Spotřeba procesorů - komplexní přehled (Q1 2003) | Kapitola 8

Konkurenční prostředí = vyšší spotřeba?

Když se podíváme na celý problém spotřeby podle historického vývoje, můžeme vysledovat jeden zajímavý efekt - konkurenční prostředí a technologické inovace vedou ke zvyšování spotřeby!

Prvním typickým případem může být Pentium P5. To spotřebovalo zhruba dvoj až trojnásobek toho, co nejrychlejší 486ky. Když se situace uklidnila a konkurence byla z Pentia v šoku, spotřeba se vlivem malých frekvenčních nárůstů a vývojem nových výrobních technologií při vzrůstající frekvenci stále udržovala kolem 15W (např. Pentium 200 má stejný tepelný výkon jako Pentium 66). Takto neměl s chlazením nikdo žádné problémy.

Naopak problémy byly s Pentiem Pro a Pentiem II. Tyto procesory prodávané na poměrně úzkém segmentu trhu (kvůli své ceně) měly spotřebu běžně kolem 35-50W! Pomineme-li specifičnost Pentia Pro, tak Pentium II mělo na mainstream trh až přílišnou spotřebu a např. "třístovkový" model byl spíše chlubením se Intelu, jak že to dokázali převálcovat K6ku. Po tomto se situace opět uklidnila s příchodem nové technologie. AMD na Intel výkonem nemělo a hnát se za frekvencí by vedlo tak maximálně k výrobním problémům.

A zase se situace vyhrotila s příchodem Athlonu (to byl na svou dobu silný přímotop). Protože Intel neměl co nabídnout, rychle vyplodil Pentium 4, které má spotřebu ještě větší než Athlon. Po dosažení mety téměř 100W nastoupila nová technologie a celý proces se opakoval. Tentokrát ale s menší velikostí čipu, a tudíž větší tepelnou hustotou.

Co z toho plyne? V honbě za MHz jsou firmy ochotny udělat vše a když to náhodou nefunguje, tak to rychle napraví (viz. Thermal Monitor u P4ky). Jakmile se situace trochu ustálí, objeví se procesory s výrazně nižší spotřebou. První varianty zcela nových architektur jsou vždy jakési nedodělky (Willamette). Stejně tak je možné si všimnout, že v případě dostatečného "heatroom" procesory nabírají frekvenci výrazně rychleji, než když výrobní technologie začíná ukazovat své limity (např. Northwood se letos pohne o pouhých 166 MHz, minulý rok se Palomino zrychlilo jen o 66 MHz a o rok předtím Thunderbird přidal jen 200 MHz). Pro uživatele je nejlepší volbou první či druhý nejpomalejší procesor vyráběný nejnovější technologií. Ty jsou relativně chladné a přitom často výkonnější než předchozí generace. A samozřejmě perfektně přetaktovatelné.

Požadavky na zdroj

Zvýšená spotřeba znamená také vyšší požadavky na zdroj. Málo topící procesory si vystačí i s 200W zdrojem, procesory se středními požadavky na příkon (30-50W) už ale potřebují minimálně 235, lépe však 250W. Na Athlony používejte zásadně 250W nebo více, na extrém jménem Pentium 4 nic menšího než 300W.

Pokud máte více pevných disků a vypalovačku k tomu (nebo podobná energeticky náročná zařízení), zvyšte výše uvedený požadavek o 50W. Co se týče dvojprocesorových systémů, tak na ty s Pentiem III postačí i 300W, na Athlony to chce minimálně 350, lépe však 400W+. Opravdovým extrémem jsou dva Xeony Foster, na které budete potřebovat minimálně 450-500W (kvalitní zdroj tohoto výkonu stojí zhruba 6000Kč, nicméně u serverových desek je potřeba zdroj s konektorem extended-ATX, EPS12V nebo ATX-GES a ten stojí mnohem víc).

Vždy pamatujte, že nejde o to, zda zdroj utáhne ten který procesor, ale o to, jak dlouho ho utáhne. Při dostatečné výkonové rezervě se vám nemůže stát, že vlivem např. současné práce s dvěma disky poklesne napětí na jiných větvích. Jestliže už teď pozorujete větší výkyvy na napětí při maximálním a minimálním zatížení procesoru, váš zdroj ho nedokáže dlouhodobě zvládnout. Správně dimenzovaným napájením se vyhnete nestabilitě. Intelem stanovené limity pro ATX 2.03 jsou +/- 5% na 3,3V, 5V a 12V větvi.

Na závěr připomenu, že kvalitní zdroje (Enermax, Antec, Fotron a jiné) jsou schopné utáhnout vysoceodběrové počítače i při nižším nominálním maximálním výkonu. Tyto zdroje mají totiž mnohem lepší stabilitu než běžné levné kusy a dále se také dá očekávat větší maximální výkony na jednotlivých větvích (v tomto exceluje zejména Enermax).

Požadavky na chlazení

Při volbě chlazení se vždy řiďte doporučením výrobce procesoru nebo se podívejte na různé srovnávací testy na Internetu. Není vysloveně nutné mít ten nejvýkonnější chladič a ani není nutné mít chladič s certifikací, nicméně je vhodné alespoň pohledem na mohutnost odhadnout, zda ten který chladič je schopen splnit požadavky na něj kladené. U nejnovějších čipů je vhodné zvolit modely s měděnou základnou nebo ještě lépe celoměděné typy. Toto se týká především procesorů AMD Athlon.

U procesorů Pentium 4 si s funkcí chlazení starosti dělat nemusíte, chladiče jsou velmi mohutné a větráky velké. Pamatujte však, že čím nižší teplotu Pentium 4 má, tím lepší výkon a také delší životnost. Při přetaktování mějte na paměti, že malé zvýšení napětí dokáže při obrovských proudových odběrech katapultovat spotřebu bez problémů nad 100W. Procesor se pak může snadno přehřívat, a to i při dobrém chlazení (problém lokálního přehřívání SNDS rozhodně nelze podceňovat).

Není od věci zkontrolovat si, jak moc je vaše chlazení efektivní. Maximální naměřená teplota by se měla držet hluboko pod specifikací procesoru. Obecně se dá říct, že teploty čipu nad 60 stupňů Celsia už nejsou pro jeho životnost právě ideální.

Teplotu zjistíte nejlépe pomocí v procesoru integrovaném čidlu. O něco horším měřidlem je čidlo v socketu, kde je nutné počítat s rozdílnou kalibrací u jednotlivých desek (porovnávat Asus s Abitem a to ještě s MSI je absolutní nesmysl) a také je nutné počítat s určitou rezervou, řekněme 10 stupňů navrch oproti naměřené teplotě.

Samotné měření teploty navíc není vůbec jednoduché. Interní čidla jsou často velmi nepřesná a čidlo umístěné na základní desce měří spíše teplotu socketu než teplotu procesoru. Paradoxně nejspolehlivější metodou je sáhnout si na chladič. Jestliže na něm neudržíte ruku, okamžitě systém vypněte a zlepšete chlazení. Teplý být může, i když v ten okamžik začněte přemýšlet o něčem lepším. Pokud je jen o něco málo víc teplý než vaše ruka, je vše v pořádku. Jestliže ale víte, že váš procesor spotřebuje poměrně hodně el. energie a přitom máte chladič ne nějak extra veliký, je jeho chladnost znamením špatného tepelného přechodu mezi procesorem a chladičem. V tom případě je nutné zkontrolovat nanesení tepelně vodivé pasty a správné umístění chladiče.