ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第471回

いまさら聞けないIT用語集　TDPってなに？ 消費電力じゃないの？

　今回は「TDPってなに？ 消費電力じゃないの？ AMDのTDPが高いのはインテルと計算方式が違うからってホント？」というジサトラハッチ先生の質問に答えよう。

TDPは電源および冷却に関する
指標を示すための数字

　TDP、正しくはThermal Design Power(熱設計電力)という。もともとの由来は、PCのシステム設計者に対して電源および冷却に関する指標を示すための数字である。

　例えばインテル製品の仕様を確認できるark.intel.comを見るとCore i7-8700KはTDPが95Wと表示されている。要するに(最近はあんまり見なくなったが)100Wの白熱電球よりも少し低い程度の消費電力と発熱になるわけだ。

Core i7-8700KのTDPは95W（赤枠は筆者が追加）

画像の出典は、ark.intel.com

　余談であるが、100Wの白熱電球のエネルギー変換効率(消費電力のうち、発光に使われる分)は2.3～2.6%程度だそうで、100Wの消費電力のうち97Wあまりは発熱に使われることになる。

　LED照明は(玉石混交ではあるが)15～25%程度のエネルギー変換効率があり、それゆえより少ない消費電力で同程度の明るさが実現できるというわけだ。理論的には40%くらいまで持っていけるらしいが、さすがに製品レベルではまだここまで効率が高いものは存在しない。

　話を戻すと、Core i7-8700Kを使ったPCを作る場合、ケースの中に100Wの白熱電球が1個あるという仮定のもとに、電源回路と冷却の仕組みを考えればいいことになる。電源の方は100Wを安定供給できる仕組みということになるが、冷却の方はもう少し話が面倒だ。

　例えばケース外の温度が20度と仮定して、この20度の空気を取り込んでCPUを冷やす結果として、CPUの温度を一定範囲（動作保障温度）ぎりぎりまで上げてもいい。

　この動作保障温度の上限は当然メーカーによって異なる。Core i7-8700Kの場合ならTjunctionという温度が100度以下であることが求められている。

　しかし、動作保障温度ぎりぎりではマージンがなさすぎるので、普通は40～50度以下に抑えるように冷却の仕組みを工夫する。これは、単にCPUクーラーの選定だけでなく、PCのケース内部の冷却風の速度や流量なども影響する。

　このTDPという指標がいつ位から登場したかの正確な資料はないのだが、手持ちのPentiumのデータシートでは消費電力に関しては“Active Power Dissipation”という表記で、純粋に消費電力が記されている。

Active Power Dissipationとは、稼働中の消費電力である

画像の出典は、インテルlの1997年10月付けのPentium Processor Datasheet(241997-010)。

　ところが、Pentium ProではすでにPMAXとしてThermal Design Powerという項目がデータシートに記されているあたり、おそらくPentium Pro世代から導入されたものと思われる。

これはOverdrive製品の仕様だが、一番下にPmaxとして“Maximum Thermal Design Power”という項目があるのがわかる

画像の出典は、インテルのPentium Pro Processor at 150MHz, 166MHz, 180MHz and 200MHz Datasheet(242769-003) 1995年11月付。

　ちなみにAMDの場合もK6はTDP(当時の表現はThermal Powerだった)があることがわかっており、おそらくはK6世代から導入されたと思われる。

K6では、ケース温度を0～70度に保て、という指示も一緒に示されている

画像の出典は、AMDのAMD-K6 Processor Datasheet(20695H/0-March 1998)