Hiểu thêm về thông số tiêu thụ điện TDP và SDP trong con chip của Intel

Nếu theo dõi các thông tin tại CES 2013 vừa diễn ra, hẳn bạn sẽ vẫn còn nhớ tại đây, Intel đã chính thức ra mắt dòng chip Y-Series (nền tảng Ivy Bridge) mới dùng được cho cả Ultrabook lẫn máy tính bảng. Slide thuyết trình của Intel gọi đây là những con chip Ivy Bridge 7W, sau đó nhân viên thuyết trình của Intel lập tức so sánh chúng với các chip U-Series 17W được sử dụng phổ biến trên Ultrabook hiện nay. Sự so sánh này khiến nhiều người ban đầu lầm tưởng rằng dòng chip Y-Seires của Intel có mức tiêu thụ điện (TDP - Thermal Design Power) chỉ 7W, rất tiết kiệm so với TDP 17W của U-Series. Thế nhưng, như chúng ta đã biết sau đó thì con số 7W mà Intel quảng cáo không phải là TDP mà là SDP (scenario design power), 1 đơn vị đo lường mức độ tiêu thụ điện khác của con chip do chính Intel đưa ra. Mức TDP của Y-Series thực chất là 13W, tuy vẫn tiêu tốn ít điện năng hơn so với U-Series nhưng rõ ràng không quá nhiều. Nói về SDP, đây là 1 cách tính mức tiêu hao điện (của chip) mới mà Intel đưa ra. Trong bài viết dưới đây, chúng ta sẽ làm rõ 2 khái niệm TDP và SDP để xem giữa chúng có gì khác nhau, và vì sao Intel phải dùng thông số SDP để quảng bá cho Y-Series thay vì dùng TDP như truyền thống.

TDP có thể hiểu là công suất thoát nhiệt, là lượng nhiệt chip xử lý tỏa ra mà hệ thống làm mát cần phải giải tỏa. TDP thường cho biết mức tiêu thụ điện của con chip. Theo Intel, khi hãng công bố mức TDP cho 1 con chip nào đó - ví dụ chip Core i5-3317U có mức TDP 17W - không đồng nghĩa với việc Core i5-3317U luôn tiêu thụ điện ở mức 17W. Con số thực tế sẽ có thể thay đổi, thấp hơn hoặc cao hơn mức TDP, tùy theo tác vụ mà máy phải xử lý nặng hay nhẹ. Tuy nhiên, TDP được Intel gán cho chip là mức tiêu thụ điện có tính chất tham khảo để các kĩ sư từ OEM như Asus, Dell...thiết kế giải pháp tản nhiệt phù hợp cho sản phẩm. 

Với các máy tính là laptop, việc cân bằng giữa điện năng tiêu thụ và hiệu năng được quyết định bởi các yếu tố bao gồm xung nhịp, số nhân CPU hoạt động, các yếu tố khác tùy thuộc vào tác vụ mà máy đảm nhiệm. Các vi xử lý trước đây có khả năng giảm xung nhịp xuống ở chế độ idle để giảm lượng điện tiêu thụ, còn các CPU mới hơn và được trang bị công nghệ Turbo Boost trên thực tế có thể cho tốc độ cao hơn tốc độ mặc định, cũng như có mức tiêu thụ điện cao hơn. Nguyên lý của việc này là CPU càng hoàn thành tác vụ nhanh bao nhiêu, nó càng nhanh chóng quay về chế độ idle nhanh hơn bấy nhiêu, giúp máy tiết kiệm điện hơn ở chế độ này. Trên thực tế, có 2 mức tiêu thụ điện mà các OEM cung cấp để đánh giá khả năng xử lý công việc nhanh hay chậm của CPU:

- PL2 (Power Limit) cho biết mức điện năng mà CPU được cấp để thực hiện tác vụ ở mức tiết kiệm điện nhất. 

- PL1 cho biết mức điện năng mà vi xử lý được cấp để chạy các tác vụ ở tốc độ nhanh nhất có thể. 

Và Intel sử dụng mức điện năng của PL1 để thiết lập mức TDP tối đa của CPU. Như vậy, khi nói các các chip U-series có TDP 17W, chúng ta hiểu rằng Intel đã test và tính toán chúng ở các mức PL1 khác nhau gồm 17W, 20W, và 14W. Intel áp TDP của con chip là 17W vì đây là con số trung bình mà họ tính toán được rằng con chip sẽ tiêu tốn trong suốt quá trình làm việc. 2 giá trị sau (20W và 14W) không xuất hiện trên bao bì quảng cáo sản phẩm mà chúng được dành cho các OEM để họ thiết kế tản nhiệt cho phù hợp như đã nói. Với 2 hệ thống cùng sử dụng 1 con chip có cùng mức TDP, khi chạy các tác vụ nhẹ, chúng đều cho hiệu năng giống nhau mặc cho các mức PL1 khác nhau mà OEM thiết lập. Chỉ khi người dùng xử lý các tác vụ nặng như chỉnh sửa video, ảnh, chơi game..., 2 máy tính cùng sử dụng 1 con chip có thể tiêu tốn điện khác nhau, và điều này phụ thuộc vào việc OEM thiết lập cho nó chạy ở TDP nào (các mức 17W, 20W và 14W ở trên là 1 ví dụ).

SDP là định nghĩa được nhắc tới lần đầu tiên ở dòng chip Y-series của Intel. Cụ thể, Y-series có TDP tối đa là 13W, giảm 4W so với các chip dòng U. Làm được điều này là nhờ Y-series đã được giảm mức xung xuống so với U-series mà chúng ta đã nói tới ở bài viết trước. Intel cũng tiến hành thử nghiệm Y-series ở 2 mức PL1 khác là 10W và 7W. Đây chính là mức tiêu thụ điện xuất hiện trong slide thuyết trình của Intel tại CES và được Intel dùng để quảng cáo khiến cho chúng ta bị nhầm tưởng TDP của dòng chip Y chỉ là 7W. Trên thực tế, con số 7W có được là do Intel đã thử cho con chip chạy ở 2 mức PL1 thấp là 10W và 7W, và sau đó họ chọn 7W (con số thấp nhất) để làm SDP khi marketing.

Intel cho biết SDP là phương thức đánh giá mà hãng sẽ áp dụng cho dòng CPU Y-series hiện tại lẫn trong tương lai. Các dòng vi xử lý U-series, M-series, cũng như vi xử lý dành cho máy để bàn vẫn sẽ tiếp tục sử dụng hệ thống đánh giá TDP, ít nhất là trong tương lai gần. Với các thiết bị sử dụng dòng chip Y, mức tiêu thụ điện thấp hơn sẽ giúp cho thiết bị (bao gồm tablet và laptop) có thời lượng pin tốt hơn, thiết kế mỏng hơn. Khi chạy các tác vụ nhẹ nhàng, có thể con chip sẽ không bị ảnh hưởng về hiệu năng, tuy nhiên, với các tác vụ nặng, hiệu năng của CPU sẽ bị biến động, tùy thuộc vào việc OEM thiết lập cho con chip chạy ở mức SDP 7W hay TDP 13W. Có 1 điều chắc chắn rằng cho dù Y-series cho dù được thiết lập PL1 chỉ 7W thì chúng vẫn cho hiệu năng cao hơn nhiều so với tất cả các chip dòng Atom (của chính Intel) hay ARM.