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Processadores com um TDP configurável. Novo modelo de negócio?

Introdução

Nos últimos dias têm aparecido algumas notícias relacionadas com o consumo dos futuros processadores que podem mudar bastante a forma como vemos este mercado e, ao mesmo tempo, os preços destes produtos.

Primeiro é preciso explicar o que é o TDP de um processador.

TDP significa “Thermal design power” e indica normalmente o valor máximo que o processador pode dissipar em Watts a nível de energia.

Um mercado em mudança

No início do mercado de processadores o valor do TDP de cada processador não tinha grande importância. Devido ao fraco desempenho e à baixa complexidade de um processador, eles não precisavam de arrefecimento activo e o consumo era bastante baixo, por isso as diferenças entre produtos a nível de consumo não eram sentidas.
Devido a esse motivo, não era dada importância a este aspecto.

Por volta da altura do Intel 386 e 486, a complexidade dos processadores começou a aumentar e o processo de fabrico não acompanhava este aumento de complexidade e por isso começou-se a ver os primeiros processadores com um sistema de refrigeração activo, normalmente de uma forma simples com uma ventoinha de 40 mm.

O tempo foi passando e os sistemas de refrigeração foram-se tornando cada vez mais complexos. A velocidade das ventoinhas foi aumentando e começaram a aparecer os primeiros sistemas de refrigeração a água, normalmente usados por overclockers.

A importância que o TDP tem num processador não foi algo que apareceu de um dia para o outro, mas foi algo que gradualmente foi preocupando as marcas e os consumidores, com o aumento dos valores.

O primeiro grande choque entre a performance de um processador e um valor demasiado elevado de TDP dá-se durante a vida do Intel Pentium IV.
Este processador foi pensado para ter elevados clocks e foi o que aconteceu durante a sua vida. O progresso do Pentium IV foi feito principalmente aumentando os seus clocks e com isso, um aumento do seu TDP.

Se o TDP não fosse preocupação, a Intel esperava que esta arquitectura chegasse aos 10 Ghz, mas na realidade, nunca passou dos 3.8 Ghz, porque os requisitos a nível de refrigeração começaram a ser proibitivos para a altura.

Ao mesmo tempo, deu-se um grande crescimento na área de portáteis e o Pentium IV não tinha sido pensado para este segmento. Na verdade, o Pentium IV não era de todo apropriado para este mercado.

Foi nesta altura que do lado da Intel apareceu uma linha de processadores completamente diferente do Pentium IV.
Uma equipa em Israel tinha desenvolvido um processador, de seu nome Pentium M, que apesar de não ser o processador mais rápido do mundo, tinha uma performance bastante aceitável e melhor que tudo, tinha um consumo bastante baixo.

Esta linha de processadores teve muito sucesso no mercado móvel e criou uma marca que ainda hoje é conhecida. O Centrino.
As pessoas passaram a reconhecer que o consumo era um aspecto importante e quando um portátil tinha a marca Centrino, sabiam que certas condições estavam reunidas naquele produto.

Muitos anos depois, visto este fenómeno à distância, podemos verificar como o mercado estava em mudança e que nunca mais foi o mesmo.
No mercado móvel, o Pentium IV foi um falhanço e o Pentium M deveu grande parte do seu sucesso ao baixo consumo.

A arquitectura do Pentium IV foi morta e o Core 2 seguia uma linha mais próxima ao Pentium M que do Pentium IV.

Ao mesmo tempo que estas mudanças aconteciam, uma nova forma de reduzir o consumo foi introduzida e que dura até aos tempos de hoje.
Esta nova forma são os clocks variáveis nos processadores.
Se um processador está em full load, ele está configurado a correr à sua velocidade máxima, mas se o load descer, os clocks e a voltagem são reduzidos até ao ponto menor, quando o processador se encontra em idle.

Este método foi sendo aperfeiçoado com o tempo e uma mudança ocorreu com os últimos processadores com múltiplos cores.
Esta mudança dá pelo nome de “Turbo Mode” e o que faz é que quando só parte dos cores estão a ser usados, o clock do processador aumenta, pois não vai ultrapasar o TDP designado para o processador.
No entanto, quando todos os cores estão em uso, os clocks são os anunciados no produto, para não ultrapassar o TDP.

