CPU功耗的解析

        我們沒有一個能準確計算電腦功耗的方法，每次等到月底結算電費的時候才知道一臺電腦每個月大約要用到的電量。電腦的功耗一直都沒有被人所關注，隨著低功耗CPU的面世，“功耗”這個詞才開始被引用。細心的朋友發現CPU的功耗跟實際功耗是有差別的，電腦的功耗跟實際功耗也是有差別的。

        CPU的功耗：

        當CPU的散熱設計功耗(TDP: Thermal Design Power) 值最主要是提供給計算機系統廠商，散熱片/風扇廠商，以及機箱廠商等等進行系統時使用的。因為TDP的值表明，對應系列CPU 的最終版本在滿負荷(CPU 利用率為100%的理論上)可能會達到的最高散熱熱量。但是，TDP值并不等同于CPU的實際功耗，更沒有算術關系。

　　CPU的實際功耗沒有捷徑獲得，只能實際測試。實際功耗對最終用戶才有意義。

　　對于一個系列的CPU，英特爾一般給出一個整體的TDP值，不會為每個系列的不同型號的CPU提供不同的TDP值，所以大家可以看到一大批不同型號的CPU都通用一個TDP值。例如，英特爾已經發布的酷睿2 雙核 6xxx 系列，4xxx 系列和奔騰雙核 2xxx 系列，甚至這些系列后續的新型號，提供的散熱設計功耗(TDP)值都為65W，CPU的主頻跨度從1.6GHz 到3.0GHz，甚至將來更高主頻的產品。難道這些CPU的理論最高散熱功耗都為65W(瓦)?不是的。只有將來最高性能的型號在滿負荷的時候可能會達到這個值。

　　為什么要這么做呢?為了方便系統的設計以及廠商對部件物料的管理。因為散熱片/風扇/機箱廠商以及計算機系統廠商只要設計或采用一套可以幫助CPU散熱達到65W的方案，就可以在系統中采用符合TDP 65W的所有CPU。否則，TDP值分的過細，廠商在管理部件上就太紛雜了，要為每一個型號的CPU配備貼切的散熱片/風扇/機箱，為20種型號的CPU準備20種物料?好像沒有人愿意這么做。

　　最終用戶關注的是CPU的實際功耗，但是實際功耗和實際的應用聯系在一起，而且和CPU采用的節能技術密切相關，所以無法得到統一的結果，即使有也是典型應用的實際測試值。另外，CPU不能單獨工作，必須和系統在一起的，所以我個人的意見還是要看系統的整體功耗，它才對最終用戶才有實際意義。例如，一個極端的例子，如果花很多精力在降低計算機內部各個部件的能耗，可是忘了選擇一個高轉換效率的機箱電源，如果這個電源輸入功率為300W(瓦),但是交流到直流的轉換效率只有50%，那么有一半的功耗在轉換過程中就浪費掉了。150瓦呀，不是個小數字!

　　從TDP是得不出CPU的實際功耗的，用計算機內部各個部件的TDP值相加得出整個系統的功耗，邏輯上似乎沒有任何問題，事實上這項“創舉”已經變成業界的笑談。

　　CPU的實際功耗應該等于=實際輸入CPU的電流(A)× CPU的實際電壓(V)，它是供電電壓和電流的乘積。最好的辦法是用精密的功率工具去測試。

　　另外，籠統地計算一個CPU在一個晝夜24小時反復運行一組程序，然后計算累計功耗，是非常誤導的測試，因為一個高能效的CPU，可以在相同的時間完成更多的工作。

　　所以，CPU的實際功耗測試應該是用一組統計出來的程序組合，模擬人們使用計算機的習慣讓計算機運行，如辦公場景，典型的測試軟件為SysMark，家用環境為PCMark，建議用最新的版本。

　　這樣，性能好節能效果好的CPU，就可以在更短的時間內完成任務，依次進入等待，空閑，休眠，深度休眠等節能狀態。例如，同樣一段高清影片的壓縮，高性能的CPU可以在5分鐘完成，差的CPU需要10分鐘完成。提前完成工作的CPU可以做別的工作，或者在剩下的5分鐘處于低負荷的運行狀態——CPU利用率低，系統功耗就小，甚至進入休眠。對于需要10分鐘完成的CPU，后5分鐘還是需要讓CPU處于高負荷的運行狀態，整個系統都需要處于相對高負荷的狀態，由此可見能耗是無法和高性能的CPU相比的。

　　采用最新工藝，最新架構和最新的節能技術的CPU，都是廠商追求的目標，因為只有這些新技術可以確保高性能低能耗技術的實現。例如，從65納米轉向45納米，每個晶體管可以減低5倍以上的漏電流，每個晶體管性能提高20%以上，驅動電量下降30%以上。如果晶體管的數量上數億個，能節省的功耗就非常可觀了。