İşlemci veya ekran kartı gibi donanımlar üzerinde araştırma yaparken sürekli “TDP” şeklinde bir ibare görürüz. TDP değeri elektrik faturasını, sıcaklıkları dahil birçok şeyi etkilerken soğutucu, anakart ve güç kaynağı seçiminde de rol oynar.
GPU ve CPU gibi yeni nesil donanımlar her ne kadar yüksek performans sunuyorsa da her geçen gün güce daha fazla aç hale geldi. Mimariler ve üretim teknolojileri hız kesmeden gelişmeye devam etse de, yüksek performans isteyen ve rekabet halinde olan tüketiciler mecburen güç tüketim seviyelerini arşa çıkarıyor. Orta-üst seviye çipler bugün rahatlıkla 200W seviyelerinin üzerine çıkabiliyor. Hatta üst düzey modellerin 250W’ı rahatlıkla devirdiğini, 300W seviyelerine yaklaştığını görebiliyoruz.
İşlemcilerde TDP Nedir?
Açılımı Thermal Design Power olan TDP, Termal Tasarım Gücü (veya Isıl Tasarım Gücü) anlamına geliyor. En büyük işlemci üreticilerinden Intel bu terimi şöyle tanımlıyor:
“TDP, watt cinsinden Termal Tasarım Gücü anlamına gelir ve maksimum teorik yük altındaki güç tüketimini ifade eder.”
Intel burada “maksimum” şeklinde bir ifade kullanmış lakin güç tüketimi söz konusu olduğunda üreticilerin her zaman belirtmediği farklı aşamalar var. Birazdan bunlardan bahsedeceğiz.
Şirkete göre TDP beklenen güç tüketimine karşılık geliyor. Ancak bu konuda termal süreçler de hesaba katılmalı, çünkü CPU tarafından tüketilen güç sürecin bir noktasında ısı olarak kaybolacaktır. Sonuçta elektrik CPU’nun küçük devrelerinden geçerken sürtünme meydana geliyor. Bu sürtünmeyle ısı da üretiliyor ve bu ısının bir yere atılması gerekiyor.
Soğutucular CPU’yu soğutmak için var lakin neye, hangi değere göre soğutacak? Bu nedenle uygun soğutucuyu alabilmek için üretici tarafından bir TDP değeri belirtilmesi gerekiyor.
Uzun lafın kısası, bir işlemcinin TDP değeri kutudan çıktığı andaki güç gereksinimlerine karşılık gelir. Ancak bu noktada unutmamamız gereken bir şey var. Verilen değerler maksimum turbo frekans ve hız aşırtma uygulanmadan önce üreticinin maksimum güç limiti olarak adlandırdığı değer.
Soğutucunun yanı sıra anakart ve güç kaynağının da TDP gereksinimlerini karşılaması gerekiyor. Eğer hız aşırtma yapmayı düşünüyorsanız, bunu da hesaba katarak gereksinimleri en azından makul bir farkla aşan ürünler tercih etmelisiniz.
TDP Tam Olarak Neyi İfade Ediyor?
Intel, her işlemcide belirli bir güçte belirli bir frekansı garanti ediyor ve bunu genellikle belirli bir soğutucu sınıfını göz önünde bulundurarak yapıyor. Çoğu insan bir çipin TDP derecesini doğrudan maksimum güç çekişine eşit tutar, çünkü işlemciden dağıtılması gereken ısı enerjisi hesaplamalar yapılırken tüketilen güce eşittir. Normalde, TDP derecesi belirli olan bu güç seviyesidir.
Ancak TDP, tam anlamıyla soğutucunun ısıyı dağıtma kabiliyetiyle ilgili. Termal Tasarım Gücü, garanti edilen performans seviyesini elde etmek için gereken CPU soğutucusunun minimum kapasitesidir. Bir miktar enerji dağıtımı da soket ve anakart aracılığıyla gerçekleşir, bu da teknik olarak soğutucu derecesinin TDP’den daha düşük olabileceği anlamına geliyor. Hal böyle olsa da teknoloji dünyasında TDP ve güç tüketimi aynı şeyi ifade etmek için kullanılıyor. Yani bir CPU’nun yük altında çektiği güç.
