Введение: производительность процессора в критических ситуациях
Процессоры уже не первый год проверяют на работу в экстремальных условиях. Когда центральные процессоры впервые преодолели гигагерцовый барьер, им пришлось обзавестись большими радиаторами и мощными вентиляторами, которые могли справиться с теплом, выделяемым чипами. Некоторые продукты, такие как Intel Pentium 3, вылетали при перегреве, а Athlon 1200 мог физически сгореть, если снять с него кулер. Ситуация с появлением Pentium 4 улучшилась, поскольку этот процессор мог понижать тактовую частоту, чтобы снизить тепловыделение в случае, если кулер сломался или отпал. Впрочем, проблемы с тепловыделением существуют и сегодня, пусть даже эффективность энергопотребления улучшилась, а процессоры обзавелись разными защитными механизмами. Споры насчёт лучшего соотношения производительности на ватт не стихают, и многие считают, что проблемы с экстремальными ситуациями охлаждения остались в прошлом, но это не так.
Но проблемы возникали не только у AMD: примерно три года назад для Intel настала своя "чёрная полоса" с линейкой процессоров Pentium 4. Эти процессоры как раз собирались достичь частоты 4 ГГц, но за счёт очень высокого тепловыделения. И процессоры Intel всё равно не могли обойти линейку AMD Athlon 64 несмотря на рекордные тактовые частоты. В ноябре 2004 года мы обнаружили, что 3,6-ГГц Pentium 4 560 работает вплотную к своим тепловым пределам и процессор автоматически включает троттлинг (пропуск тактов) для снижения тепловыделения.
Какова же ситуация сегодня? Будут ли процессоры физически "умирать", если у них отпадёт кулер? Что произойдёт, если перестанет работать вентилятор? В соответствии с заявлениями по поводу эффективности энергопотребления AMD и Intel, перестало ли тепловыделение оставаться критической проблемой? Или нет?
Конечно, все процессоры, которые можно купить сегодня, содержат один или больше термодиодов для измерения температуры чипа, так что при перегреве они могут идти на определённые меры. Эти меры могут быть функциями процессора по снижению тепловыделения, либо они могут активироваться самой платформой, чтобы вместиться в критическую схему тепловыделения.
Мы взяли недорогие и high-end процессоры от AMD и Intel, провели тесты с обычным охлаждением, затем симулировали сбой вентилятора процессора. Как мы обнаружили, сегодня всё ещё наблюдаются ощутимые различия между AMD и Intel.
Спецификации процессоров
AMD и Intel публикуют детальную информацию о диапазонах рабочих температур своих процессоров. Обе компании указывают на температуру корпуса процессора, которая обычно измеряется посередине распределителя тепла CPU. Как можно видеть по таблицам ниже, процессоры Athlon 64 X2 предназначены работать с температурами до 78°C, а Core 2 Duo могут работать с температурами до 72°C. Можно заметить, что максимальная температура корпуса процессора (tcase) зависит от теплового пакета: TDP 35 Вт у процессора Athlon 64 X2 позволяет работать при максимум 78°C, а 125-Вт TDP у Athlon 64 FX - не выше 63°C.
Если процессор выходит за диапазон рабочих температур, то сам CPU или материнская плата переходят к определённым мерам. Обычное действие платформы заключается в переходе к максимальной скорости вентилятора кулера, а у процессоров есть свои защитные механизмы.