قيمة TDP في المعالجات وكروت الشاشة: ما هي وما أهميتها؟

يُعدّ كُلّ من البروسيسور وكارت الشاشة من أهمّ مكوّنات الكمبيوتر. تكمن أهمّية الـ CPU في كونها مسؤولة عن إجراء كافّة عمليّات المُعالجة الحوسبيّة وتنفيذ جميع التعليمات والأوامر البرمجيّة، أما الـ GPU أو كارت الشاشة، فتعمل على مُعالجة وتشغيل الصور والوسائط والرسومات ثلاثيّة الأبعاد. لذلك عادةً ما يوليهما المُستخدمون المحترفون عناية خاصّة عند الحاجة إلى شراء كمبيوتر جديد أو ترقيّة مكوّنات الجهاز الحاليّ. ومن بين أهمّ الخصائص والمعايير التي تجدها موضّحة على المُعالج أو كارت الشاشة الجديد عند شرائه، رقمًا يُشير إلى قيمة TDP، فماذا تعني بالضبط؟ وما أهمّية معرفة هذه القيمة؟ إليك الجواب بشكل مُفصل في السطور التالية.

ترمُز قيمة TDP إلى ما يُعرف باسم الطاقة التصميميّة الحراريّة (Thermal Design Power)، وهو مُصطلح يُشير بوجه عام إلى مقدار الحرارة التي تولّدها بعض أنواع الأجهزة الإلكترونيّة. يرتبط مفهوم الطاقة التصميميّة الحراريّة تحديدًا بالمُعالجات وكروت الشاشة، ويُشير إلى كمّية الحرارة القصوى التي يُمكن أن يولدها كلاهما عند العمل في وضع الأداء المُكثّف.

تُقاس قيمة الطاقة التصميميّة الحراريّة بوحدة الوات، وتختلف باختلاف كمّية الطاقة التي يستهلكها المُعالج، والتي يُمكن أن تعتمد بدورها على عوامل عديدة مثل تردّد المُعالج، وعدد الأنوية، وحجم ذاكرة الكاش، ففي حالة المُعالجات ذات التردّد الأعلى على سبيل المثال تكون للطاقة التصميميّة الحراريّة (TDP) الخاصّة بها قيمة أكبر. ولكن لا تعني القيمة الأكبر بالضرورة إنّ هذا المُعالج يوفّر أداءًا أفضل أو أنّه أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، فهناك معايير أخرى تؤثّر على أداء المُعالج، مثل دقّة التصنيع المُقاسة بالنانومتر، والتي كُلّما انخفضت (أي أصبحت الترانزستورات أصغر حجمًا، وأمكن تكوين المُعالج من دوائر أصغر)، كُلّما استهلك المُعالج طاقة أقلّ ووفّر أداءًا أفضل، وبالتالي؛ فإنّ المُعالجات التي تتمتّع بقيمة TDP أعلى، من المُمكن أن تكون أقلّ كفاءة من غيرها.

لاحظ كذلك إنّ قيمة TDP للمُعالج لا تُعبّر عن مقدار الحرارة القصوى التي يُمكن للمُعالج تحمّلها بأمان دون أن يتلف، لذا لا ينبغي الخلط بينها وبين المُصطلحات الأخرى التي تُشير إلى أقصى حرارة مسموح بها في شريحة المُعالج، والتي قد تختلف باختلاف الشركة المُصنّعة للمُعالج، ففي حالة مُعالجات شركة Intel تُعرف هذه القيمة باسم T-junction، على حين تُشير شركة AMD إلى قيمة أقصى حرارة آمنة على الدوائر المكوّنة لمُعالجاتها باسم Max Temps. تُقاس الطاقة التصميميّة الحراريّة للمُعالج (TDP) بوحدة الوات على حين تُقاس درجة الحرارة القصوى المسموح بها للمُعالج بالدرجات المئويّة.

بصورة أكثر وضوحًا، عندما تقوم الشركات المصنعة بإنتاج معالجات جديدة، فإنهم يدركون تمامًا أنه لن يقدر أي برنامج على تشغيل المعالج بكامل طاقته، فهناك دائمًا أجزاء غير مستغلة في المعالج. لذلك، يقوم المصنعون باختيار البرامج الأكثر شيوعًا واستخدامًا، ويختبرونها على معالجاتهم لقياس استهلاك الطاقة. بناءً على هذه القياسات، يحددون قيمة معينة (لنفترض 100 وات مثلاً) ثم يصممون أنظمة تبريد قادرة على تبديد الحرارة الناتجة عن هذا الاستهلاك. يطلقون على هذه العملية اسم طاقة التصميم الحرارية لتعبر عن أكبر قيمة للطاقة الحرارية التي من الممكن أن ينتجها المعالج أثناء عمله. ما تراه أنت كمستهلك على أنه الاستهلاك الكلي لطاقة المعالج، هو في الواقع استهلاك المعالج مع البرامج الأكثر شيوعًا، وليس الاستهلاك الفعلي للمعالج بأي حال من الأحوال.

