist ja Kühlerabhängig. Hitzebedingte Abschaltung passiert weit vor dem Ausfall der CPU..(haben auch schon einen i3 mit aufgehaltenen Boxed Kühler im Windows kurz betrieben. Es geht ist aber nicht Empfehlenswert ^^)

Wenn du nach neuen Komponenten schielst, dann würde ich AMDs Am4 oder LGA 1700 mit 12th Gen Minimum Empfehlen.. Da die Varierung der Thermischen Kurve aber einem Algorythmus folgt (Boost technik) ist es sehr schwer zu sagen, wie die CPU sich verhält und ob du wirklich eine lineare Leistungskurve hast, wage ich zu bezweifeln.

 

[Nixdorf]

gibt es die Angabe 105/142W (TDP/PPT). Das verwirrt mich jetzt wieder! Ist 105W die Default TDP und 142W ist "Boost"-TDP oder wie soll man das verstehen?

Die TDP ist bei AMD ausschließlich als Anforderung an das Kühlsystem zu verstehen. Die Zuordnung zu Default und Boost ist insofern richtig, weil die Anforderung im Umkehrschluss natürlich bedeutet, dass die CPU dann zumindest mit Basistakt laufen kann. Im Gegensatz zu Intel ist der Boost bei AMD aber grundsätzlich immer opportunistisch ausgelegt und niemals von irgendwelchen Zeitlimits abhängig. Daher wird die CPU dauerhaft auf 142W laufen, wenn sie entsprechend stark belastet wird und das Kühlsystem das auch abführen kann. Daher ist PPT die eigentlich relevante Angabe, und die TDP meist irrelevant.

Ist cTDP sozusagen eine vereinfachte Möglichkeit eine CPU bzw. APU zu overclocken bzw. zu undervolten?

Nein. Die cTDP an sich hat mit keinem der zwei Punkte etwas zu tun. Sie setzt die CPU auf eine andere thermische Verlustleistung, was dann auch die Powerlimits entsprechen ändert. Vom Hersteller ist die Funktion eigentlich so gedacht, dass man den Prozessor dann in einem kompakteren Gehäuse mit schlechtem Airflow oder mit einem schwächeren Kühler betreiben kann.

Bei Intel betrifft die TDP elektrisch die Power-Limits PL1 und PL2 sowie ein Zeitlimit namens Tau, und man kann diese Limits insbesondere bei Non-K-Prozessoren auch größtenteils aufheben. Dies wirkt dann so, als würde man overclocken, aber letztendlich hebt man nur eine künstlich eingezogene Grenze auf. Ein i9-12900 verbraucht dann aber ggf. auch nicht mehr in Dauerlasten 65W, sondern bis zu 241W. Oder man stellt umgekehrt einen 13900K von seinem Werkslimit von 253W permanent auf zahmere 125W runter, weil man keine Lust hat, für Dauerlasten eine starke Wasserkühlung zu verbauen.

Bei AMD wird mit cTDP unter anderem PPT angepasst, und ein Prozessor kann bei ausschließlicher Nutzung von cTDP nicht über die Werks-TDP hinaus angepasst werden, sondern nur nach unten. Es gibt aber neben der einfachen Auswahl einer cTDP noch deutlich umfangreichere Einstellmöglichkeiten unter dem Begriff PBO (Precision Boost Overdrive), mit denen man neben den elektrischen Limits auch Temperatur- und Taktgrenzen anpassen kann. Und da gibt es dann mit dem Curve Optimizer auch eine Form von dynamischem Undervolting, die ebenfalls bei neueren Prozessoren dazu gehört.

 

[Hardy72]

Bei AMD wiederum - als Beispiel nehme ich den Ryzen 5 7600X (Zen 4) - gibt es die Angabe 105/142W (TDP/PPT). Das verwirrt mich jetzt wieder! Ist 105W die Default TDP und 142W ist "Boost"-TDP oder wie soll man das verstehen? Was ist PPT? Hat AMD darüber hinaus auch eine Art cTDP, vergleichbar mit Intel?

