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真的只要7W么?Intel的“阴谋与阳谋”
2013-01-17 13:28:36   编辑:上方文Q   点击可以复制本篇文章的标题和链接
 
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1、SDP指标起风波

在过去的一两年中Intel已经不再刻意强调CPU的性能,反而开始注重处理器的功耗了,特别是从Ivy Bridge架构开始,桌面四核CPU的TDP功耗从95W降低到了77W,移动版处理器中虽然还会有45W的高性能型号,但是低功耗版会从17W降到15W,Intel的目标是将处理器的功耗降低到10W以内。

真的只要7W么?Intel的“阴谋与阳谋”

Intel之所以如此重视CPU的低功耗设计,原因不外乎以下几条:首先是AMD的不争气,在性能上已经无力跟Intel一较长短,制程工艺上更是不能比,Intel的处理器性能上已无压力。第二条,现在给Intel更大压力的主要是ARM阵营,因为智能手机和平板发展势头比台式机、笔记本还猛,这是Intel一直想进而不得的领域,但是ARM处理器凭借低功耗优势几乎统治了这个市场,甚至还打算借未来的64位ARM处理器进军服务器市场,这就跟Intel的业务有冲突了。第三个则是Intel的超极本,提出这个概念两年来超极本并没有达到Intel的要求,需要在设计、功耗及续航时间上再加把火。

因此,虽然现在少了AMD的拼命追赶,但是Intel面临的挑战反倒多了,降低功耗的压力很大,好在Intel有地球上最牛的半导体制造工艺,特别是去年量产的22nm+3D 晶体管工艺,在漏电流、低电压等指标上优势明显,Intel可以完成自己制定的目标了。

这个产品就是之前报道过的功耗只有7W的Y系列移动处理器,它是基于Ivy Bridge架构的超级功耗移动型号,功耗比现在10-13W的Atom D系列还要低了,不过也正是它极低的功耗设计引发了一场规模不亚于Tegra 4的新论战。

7W功耗的Y系列移动处理器之后,The Verge率先发难,认为这一系列的处理器的功耗不实,只是市场宣传的胜利,因为TDP功耗还是10-13W,而Intel着重宣传的7W实际上是SDP,属于偷换概念。上周六法国Hardware.fr网站也加入了,昨天德国Computebase网站也报道Intel SDP功耗引起的争议了,INQ等媒体也开始介入报道,以致于Intel也不得不开始正面回应媒体的质疑了。同行超能网特地就此事做了一个总结性的深入分析,揭开了Intel幕后的“阴谋和阳谋”。

在下判断之前就必须先了解这个事的来龙去脉,特别是处理器的TDP、SDP等各种术语的含义,了解了这些背景知识后我们才可以看看这场争论到底是Intel想推动新的处理器设计规范,又或者这只是商人的狡猾,7W功耗只是市场宣传的噱头而已。

2、SDP到底是什么

先来解释一下这些让人头疼的术语吧。

TDP:Thermal Design Power,热设计功耗

GDP(鸡的屁)这个缩写我们非常熟悉了,年底了很快又要在电视上看到《新闻联播》兴高采烈地给我们报道今年的GDP是多少多少了。TDP(Thermal Design Power,热设计功耗)这个单词在超能的新闻和评测里也见了太多了,它是指处理器达到最高负荷的时候释放出的热量,单位为瓦(W),这是维基百科里的解释。Intel的官方定义中说法类似,也是指CPU在最极端情况下的热量散发情况。

TDP的定义中可以看出TDP主要是为CPU散热考虑的,不过衡量这个指标的单位用了物理学中的功率,也就是瓦特,95W的TDP意味着CPU散热器要能在1秒内将95焦耳的热量散发出去,这样CPU就不会因为散热不及时导致热量积累进而烧坏CPU。

TDP严格来说不能跟CPU功耗划等号,因为这是为散热器设计的,但是因为它的单位跟功耗是一样的,而且这个指标确实也能部分程度地反映出CPU功耗高低,所以大家也就稀里糊涂地用TDP指标衡量CPU功耗了。

测量TDP时需要保证CPU所有核心全速运行、最大化测试温度(一般是TJ105°C,CPU芯片温度)、包括核心电压(VDD)、NB电压(VDDNB)、IO电压(VDDIO)、VLDT、VDDA等在内的电路电压最大化。

Intel一直想让大家了解的是:TDP不等于CPU最大功耗,前者只是极端情况下的散热指标,CPU最大功耗理一般是要低于TDP值的。

真的只要7W么?Intel的“阴谋与阳谋”
这是早前ixbt做过的Core i7-3770K功耗对比,其TDP是77W,Linpack中CPU峰值功耗是72.3W

不过上面的解释主要是从CPU角度来说。AMD的CPU也大体遵循了Intel的说法,不过在GPU上NVIDIA对TDP还有不同的解释,早前我们也做过显卡TDP的解析和测试,读者不妨对照参考一下。

SDP登场:Scenario Design Power,场景设计功耗

随着技术的进步TDP值是在不断下降的,不过这还不够,在Y系列移动处理器中Intel又提出了SDP(Scenario Design Power,场景设计功耗)的概念,处理器功耗指标再次大幅降低。

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SDP的场景设计可以理解为某些日常使用。它模拟的是CPU在这样常规负载中的功耗,反应CPU轻负载下的功耗值,而不是TDP所表述的针对散热设计的指标,本质上是有区别的。单纯从数值上讲,SDP要比TDP低不少,这也是引发争议的关键。

以其中的Core i3-3229为例,正常的TDP为13W,而SDP只有7W!同志们,Intel同学不需要一枪一弹,只要换个名字就能把功耗降低了一半,这是神一般的进步啊!