تكمن أهمّية معرفة قيمة الطاقة التصميميّة الحراريّة في تحديد مقدار التبريد الكافي لتبديد الحرارة المتولّدة أثناء تشغيلها، وذلك تفادي الارتفاع المفرط في درجة حرارة الأجهزة، والذي قد يُضرّ بسلامتها ويُعرّضها للتلف.

عند تجميع جهاز جديد أو ترقية المكونات الحالية على سبيل المثال، تلعب قيمة الـ TDP دورًا أساسيًّا في اختيار المواصفات المُناسبة لمكوّنات الجهاز، والتي تجعلها مُتوافقة مع بعضها البعض، فكما يجب علينا اختيار باورسبلاي مُناسب يوفّر لجميع المكوّنات القدر اللازم من الطاقة لتشغيلها، لابُدّ لنا أيضًا من اختيار أنظمة تبريد قادرة على تبريد كُلّ مكوّن من مكوّنات الجهاز بالقدر الكافي، فمثلًا إذا كانت قيمة TDP للمعالج تساوي 65 وات، يجب علينا اختيار المراوح أو المُشتّتات الحراريّة المُصنّفة لتبديد ما يزيد عن 65 وات من الطاقة الحراريّة، وبالتالي فإنّ معرفة قيمة TDP تُساعدك على اختيار نوع نظام التبريد المثاليّ المناسب للمعالج المُستخدم.

يلعب اختيار المُبرّد المُناسب للمُعالج دورًا هامًا في تحسين أداء النظام، ففي حال فشل نظام التبريد في تبديد الحرارة المتولّدة، تلجأ مُعظم المُعالجات إلى العمل بصورة أبطأ واستهلاك طاقة أقلّ وذلك لتفادي تلف المُعالج أو تضرّره نتيجة الارتفاع المفرط في درجة الحرارة، وهو ما يُؤثّر بالسلب على أداء النظام ككُلّ ويجعله أبطأ بصورة ملحوظة، ولكن في حالة وجود نظام تبريد قويّ بما يكفي يُمكن تجنّب مُشكلة تباطؤ الأداء بسهولة.

تتباين تصنيفات TDP للمُعالجات المتوفّرة في الأسواق تبعًا للشركة المُصنّعة، ويرجع ذلك إلى عدم وجود طريقة مُوحّدة تتّبعها الشركات المُصنّعة لتقدير قيمة الطاقة التصميميّة الحراريّة لمُعالجاتها. يرى بعض المُستخدمين أن قيمة TDP للمُعالجات التي تنتجها شركة AMD عادةً ما تكون أكثر واقعيّة من قيمة TDP لمُعالجات شركة Intel، إذ أنّ كمّية الحرارة الناتجة عن مُعالجات إنتل في حال تشغيلها عند الحمل المُكثّف كثيرًا ما تفوق في قيمتها القيمة التي تتوقّعها الشركة والمُوضّحة على المُعالج.

من المُمكن أن يكون السبب وراء ذلك هو أنّ شركة إنتل تعتمد في تقدير قيمة TDP الخاصة بمُعالجاتها على وقت تشغيل المُعالج بالتردّد الأساسيّ، بينما واقعيًّا فإنّ مُعالجات إنتل تميل إلى تعزيز أدائها من خلال العمل بتردّد أعلى وبسرعات أكبر عند التحميل المُكثّف لفترات زمنيّة متواصلة.

تأتي جميع وحدات مُعالجة الرسومات أو كروت الشاشة مزوّدة بأنظمة تبريد مُدمجة مُناسبة لحمايتها من الارتفاع المُفرط في درجة الحرارة أثناء التشغيل، ومع ذلك، فإنّ معرفة قيمة TDP لكارت الشاشة قد تكون ذات أهمّية أيضًا بالنسبة للمُستخدمين الذين يرغبون في رفع تردّد التشغيل بشكل كبير، وهو ما يجعلهم بحاجة إلى حلول تبريد أكثر قوّة، على الرغم من صعوبة تثبيت ذلك النوع من المُبرّدات في وحدات مُعالجة الرسومات.