Por último, de referir que alguns nichos de mercado, têm processadores, ou melhor, conjuntos de processadores numa MCM, em que o TDP não é importante.
Um desses exemplos é o IBM Power 775, para o mercado de super computadores, que tem um TDP de 800 Watts.

 

TDP configurável. AMD ao ataque

A AMD está prestes a lançar para o mercado uma nova arquitectura de seu nome Bulldozer e alguns pormenores vão sendo conhecidos.

Um dos pormenores bastante interessantes foi o anúncio que no mercado de servidores, o Bulldozer terá um TDP configurável por parte do utilizador final, com uma escala de variações de 1 Watt.
Podem ler mais detalhes sobre esta funcionalidade neste link.

Pode não parecer, mas esta é uma funcionalidade muito importante no mercado de servidores.
Cada vez mais as empresas olham para o consumo de um datacenter e se tiverem hipótese de diminuírem o consumo, sem que isso afecte os seus serviços, é algo que não vão deixar passar.

O que a AMD fez com este anúncio, na prática, é dizer às empresas que não importa que processador estão a comprar e o seu TDP, porque vão ter a possibilidade de diminuir ao pormenor este aspecto do processador.

Claro que nem todos os processadores são iguais e vamos ter com certeza processadores com o mesmo TDP em que um tem mais clock que outro modelo.
Será assim que funcionará o preço destes processadores. Um processador com mais clock, ao mesmo TDP que outro, será mais caro.

 

TDP configurável no mercado consumidor. A resposta da Intel

Como é óbvio, a Intel não está parada neste aspecto e ontem anunciou uma derivação do conceito de TDP configurável que vai mais além.

Este novo conceito irá aparecer no processador Ivy bridge, que sairá para o mercado consumidor no próximo ano de 2012.

O conceito em si é bastante interessante e o que cria na prática é uma janela a nível de TDP.
Isto é, os processadores terão não um TDP fixo, mas sim dois. Um máximo e um mínimo e consoantes as condições apropriadas, o sistema ou o utilizador escolhe o TDP mais apropriado.

Como é obvio, uma alteração de TDP também terá consequências a nível de performance.

O exemplo que a Intel deu, foi no caso de um portátil com uma docking station.

Quando o portátil está a funcionar por si próprio, o TDP do processador estará no seu valor mínimo, mas quando acoplado a uma docking station, com melhor refrigeração, o TDP aumenta automáticamente para o seu valor máximo.

De facto é uma forma inteligente de adaptar os processadores às condições em que são usados.

Podem ler mais detalhes neste link.

 

Um novo modelo de negócio?

O aspecto mais importante do lado da AMD e da Intel é passarem esta nova ideia para o consumidor final.

No caso da AMD parece ser mais simples. O anúncio foi para o mercado de servidores, onde as pessoas têm bons conhecimentos técnicos e onde o esquema parece ser simples.

No datacenter, o consumidor final pode deixar o processador usar o seu TDP máximo, ou por sua vez, pode configurar um limite, numa escala de 1W, um tecto máximo de TDP.

No caso da Intel é um pouco mais complicado, porque, primeiro vai lidar com o consumidor comum e segundo, vai ter que explicar de uma forma simples que o seu processador pode ter dois ou mais modos de funcionamento, que podem nem ser controláveis pelo consumidor.

Este novo paradigma levanta uma hipótese interessante.
Vamos imaginar dois processadores da Intel e vamos partir do princípio que os clocks escalam igualmente com o TDP nos dois processadores.
O primeiro tem um TDP mínimo de 45 W e máximo de 55 W. O segundo tem um TDP mínimo de 17 W e máximo de 65 W.

Penso que é simples de perceber que o segundo processador é mais valioso, pois consome menos no seu ponto menor e terá melhor performance no seu ponto maior.

É aqui que as coisas podem mudar para o consumidor final. Em vez de pagarem mais ou menos pelo clock do processador, podem passar a pagar mais ou menos pela janela de TDP que o processador tem.

A grande questão para os consumidores finais e como é óbvio, para os membros do fórum, é se estão dispostos a estar num mercado em que o clock máximo não é o ponto fundamental, mas sim a janela de TDP, com um clock mínimo e máximo.

Espero que tenham gostado deste pequeno artigo e comentem qual é a vossa posição para esta possível mudança de paradigma.

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