ค่า TDP บน CPU หรือ การ์ดจอ คืออะไร ? มีความสำคัญกับ คอมพิวเตอร์ของเรา อย่างไร ?

Thermal Design Power (TDP) คืออะไรในโลกของคอมพิวเตอร์ ?

หากคุณเป็นคนที่เคยเลือกประกอบ หรือจัดสเปกของคอมพิวเตอร์ด้วยตนเองมาบ้าง ในเวลาที่เลือก หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) หรือ หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) น่าจะเคยผ่านตากับค่า Thermal Design Power (TDP) ที่ทางผู้ผลิตได้ระบุเอาไว้บ้างละ

และด้วยความที่หน่วยของ TDP ถูกกำกับไว้เป็นวัตต์ (Watt หรือ W) หลายคนจึงเข้าใจว่า ค่า TDP หมายถึงกำลังไฟที่มันต้องการใช้เพื่อที่จะทำงานได้ ซึ่งจะว่าผิด มันก็ไม่ได้ผิดไปเสียหมด มันก็มีความจริงอยู่ด้วยเช่นกัน

ในบทความนี้ ก็เลยจะมาอธิบายเรื่องราวของ Thermal Design Power (TDP) เพื่อให้เข้าใจมันมากขึ้น ...

ค่า TDP คืออะไร ? (What is TDP value ?)

Thermal Design Power หรือ "TDP" คำนี้นี่ ทางผู้เขียนหาคำในภาษาไทยไม่เจอเหมือนกัน จะแปลตรงตัวว่า "พลังการออกแบบความร้อน" ก็รู้สึกแปลก ๆ แต่ไม่เป็นไรช่างมัน ขออนุญาตเรียกทับศัพท์ว่า TDP ไปเลยนี่แหละ

โดย TDP นั้นเป็นค่าพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้น ในขณะที่โปรเซสเซอร์ทำงานเต็มกำลัง โดยมีหน่วยวัดเป็นวัตต์ (W) ยกตัวอย่างเช่น CPU แบบ i9-12900K ของ Intel มีค่า TDP อยู่ที่ 125W ก็หมายความว่า พลังงานความร้อนที่เกิดขึ้นในขณะที่มันทำงานเต็มกำลัง จะอยู่ที่ 125W

เรามักเข้าใจว่า ค่า TDP นี้ คืออัตราการใช้พลังงาน เลยเอามันมาคำนวณว่า จะต้องซื้อ แหล่งจ่ายไฟ (Power Supply Unit - PSU) ขนาดเท่าไหร่ เพื่อให้เพียงพอต่อการจ่ายไฟให้กับระบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งมันไม่ถูกต้องเท่าไหร่นัก แต่ก็ไม่ผิดไปทั้งหมด

การที่ i9-12900K มีค่า TDP 125W ไม่ได้แปลว่ามันต้องการใช้พลังงานขนาด 125W จาก PSU ในการทำงานนะ แม้ว่าหน่วยวัดมันเป็นวัตต์เหมือนกันก็ตาม ซึ่งในการใช้งานอย่างปกติ หากเราไม่ไป โอเวอร์คล็อก (Overclock) หรือใช้ซอฟต์แวร์บางประเภท ก็เป็นเรื่องยากมากที่จะมีค่าความร้อนแตะถึงค่า TDP ที่ผู้ผลิตได้กำหนดเอาไว้

ข้อมูลเพิ่มเติม : Overclock คืออะไร ? และการ Overclock มีกี่รูปแบบ ? มีข้อควรระวังอะไรบ้าง ?

โดยประโยชน์ของค่า TDP ก็ตามชื่อของมันเลย นั่นก็คือค่าพลังงานความร้อน ซึ่งทางผู้ผลิตสามารถนำค่านี้ไปออกแบบระบบระบายความร้อนได้ หากเราลองเลือกซื้อฮีตซิงก์สำหรับ CPU ผู้ผลิตบางรายก็จะมีระบุเอาไว้ในสเปกเลยว่า สามารถรองรับ TDP ได้สูงสุดเท่าไหร่ (ลองดูภาพตัวอย่างด้านล่าง)

สเปกของ UX 210 ARGB Lighting CPU Cooler จาก Thermaltake
ภาพจาก : https://th.thermaltake.com/ux-210-argb-lighting-cpu-cooler.html

ค่า TDP เท่ากับอัตราการใช้พลังงานหรือไม่ ?
(Is the TDP value equal to the rate of energy use ?)

ในทางเทคนิคแล้ว ค่า TDP ก็คือค่าพลังงานความร้อนที่เกิดขึ้น แล้วถูกปล่อยออกมา ตามทฤษฎีแล้วยิ่ง CPU มีการประมวลผลเร็วมากเท่าไหร่ มันก็จะยิ่งใช้พลังงานในการทำงานเพิ่มขึ้นเท่านั้น และมีความร้อนสูงขึ้นตามไปด้วย

แต่ไม่ว่าจะอย่างไร อัตราการใช้พลังงาน ≠ ค่า TDP อย่างแน่นอน เพราะถ้ามันเท่ากัน แปลว่าพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน 100% นั่นก็หมายความว่า CPU ก็เป็นแค่เครื่องทำความร้อนเท่านั้นเอง

ใช้ค่า TDP ในการคาดการณ์ อัตราการใช้พลังงานได้หรือไม่ ?
(Can we use TDP value to forecast rate of energy ?)

เราสามารถใช้ค่า TDP ในการคำนวณคร่าว ๆ ว่า CPU หรือ GPU ดังกล่าวมีการบริโภคพลังงานมากขนาดไหนได้คร่าว ๆ

ในเมื่อเรารู้แล้วว่า TDP หมายถึงค่าความร้อน ไม่ใช่ค่าพลังงาน แต่ CPU ที่มีค่า TDP สูง ก็แปลว่ามันจะปล่อยความร้อนออกมาเป็นจำนวนมาก แล้วพลังงานความร้อนเกิดขึ้นได้อย่างไร ? มันก็มาจากการที่มันใช้พลังงานไฟฟ้าจำนวนมากด้วยนั่นเอง โดยปกติแล้วพลังงานที่ CPU หรือ GPU จำเป็นต้องใช้ จะสูงกว่าค่า TDP เช่น CPU ที่มีค่า TDP 65W อาจจะต้องใช้พลังงานไฟฟ้า 90W ในการทำงาน

และจากเหตุผลดังกล่าว ทำให้เราสามารถใช้ค่า TDP ในการคำนวณขนาดของ Power Supply Unit (PSU) ได้นั่นเอง ตัวอย่างเช่น 

• CPU แบบ i9-12900K มีค่า TDP 125W
• การ์ดจอ หรือกราฟิกการ์ด RTX 3090 มีค่า TDP 350W

รวมกันแล้วได้ 475W แต่พลังงานไฟฟ้าที่ต้องใช้ในการทำงานสูงกว่าค่า TDP อยู่ประมาณ 40% เมื่อนำมาคำนวณแล้ว ก็จะได้ค่าประมาณ 665W แต่คอมพิวเตอร์ก็ไม่ได้แค่ CPU กับ GPU ก็ยังมี แผงวงจรหลัก (Mainboard), หน่วยความจำหลัก (RAM), อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ SSD, ฮาร์กดิสก์ (Harddisk หรือ HDD), ระบบระบายความร้อน (Cooling System), พอร์ต USB, ไฟตกแต่ง ฯลฯ เราก็คาดการณ์ได้แล้วว่า อย่างน้อย PSU ที่เราจำเป็นต้องใช้จะต้องไม่ต่ำกว่า 700W เป็นต้น