Bir sistemde TDP, ürün yazılımında ayarlanabilen bir değerdir. Üreticiler tasarladığı mimariler ve yaptığı testlere bağlı olarak belirli güç seviyeleri belirler.
TDP Seviyeleri
Son yıllarda mavi ekibin kullandığı TDP tanımı bu. Şirket, CPU’da belirli bir güç için (temel frekans olarak bilinir) çalışacak nominal frekansın garantisini vermekte, bu da nominal TDP değeri demek. Daha anlaşılır şekilde anlatalım. 3,2 GHz temel frekansa ve 4,7 GHz turbo frekansa sahip 65W TDP ile pazarlanan Core i7-8700’den örnek verelim. Intel, çipin 3,2 GHz’de çalışırken 65W veya altında olacağını garanti ediyor. Yani 3.2 GHz / 65W değerinin üzerinde herhangi bir performans seviyesini garanti etmiyorlar.
Intel ve AMD, teknik özellik listelerinde genellikle işlemcinin tepe frekanslarda ve yük halinde çalıştığı haliyle tükettiği yüksek güç seviyelerini vermez. Örneğin bazı Core i9 yongalara bakalım. “Çarpan kilidi açık K Serisi” işlemciler 125W’lık TDP değeri ile pazarlansa da bu değer PL1, yani “Power Level 1 (1. Güç Seviyesi)” olarak adlandırılan en alt seviyeyi temsil ediyor. Bir de PL2, PL3 ve bazen PL4 gibi güç düzeyleri var.
Intel’in web sitesinde detaylı olarak baktığınızda Processor Base Power’ın (İşlemci Taban Gücü) 125W olarak listelendiğini görürsünüz. Turbo Boost Teknolojisi devreye girdiğinde ise güç tüketimi 250W’ın üzerine çıkabiliyor, bu değer de “Maximum Turbo Power (Maksimum Turbo Gücü)” olarak isimlendiriliyor. Hatta ağır iş yüklerinde 300W’a yakın değerler görürseniz şaşırmayın.
Turbo Boost devreye girdiğinde temel değerlerin üzerine çıkıyoruz. Belirttiğimiz gibi, Core i7-8700 4,7 GHz’lik turboya sahip ve bu değer 3,2 GHz’in çok üzerinde. Dolayısıyla yüksek frekanslarda çok daha fazla güç çekilmekte.
İşi daha da karmaşık hale getiren şey, turbo modlarından hiçbirinin temel frekansa inmemesi. Yani çoğu zaman işlemciniz belirtilen TDP değerinin üzerinde çalışacak ve satın aldığınız soğutucu (hatta belki kutudan çıkan stok soğutucu) bazen yetersiz kalacak.
İşin kötü yanı ise üreticilerin her zaman bunu söylememesi, söylese bile herkese fazla duyurmaması. Soğutma turbo modlar için yeterli değilse ve işlemci sıcaklık sınırına ulaşırsa termal kısıtlama yaşanabilir, yani performans düşebilir.
Bir Örnek: Ryzen 7000 Serisi
AMD, Computex 2022 sunumunda Ryzen 7000 ve AM5 tanıtımını yaparken TDP değerinden “170W” olarak bahsetmişti. Ancak detay verilmediğinden dolayı bu konu kafa karışıklığına neden oldu, sonrasında bir duyuru daha yapıldı.
Anlaşılana göre belirli işlemciler 170W TDP ile geliyor, ancak AM5 soketinin maksimum güç sınırı 230W. Bahsi geçen 170W TDP ve 230W PPT rakamları ise yalnızca soket için tasarım hedeflerini ifade ediyor. Soket AM5, 230W’a kadar PPT (Peak Package Tracing, Tepe Paket Takibi) ile 170W’a kadar TDP’yi destekliyor. TDP aralıkları Zen işlemcilerde TDPx1.35 şeklinde hesaplanıyor ve bu süreç AM5 ile de devam ediyor (170×1.35=229.5). Yeni TDP yapılandırması, Ryzen işlemciler yoğun iş yükleri altına girdiğinde daha fazla işlem performansı sağlayacak. Başka bir deyişle, soket AM5 ani güç dalgalanmaları sırasında yeterli gücü sağlayabilecek şekilde tasarlandı.
