Voilà pourquoi les processeurs Intel consomment plus que leur TDP, Réactions à la publication du 12/11/2018

[Lionel]

Depuis toujours ou presque, les fabricants de processeurs ont accolé à leurs puces une information, le TDP, pour Thermal Design Power. Il s'agit de l'enveloppe thermique de la puce, sa puissance dissipée. Cela permet d'ajuster la capacité des systèmes de refroidissement de ces puces afin d'éviter les surchauffes.
Elle est dans les faits également pratiquement identique à la puissance consommée étant donné que plus de 99% de l'énergie consommée par un processeur est transformée en chaleur.

Les choses ont toutefois changé sur ce que représente réellement cette valeur, surtout chez Intel ces derniers temps.
En effet, le TDP ne reflète plus la consommation / dissipation maximale d'une puce qui peut aller bien au-delà de la valeur annoncée. Ainsi, un processeur récent ayant un TDP de 95W peut dissiper plus de 180W.

C'est lié au fait que dorénavant cette consommation est celle qu'aura une puce qui utilise sa fréquence de base sur tous ses cœurs. La tension allouée au processeur est celle qu'Intel nomme PL1.
Toutefois le fondeur a ces derniers temps augmenté le nombre de cœurs de ses processeurs mais aussi rendu les modes turbo plus agressifs pour gagner en performances.
A ce moment-là une nouvelle tension de fonctionnement baptisée PL2 entre en jeu. Elle est significativement bien plus élevée, alors que la consommation d'une puce progresse avec dans l'équation une tension élevée au carré.
Une autre valeur est définie, elle porte le nom de Tau. Il s'agit de la durée pendant laquelle le mode Turbo pourra fonctionner. Il s'agit là de prendre en compte l'inertie thermique du système de refroidissement. Elle permet de ponctuellement aller au-delà des spécifications sans que la température de la puce n'atteigne le niveau où elle se met en mode de protection contre la surchauffe.
Les fabricants d'ordinateurs ou de cartes mères peuvent jouer sur PL2 et Tau en fonction du système de refroidissement des machines et de la puissance de leur alimentation.

Tout ceci implique certaines choses. Ainsi deux ordinateurs aux spécifications annoncées identiques, à commencer par le processeur utilisé, n'auront pas forcément les mêmes performances. Elles pourront varier significativement si PL2 et / ou Tau ont été réglées de manière conservatrice ou agressive. C'est surtout valable sur des ordinateurs portables.

C'est certainement ce qui a conduit aux problèmes que l'on a connus à la sortie des MacBook Pro 15" à 6 coeurs. Apple n'a pas dû prendre en compte ces "détails" et les processeurs libres de pomper tout ce dont ils avaient besoin se sont heurtés aux limites du système d'alimentation et du refroidissement.

Trouver le meilleur compromis est donc maintenant une science qui doit démarrer au moment du début de la conception d'une machine et nécessite un ajustement en fonction de chaque modèle de processeur.


Lien vers le billet original

[dandu]

En fait, non.

Elle est dans les faits également pratiquement identique à la puissance consommée étant donné que plus de 99% de l'énergie consommée par un processeur est transformée en chaleur.

Ca c'est faux, justement. En fait dans la majorité des cas chez Intel depuis un moment, les CPU atteignent justement pas le TDP, même à fond. Y a pleins de modèles de Core i3, i5 et i7 qui consomment beaucoup moins que le TDP, même à fond.

Les valeurs PL1 et PL2 posaient pas trop de soucis jusqu'à maintenant parce qu'un CPU était significativement sous la valeur PL1 à sa fréquence de base et à peine au TDP avec le Turbo à fond quand on bidouillait pas les paramètres (certaines cartes mères réglées sur Auto forcent le Turbo à fond).