SDP的概念很容易让人迷糊,因为Intel也没有清晰的定义,大体就是说SDP是一种新的衡量处理器在视频播放、内容创建等轻负载情况下的功耗值,不过Intel并没有指出使用了那些应用或者程序来模拟这个负载,需要指出的是TDP是跟CPU功耗没有关系的,不过SDP已经相当于CPU实际应用功耗了,并不是为散热考虑的。

SDP的概念有点接近平均功耗或者实际负载功耗的味道了,它是好是坏先不讨论,因为Intel还不是第一个提出类似观点的人,实际上AMD前几年在提出了一个ACP平均功耗的概念,当时Intel的表现跟现在可不一样。

回忆遥远的前辈ACP:AMD提出的平均CPU功耗

AMD的ACP是指Average CPU Power平均CPU功耗,最早在“伊斯坦布尔”架构的六核Opteron处理器上出现,因为AMD认为TDP指标不能准确反应自己的六核处理器(还不是因为这个指标数值高了),所以他们提出了ACP的概念。

在ACP的测试中,AMD在涉及服务器应用中的测试项目中中挑选了5个以模拟服务器CPU的真实负载,用到的软件是TPC Benchmark-C、SPECcPU2006、SPECjbb2005以及Stream,他们或偏重浮点性能,或偏重整数性能,或者偏重Java及Web应用,总之就是用这几个项目来衡量CPU的平均功耗。

另外,AMD强调他们用于衡量ACP功耗的CPU是特别挑选的,不过挑选的是其中发热最大的,而且为了模拟服务器的真实环境,测试的环境温度高达70°C,条件也算是很苛刻了。

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上面就是ACP功耗的功劳了,TDP 137W的伊斯坦布尔架构处理器ACP功耗只有105W,其他TDP的处理器的ACP功耗也有不同程度的降低。

AMD认为自己的测试更符合真实情况,希望ACP能成为新的测试标准,不过呢,Intel不满意了,他们跳出来反对ACP功耗,甚至专门出文对比TDP与ACP的优劣,认为AMD的ACP提法有误导,因为ACP功耗不能反映出服务器的内存、I/O以及磁盘控制器等部分的功耗,而且对热设计工程师来说ACP完全无用,不可能根据这个指标来做散热器设计。

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Intel的态度总结起来就是他们不认同AMD的ACP说法,而且AMD的测试方法不详导致不能制定出统一的标准,这个指标与TDP不具备可比性,只有TDP对TDP的比较才是最公平最真实的对比。

3、SDP只是聪明的诚实

看过了Intel严于律人、宽于律己的表现之后,我们再来判断SDP吧。

如果SDP只是一种不同的衡量CPU功耗的算法也就罢了,但是SDP的说法还隐含着一个更致命的问题,那就是SDP指标下的CPU频率远低于CPU的正常频率。

以这批7W SDP功耗的Y系列处理器为例,其中的Core i7-3689Y频率是1.5GHz,TDP功耗是13W,最高可以加速到2.6GHz,但是SDP 7W的情况下其默认频率只有800MHz(Turbo最高频率也能达到2.6GHz)。现在明白了为什么SDP功耗能降低这么多的原因了吧,说白了Intel就是通过降频降压的手段完成的。

对此Intel也有自己的说辞:在低功耗CPU中降低频率达到节能的做法很常见,就好像在家的时候会打开灯,不在家的时候会关灯一样。此外,从低频率下切换到高频率下的速度也很快,快到足够处理高要求的应用。不过Intel也称这种7W SDP的处理器并不能经常或者长时间加速到高频率,因此它用于在长时间运行游戏或者渲染视频之类的任务中有些勉强。

另外,TDP指标是用来证明CPU是可以在各种苛刻的环境或者状态下都能保证CPU运行的,而SDP的测试要求及任务负载都缩水了。虽然这个指标可能更接近CPU真实情况,但是从用户的角度来说,他们的CPU是需要胜任各种使用环境的,万一用户经常需要高负载工作呢?万一有人就是喜欢拷机测试呢?这时候SDP就太误导用户了,不如TDP更可靠。

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Intel辩解称SDP的标注是一种“聪明的诚实”,这样做是为了给合作伙伴更大的弹性以利用这种处理器。只不过这样的解释只会招来更多的质疑,虽然只是一个小小的SDP数值,但是这几天来在多家媒体的围攻之下Intel已经放低姿态了,在给媒体的公开回复中他们说道:

“如果你们认真读了我们的媒体发布声明中的规格介绍,你会发现我们说的其实是这一系列的处理器工艺可以低至7W,Kirk的演讲目的只是想告诉听众我们想说的事情,我们并不想卷入TDP与SDP两种指标的技术细节中,也不想长篇累牍地做一番技术上的解释。我们应该在媒体发布声明中用星号标注出SDP的解释的,这是我们的错。”

Intel已经低姿态道歉了,SDP引起的小风波应该暂告一段落了,只是这样的事不是第一次出,也不会是最后一次。商业公司总会选择把最好的一面展现给用户,不好的地方少提或者完全不提,这是扬长避短,本来是通行的做法,不过一旦有意无意误导用户就得不偿失了,天朝以外的媒体可不是吃素的。

 

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