Son Yıllarda İşler Değişti
TDP teriminin kullanımı pek değişmemiş olsa da son dönemde işlemcilerin güç sınırlarını kullanma şekli değişti. Geçmişte dört çekirdekli işlemcilerin 95W değerine sahip olduğunu, ancak turbo uygulandığında tam yükte bile yalnızca 50W kullandığını görüyorduk. Şimdi 65W ve 125W gibi etiketler yapıştırılsa da, yüksek çekirdek sayısının da etkisiyle 250-300W seviyelerini rahatlıkla görebiliyoruz.
Hız Aşırtma
Overclock yaptığınızda güç tüketiminin de yükseleceğini zaten biliyorsunuzdur. CPU ile hız aşırtma yaparken genellikle kararlılık sağlamak için voltajı yukarı çekeriz. Bunu yaptığınızda doğrudan TDP değeri de artacaktır. Hem çekilen güç, hem üretilen ısı miktarı yükselir.
TDP ve Performans
Peki TDP iş yüklerinde performansı nasıl etkiler? TDP’yi karşılaştırmak zor, ancak tek CPU modelinde sınırlamalar yaparak baz sonuçlara ulaşmak mümkün. AnandTech tarafından Cinebench R23’te yapılan Ryzen 7950X ve 13900K testlerine bir göz atalım. Aşırı kısıtlamalar olmadığı sürece performansta çok büyük farklılıklar yaşanmıyor. R23’te performansın verilen güce bağlı olarak ölçeklendiğini gösteren tablo:
Yüksek TDP performans açısından genellikle daha iyidir, güç sınırlandığında ise CPU’nun varsayılan olarak yapabildikleriyle orantılı olarak performansını düşürür. İzin verilen TDP değerini artırmak, PSU, RAM ve anakart gibi diğer bileşenler uygun olduğu sürece performansını artırır. Ancak stok hızdan sonra TDP ve voltajı artırdığımızda performans kazancı aynı orantıda yükselmeyecektir.
Sonuç olarak daha yüksek frekanslar daha fazla güç gerektiriyor. Yüksek frekans ve güç demek aynı zamanda daha fazla ısının üretilmesi demek. Bu nedenle soğutucunun da işlemciyi soğutacak seviyede olması gerekiyor.
TDP, Oyun Performansını Nasıl Etkiler?
Oyunlar, bilgisayarın sistem kaynaklarını en çok harcayan uygulamaların başında geliyor. Ancak oyunların bindireceği yük birçok farklı faktöre bağlı. Bazı oyunlar işlemciye, bazıları ise ekran kartına daha fazla yük bindiriyor. Bazıları tek çekirdek performansına odaklanırken, bazıları çok sayıda çekirdekten faydalanmakta. Bu bağlamda oyunları üç kategoriye ayırabiliriz:
- CPU Odaklı Oyunlar: CPU’nun, özellikle de tek çekirdek performansının önemli olduğu oyunlar. Bu tür oyunlar özellikle Source motoru gibi eski oyun motorlarını kullanır. Genel olarak çok oyunculu oyunlar da işlemci gücünden faydalanır. Düşük TDP’li modern bir CPU ve düşük kare hızından en çok etkilenen oyunlar bunlardır.
- GPU Odaklı Oyunlar: Öncelikli olarak ekran kartına yük bindiren, işlemciyi kullansa da bunun ikinci planda olduğu oyunlar. Bir APU kullanmadığınız sürece böyle oyunlar düşük TDP’li işlemcilerden fazla etkilenmez.