Le problème actuel, c'est que les CPU bougent pas techniquement, mais que le nombre de coeurs/la fréquence augmentent. Un Core i7 "6e génération" avec quatre coeurs et un Turbo à 4,2 GHz, même à fond, il est dépasse pas réellement PL1 (et à un PL2 assez bas, du coup). Un Core i9 9900K ("9e génération"), il a la même base technique, la même gravure et donc en gros le même comportement technique. Donc forcément, il s'approche de PL1 rapidement à sa fréquence de base avec 8 coeurs. Et son Turbo à 5 GHz demande (beaucoup) plus de puissances.

Le problème, c'est pas les valeurs et le fonctionnement du truc, c'est utilisé depuis un moment et efficace. Le problème, c'est augmenter les coeurs et la fréquence sans changer la gravure et l'architecture de base : ça consomme plus.

Ce message a été modifié par dandu - 12 Nov 2018, 00:20.

[Princo22]

+1

Le TDP, c'est, comme son nom l'indique, une valeur technique censée indiquer le dimensionnement du système de refroidissement pour un fonctionnement optimal de la puce.
Ca n'a jamais été une représentation de la consommation ou de la puissance dégagée en chaleur.

Deux CPUs identiques de la même gamme ont généralement le même TDP mais des fréquences de fonctionnement et donc des consommations différentes.

Une simple différence de T° max entre deux puces par ailleurs identiques peut amener à un TDP différent sans que la consommation ne bouge réellement. C'est d'ailleurs une technique habituelle pour permettre de baisser le TDP des puces mobiles.
Tout comme l'introduction de turbo a mis à terre toute corrélation directe entre TDP et consommation, les turbo pouvant entraîner une hausse notable de consommation sans modification du TDP.

Mais bon, je suis ravi que Anandtech découvre l'existence des turbo ou de l'exploitation de l'inertie thermique. C'est pas comme si Intel communiquait dessus depuis Sandy Bridge et AMD depuis l'Opteron.

Ce message a été modifié par Princo22 - 12 Nov 2018, 01:19.

[Sethy]

Dans l'absolu, je trouve que communiquer ces 3 valeurs a bien plus de sens qu'un simple TDP Max.

Et bon, il ne faut pas être grand clerc pour se rendre compte qu'une puce hexacore d'un MacBook ne va pas pouvoir tenir le coup aussi longtemps que la même puce installée dans un Mac Pro camion (ou même au format tube).

Ce message a été modifié par Sethy - 12 Nov 2018, 01:39.

[SartMatt]

Mais bon, je suis ravi que Anandtech découvre l'existence des turbo ou de l'exploitation de l'inertie thermique. C'est pas comme si Intel communiquait dessus depuis Sandy Bridge et AMD depuis l'Opteron.

Et à mon avis, c'est pareil du côté de Qualcomm et cie, parce qu'on observe des comportements similaires sur leurs puces (après, c'est en regardant l'évolution de la fréquence qu'on constate des similitudes, donc c'est pas forcément régulé de la même façon derrière, ça peut par exemple être juste un asservissement de la fréquence de fonctionnement en fonction de la température).

Et c'est l'une des raisons pour laquelle des benchmarks faisant passer leur jeu de test très rapidement, comme Geekbench, ne sont absolument pas représentatifs des performances réelles en charge intensive... Une machine dont le système de refroidissement permet de tenir PL2 indéfiniment et une machine avec le même CPU mais qui ne parvient à tenir PL2 que pendant 30s, elles vont avoir les mêmes performances dans des benchs courts. Alors que sur la durée, la seconde sera moins performante que la première...

Pire, on peut avoir une machine avec un PL2 supérieur sur 30s et un PL1 inférieur, ce qui fait qu'elle aura des performances supérieures sur des charges courtes et inférieure sur des charges longues...

Typiquement, c'est ce qu'on peut observer en comparant différentes stratégies de refroidissement pour PC industriels compacts, avec d'un côté des machines à refroidissement passif dont le boîtier fait office de radiateur, avec du coup beaucoup d'inertie, et donc la possibilité d'avoir un PL2 élevé pendant une durée relativement "longue", mais ensuite un PL1 bridé parce qu'il n'y a pas de ventilation et que la chaleur accumulée dans le radiateur ne se dissipe pas vite, et de l'autre des machines misant avant tout sur la ventilation avec un petit radiateur et une très gros flux d'air, ce qui va permettre de maintenir un PL1 plus élevé, mais avec très peu de marge de manœuvre pour monter plus haut en PL2, l'inertie du radiateur étant très faible.