TDP ist die Leistungsaufnahme der CPU, PPT die max. Leistungsaufnahme CPU+Soc. Über PPT kann ich einstellen wie viel Leistung die CPU ziehen darf.

 

[Thomas.Lebers]

Nein, 35w heißt nur 35w, das hat erstmal nichts mit sweetspot zu tun.
Mit mehr zugelassener TDP kannst du mehr effektive Rechenleistung und natürlich eben genau um das mehr abwärme erwarten.

100% mehr TDP heißt auch nicht 100% mehr Rechenleistung, das hängt vom Chip ab wie viel schneller der mit wie viel watt wird.

Und wenn der Hersteller offiziell eine cTDp von X-y angibt, dann ist das einstellen von X-y auch kein OC

Edit:
Das der Boost abseits von der cTDP nochmal andere TDP werte für eine gesetzte einstellbare Zeit unter bestimmter einhaltung von einstellbaren Bedingungen anfahren darf hatte ich dir auch schon mal geschrieben. Alles sehr Gummibandig :-)

Bei Intel nennt man da 2 Boostzeiträume und W-Limits die Zeit bekommt den namen tau 1 und tau 2, sowie die Leistung PL1 und PL2.
Nachdem bei anhaltender voller Belastung die Boostzeit abgelaufen ist, oder eine der anderen Limits wie Temperatur evtl. auch schon vorher greift, wird sich danach an die cTDP gehalten.

So jedenfalls die Idee.
Nun gibts dann halt Mainboards auf Intel seite (und nicht zu wenig) wo Im Bios diese Werte auf Utopische Limits gesetzt sind und somit nicht greifen und die CPU immer versucht weit außerhalb der cTDP zu laufen.

Hängt halt vom Gerät/Board und ggf. auch dem ab was man selber dran umstellt.
Limitieren kann dabei auch eine "mangelhafte" Spannungsversorgung wenn die überhitzt (VRM bei den CPUs)

Danke noch mal für die ausführlichere Erklärung. Jetzt fange ich an es zu verstehen.

Das ist ja eine interessante und komplizierte Entwicklung mit vielen Variablen. ^^

 

[Nixdorf]

Beide Hersteller holen inzwischen schon ab Werk fast die komplette Performance aus den CPUs heraus. Bei den K-CPUs ohne künstlich eingezogene Limits ergibt sich nur noch wenige Prozent an OC- oder UV-Potenzial, wenn man in der Siliziumlotterie Glück hat und das Exemplar deutlich besser ist, als es die Anforderungen des Binnings erfordern. Das war 2012 noch anders, und oft waren locker 20% mehr Takt drin.

Das bedeutet aber auch, dass diese CPUs ab Werk deutlich außerhalb ihrer maximalen Effizienz laufen. Mit all den genannten Optionen kann man freiwillig auf ein wenig Performance verzichten und dabei deutlich überproportional Energie sparen. Außerdem kann man den Prozessor auf ein schwächeres Netzteil oder eine weniger kostspielige Kühlung abstimmen.

Oder aber man korrigiert Nonsens-Werkseinstellungen wie die 65W/219W bei einem 13900, die ein starkes Netzteil erfordern und dann trotzdem bei längeren Aufgaben massiv Leistung liegen lassen.

 

[Thomas.Lebers]

Diesen CB-Artikel fand ich recht hilfreich: https://www.computerbase.de/artikel/prozessoren/cpu-tdp-verbrauch-amd-intel.63662/

 

[Alexander2]

Wenn man den ganzen Kram kennengelernt hat weiß man wenigstens viel besser was man kauft.

Man kann wohl locker davon ausgehen, das die Mehrheit der pc und Laptop käufer das nicht so recht interpretieren können.
Ich möchte mich selbst davon nicht ausnehmen in meinen Jungen Jahren gedacht zu haben, das die Laptop CPU mit dem U oder sonstwas anhängsel einfach so extrem viel effizienter ist, das die in der selben CPU Generation das gleiche Leistet mit 35w wozu die Im Desktop mit 95w belabelt ist

Und ich begegne immer mal wieder welchen, die so denken.