- GPU ve CPU Odaklı Oyunlar: Sisteminizin tüm kaynaklarından olabildiğince faydalanan oyunlar. Bazı eski oyunlar da darboğazlar nedeniyle zaman içinde bu kategoride kalabilir. Örneğin orijinal Crysis özellikle tek çekirdekli CPU hızına bağlıydı. Bugün diğer birçok oyunun çalıştırılabilmesi için çok güçlü CPU’lar ve GPU’lar gerekiyor. Yeni nesil yüksek grafikli, ışın izleme destekli oyunlar da CPU’dan fazlasıyla faydalanıyor.
Genel Kullanımı Nasıl Etkiler?
Başta mimari olmak üzere CPU performansını ve verimliliğini etkileyen birçok faktör olduğundan dolayı genelleme yapmak zor. Özet geçecek olursak, aşırı TDP kısıtlamaları olmadığı sürece genel kullanımda fazla farklılık göremezsiniz.
Genel kullanımda çok fazla çekirdeğe yük binmez. Aşağıda farklı TDP seviyelerinde gerçekleştirilen Cinebench R23 tek çekirdek testini görebilirsiniz. Tek çekirdek performansı söz konusu olduğunda yüksek TDP seviyelerine gerek yok. Daha yüksek güç limitleri belirlediğinizde tek çekirdekli iş yüklerindeki performans değişmiyor:
TDP Nasıl Ölçülür?
Cevap üreticiye göre değişebilir. Intel TDP’yi yalnızca “standart çalışma” senaryolarında ölçüyor ve listelenen TDP kullanımına dahili Turbo frekansını bile etmiyor. AMD, TDP’yi “gerekli termal dirence” göre ölçüyor ve listeliyor. Kırmızı takım tarafında soğutucu seçmek daha kolay ve gerçekçi.
Her ne olursa olsun bir işlemci alırken veya araştırırken üreticilerin verdiği değerlere bağlı kalmayın. Mutlaka bağımsız testlere ve ölçümlere bakın.
Ekran Kartlarında TDP
Ekran kartlarındaki TDP aslında işlemcilerin TDP derecelendirmesinden biraz farklı. CPU’larda TDP kısaltması Thermal Design Power (Termal Tasarım Gücü) anlamına gelirken, grafik kartlarında aslında Thermal Design Parameter (Termal Tasarım Parametresi) anlamına geliyor. Bu, GPU’nun güç çekimini manuel olarak ölçmeden sahip olduğumuz gerçek GPU gücünün en yakın ölçüsüdür.
- Ekran Kartlarında TDP, TGP ve TBP Nedir?
GPU ve CPU’ların TDP değeri önemli bir noktada benzer. Tıpkı işlemcilerde olduğu gibi, ekran kartının TDP’si de üretici tarafından tanımlanıyor ve GPU’nun ürettiği termal parametreyi ifade ediyor. Burada aslında çipin watt biçiminde yaydığı ısı tanımlanıyor, bu nedenle watt gibi bir parametre kullanılmakta.
TDP aslında GPU güç tüketimini ölçmek için yeterli bir parametre değil. Ayrıca teknik özelliklerde TDP değerinin listelenmesi aslında her şeyi açıkça ifade etmiyor. Güç çekişi elektrik watt cinsinden ölçülürken GPU’nun ısı çıkışı yine termal watt cinsinden ölçülmekte. Her ikisi de aslında aynı şey, ancak GPU tarafından çekilen güç ile üretilen ısı arasında bir fark var ve bu fark aslında GPU’nun aktif olarak gerçekleştirdiği işe dönüştürülür.
TDP, ekran kartı tarafından üretilen ve soğutma sisteminin normal koşullar altında dağıtması gereken maksimum ısı miktarı olarak da tanımlanabilir. Ancak dediğimiz gibi, asla bir ekran kartının toplam güç tüketimini doğrudan yansıtmaz. Testlerde denk gelmişsinizdir, oyunlarda ve ağır iş yüklerinde ekran kartlarının çok daha yüksek veya daha düşük seviyelere ulaştığına tanık oluyoruz.