[zero]

Les ventilateurs ont trois inconvénients : Bruit, durée de vie et la poussière qui réduit la capacité de refroidissement. Ces deux derniers sont particulièrement un problème dans les imac qui ne sont pas conçus pour être démontés.

[Pat94]

Tout ceci implique certaines choses. Ainsi deux ordinateurs aux spécifications annoncées identiques, à commencer par le processeur utilisé, n'auront pas forcément les mêmes performances. Elles pourront varier significativement si PL2 et / ou Tau ont été réglés de manière conservatrice ou agressive. C'est surtout valable sur des ordinateurs portables.

C'est certainement ce qui a conduit aux problèmes que l'on a connu à la sortie des MacBook Pro 15" à 6 coeurs. Apple n'a pas dû prendre en compte ces "détails" et les processeurs libres de pomper tout ce dont ils avaient besoin se sont heurtés aux limites du système d'alimentation et du refroidissement.

Trouver le meilleur compromis est donc maintenant une science qui doit démarrer au moment du début de la conception d'une machine et nécessite un ajustement en fonction de chaque modèle de processeur

Il est quand même surprenant que les ingénieurs d'une boîte comme APPLE n'aient pas les caractéristiques de dissipation exacte des processeurs qu'ils intègrent dans leurs bécanes, de plus on ne lâche pas une machine qui est théoriquement le haut de la gamme, comme le MacBook Pro 15" à 6 coeurs sur le marché sans avoir fait des tests poussés à l'extrême.
Ce genre d'erreur était envisageable quand les concepteurs travaillaient dans leur garage, à notre époque c'est inexcusable et démontre que cette société se contrefout de ses clients.

[jakin1950]

Ce sont des considérations de haut vol

A mon stade d'utinlisateur, je m'intéresse au bruit; à la puissance dans un encodage vidéo de 15 minutes

Mon ordinateur tour a un boitier 50*45*24 cm avec des filtres , plusieurs ventilateurs 3 disques internes , une nvidia GTX 1060 32 gigas de RAM
Il ne fait aucun bruit même en encodant en H265
Il pèse 20 kg. Je nettoie les filtres 4 fois par an

J'ai un vieux macbook que je dépoussière 1 fois par an . Je l'ai donné à une de mes filles . il a 5 ans , j'ai changé la RAM , remplacé le disque dur par un SSD sata
Il est incapable d'encoder de la vidéo , mais suffit pour la bureautique

Pour les vacances, j'ai un portable avec un SSD, une nvidia 1060 . En choisissant les bons codecs , il arrive à encoder avec Première en H265 les vidéos de drone
Je laisse de l'air sous le portable pour permettre à la chaleur de se dissiper
Je le démonterai quand il commencera à faire du bruit pour le nettoyer . Je l'ai depuis plus d'un an.

Il existe une opposition entre la finesse, le volume , la possibilité de nettoyage ; et le maintient d'une puissance de travail sans bruit pendant une demi heure.

Pour du travail de bureau , un portable fin , tout soudé peut se concevoir , il n' a pas besoin de grand chose

S'il s'agit de faire du travail nécessitant des calculs complexes , du rendu avec archicad ou de l'encodage vidéo , ce n'est pas possible.

[Princo22]

Tout ceci implique certaines choses. Ainsi deux ordinateurs aux spécifications annoncées identiques, à commencer par le processeur utilisé, n'auront pas forcément les mêmes performances. Elles pourront varier significativement si PL2 et / ou Tau ont été réglés de manière conservatrice ou agressive. C'est surtout valable sur des ordinateurs portables.

C'est certainement ce qui a conduit aux problèmes que l'on a connu à la sortie des MacBook Pro 15" à 6 coeurs. Apple n'a pas dû prendre en compte ces "détails" et les processeurs libres de pomper tout ce dont ils avaient besoin se sont heurtés aux limites du système d'alimentation et du refroidissement.

Trouver le meilleur compromis est donc maintenant une science qui doit démarrer au moment du début de la conception d'une machine et nécessite un ajustement en fonction de chaque modèle de processeur

Il est quand même surprenant que les ingénieurs d'une boîte comme APPLE n'aient pas les caractéristiques de dissipation exacte des processeurs qu'ils intègrent dans leurs bécanes, de plus on ne lâche pas une machine qui est théoriquement le haut de la gamme, comme le MacBook Pro 15" à 6 coeurs sur le marché sans avoir fait des tests poussés à l'extrême.
Ce genre d'erreur était envisageable quand les concepteurs travaillaient dans leur garage, à notre époque c'est inexcusable et démontre que cette société se contrefout de ses clients.

Les OEMs ont toutes les cartes en main, ce sont eux qui configurent les CPUs à leur guise: la valeur des Power Limit, leur durée, les détails du turbo, l'ASMT ou les PL3 et 4. Et Intel leurs fourni tous les outils nécessaires pour le faire, notamment via la plate forme DPTF.

Les valeurs par défaut pour ce type de réglages sont généralement très conservatrices - Par exemple, le PL1 a une durée par défaut de 1s là ou Intel recommande 28s pour les CPU mobiles. Ces réglages n'ont rien de secret et les données techniques qu'ils impliquent non plus.

[marc_os]

1. La tension allouée au processeur est celle qu'Intel nomme PL1.

2. Elle est significativement bien plus élevée alors que la consommation d'une puce progresse avec dans l'équation une tension élevée au carré.

3. C'est certainement ce qui a conduit aux problèmes que l'on a connu à la sortie des MacBook Pro 15" à 6 coeurs. Apple n'a pas dû prendre en compte ces "détails" et les processeurs libres de pomper tout ce dont ils avaient besoin se sont heurtés aux limites du système d'alimentation et du refroidissement.

Quelques petits commentaires sur cet article que je trouve en fait intéressant, si si.

Formulations pouvant être améliorées

1. La tension appliquée au processeur est celle qu'Intel nomme PL1.

2. la consommation d'une puce progresse en gros avec le carré de la tension.
(En courant continu on a : P = U² / R, avec U la tension, R la résistance du circuit.)

Opinion

3. Vu la la maîtrise par Apple des CPU qu'elle conçoit en partie elle même (bien sûr pas celles d'Intel), je doute qu' « Apple n'ait pas dû prendre en compte ces "détails" » du tout. Qu'Apple ait mal pris en compte ces "détails", je le conçois, mais pas du tout, alors là je n'y crois pas une seconcd.

[Lionel]

3. Vu la la maîtrise par Apple des CPU qu'elle conçoit en partie elle même (bien sûr pas celles d'Intel), je doute qu' « Apple n'ait pas dû prendre en compte ces "détails" » du tout. Qu'Apple ait mal pris en compte ces "détails", je le conçois, mais pas du tout, alors là je n'y crois pas une seconcd.

Tu peux, mais tout porte à croire que c'était le cas. Relis les articles de l'époque.

[iAPX]

L'article est très bon, je l'ai littéralement dévoré hier

On peut indiquer que le PL1 proche du "TDP" peut-être très éloigné du PL2, comme sur les MacBook retina 12", où on est autour de 7W en continu en limitation thermique (avec un PL1 qui est carrément plutôt du coté de 8W ou 9W), et un PL2 qui est du coté de 18W pour favoriser les tâches interactives courtes: il est comme une smart électrique, il ne va pas vite, mais il accélère comme une bombe!

[Hebus]

3. Vu la la maîtrise par Apple des CPU qu'elle conçoit en partie elle même (bien sûr pas celles d'Intel), je doute qu' « Apple n'ait pas dû prendre en compte ces "détails" » du tout. Qu'Apple ait mal pris en compte ces "détails", je le conçois, mais pas du tout, alors là je n'y crois pas une seconcd.

Tu peux, mais tout porte à croire que c'était le cas. Relis les articles de l'époque.

J’avais plutot compris qu’il y avait eu une couille dans le potage lors des deploiements des versions des firmwares... et autres ressources.

Apple reached out to Lee to and worked with him to replicate his workflow, getting to the source of the bug. Apple discovered that there was a missing digital key in the MacBook Pro firmware that impacted the thermal management system, driving down clock speeds under heavy thermal loads. This was a problem that appears to have affected all 2018 MacBook Pro models.

https://www.macrumors.com/2018/07/24/thrott...o-improvements/

Ce message a été modifié par Hebus - 12 Nov 2018, 13:42.

[Lionel]

3. Vu la la maîtrise par Apple des CPU qu'elle conçoit en partie elle même (bien sûr pas celles d'Intel), je doute qu' « Apple n'ait pas dû prendre en compte ces "détails" » du tout. Qu'Apple ait mal pris en compte ces "détails", je le conçois, mais pas du tout, alors là je n'y crois pas une seconcd.

Tu peux, mais tout porte à croire que c'était le cas. Relis les articles de l'époque.

J’avais plutot compris qu’il y avait eu une couille dans le potage lors des deploiements des versions des firmwares... et autres ressources.

Apple reached out to Lee to and worked with him to replicate his workflow, getting to the source of the bug. Apple discovered that there was a missing digital key in the MacBook Pro firmware that impacted the thermal management system, driving down clock speeds under heavy thermal loads. This was a problem that appears to have affected all 2018 MacBook Pro models.

https://www.macrumors.com/2018/07/24/thrott...o-improvements/

Si je résume, Apple a oublié de prendre en compte les spécificités des processeurs dans le firmware. A mon avis, ils ont oublié de régler la PL2 ce qui fait que le processeur utilisait celle par défaut, pas adaptée au design étriqué de ces machines.

[iAPX]

En cas de limitation thermique, comme dans le cas du MacBook retina 12" ou comme décrit dans l'article, la CPU throttle gentiment en restant au maximum de température autorisé et donc au niveau de performance maximale possible sans griller (vers 95º à 100º suivant les CPU).
L'article décrit d'ailleurs ce type de fonctionnement, choisi par certaines carte-mère par défaut pour maximiser les performances à tout instant, dans les limites de leur possibilité d'alimentation et aussi -évidemment- de la dissipation thermique.

J'aurais tendance à penser que c'était plutôt les réglages des étages d'alimentation qui ne permettaient pas à la CPU d'aller à sa vitesse maximale sur la durée, car si on veut exploiter "à fond" une CPU moderne, comme décrit dans l'article, elle peut consommer des quantité d'énergie n'ayant rien à voir avec le TDP, même sur la durée, pour peu que le système de dissipation thermique suive (et qu'on la laisse faire via PL2 puis surtout PL1).

[dandu]

Tout ceci implique certaines choses. Ainsi deux ordinateurs aux spécifications annoncées identiques, à commencer par le processeur utilisé, n'auront pas forcément les mêmes performances. Elles pourront varier significativement si PL2 et / ou Tau ont été réglés de manière conservatrice ou agressive. C'est surtout valable sur des ordinateurs portables.

C'est certainement ce qui a conduit aux problèmes que l'on a connu à la sortie des MacBook Pro 15" à 6 coeurs. Apple n'a pas dû prendre en compte ces "détails" et les processeurs libres de pomper tout ce dont ils avaient besoin se sont heurtés aux limites du système d'alimentation et du refroidissement.

Trouver le meilleur compromis est donc maintenant une science qui doit démarrer au moment du début de la conception d'une machine et nécessite un ajustement en fonction de chaque modèle de processeur

Il est quand même surprenant que les ingénieurs d'une boîte comme APPLE n'aient pas les caractéristiques de dissipation exacte des processeurs qu'ils intègrent dans leurs bécanes, de plus on ne lâche pas une machine qui est théoriquement le haut de la gamme, comme le MacBook Pro 15" à 6 coeurs sur le marché sans avoir fait des tests poussés à l'extrême.
Ce genre d'erreur était envisageable quand les concepteurs travaillaient dans leur garage, à notre époque c'est inexcusable et démontre que cette société se contrefout de ses clients.

Personne les a. C'est assez variable en fonction de la puce, et c'est difficile d'avoir une valeur exacte.

Après dans les 6 cores, ils ont visiblement mal fixé les valeurs au départ et une mise à jour d'EFI a corrigé ça pour des valeurs plus réalistes.

[linus]

Tout ceci implique certaines choses. Ainsi deux ordinateurs aux spécifications annoncées identiques, à commencer par le processeur utilisé, n'auront pas forcément les mêmes performances. Elles pourront varier significativement si PL2 et / ou Tau ont été réglés de manière conservatrice ou agressive. C'est surtout valable sur des ordinateurs portables.

C'est certainement ce qui a conduit aux problèmes que l'on a connu à la sortie des MacBook Pro 15" à 6 coeurs. Apple n'a pas dû prendre en compte ces "détails" et les processeurs libres de pomper tout ce dont ils avaient besoin se sont heurtés aux limites du système d'alimentation et du refroidissement.

Trouver le meilleur compromis est donc maintenant une science qui doit démarrer au moment du début de la conception d'une machine et nécessite un ajustement en fonction de chaque modèle de processeur

Il est quand même surprenant que les ingénieurs d'une boîte comme APPLE n'aient pas les caractéristiques de dissipation exacte des processeurs qu'ils intègrent dans leurs bécanes, de plus on ne lâche pas une machine qui est théoriquement le haut de la gamme, comme le MacBook Pro 15" à 6 coeurs sur le marché sans avoir fait des tests poussés à l'extrême.
Ce genre d'erreur était envisageable quand les concepteurs travaillaient dans leur garage, à notre époque c'est inexcusable et démontre que cette société se contrefout de ses clients.

J'ai du mal à croire que Apple puisse se tromper sur un truc aussi évident.
Steve Jobs ajoutait que les chefs et grands ingénieurs d'Apple sont très très bien payés et n'ont donc pas le droit à ce genre d'incompétence.

Ce message a été modifié par linus - 12 Nov 2018, 16:44.

[Princo22]

Tout ceci implique certaines choses. Ainsi deux ordinateurs aux spécifications annoncées identiques, à commencer par le processeur utilisé, n'auront pas forcément les mêmes performances. Elles pourront varier significativement si PL2 et / ou Tau ont été réglés de manière conservatrice ou agressive. C'est surtout valable sur des ordinateurs portables.

C'est certainement ce qui a conduit aux problèmes que l'on a connu à la sortie des MacBook Pro 15" à 6 coeurs. Apple n'a pas dû prendre en compte ces "détails" et les processeurs libres de pomper tout ce dont ils avaient besoin se sont heurtés aux limites du système d'alimentation et du refroidissement.

Trouver le meilleur compromis est donc maintenant une science qui doit démarrer au moment du début de la conception d'une machine et nécessite un ajustement en fonction de chaque modèle de processeur

Il est quand même surprenant que les ingénieurs d'une boîte comme APPLE n'aient pas les caractéristiques de dissipation exacte des processeurs qu'ils intègrent dans leurs bécanes, de plus on ne lâche pas une machine qui est théoriquement le haut de la gamme, comme le MacBook Pro 15" à 6 coeurs sur le marché sans avoir fait des tests poussés à l'extrême.
Ce genre d'erreur était envisageable quand les concepteurs travaillaient dans leur garage, à notre époque c'est inexcusable et démontre que cette société se contrefout de ses clients.

Personne les a. C'est assez variable en fonction de la puce, et c'est difficile d'avoir une valeur exacte.

Après dans les 6 cores, ils ont visiblement mal fixé les valeurs au départ et une mise à jour d'EFI a corrigé ça pour des valeurs plus réalistes.

Ben si, Intel fourni tout ça.
Avant les cTDP, ils fournissaient même les specs précises pour chaque C-State de chaque série. Maintenant, ils filent les formules pour tout calculer en fonction des réglages, explications et graphiques en bonus.