Tdp: minder simpel dan het lijkt

Intel bepaalt zijn tdp op basis van een verzameling van 'echte' applicaties, maar niet ieder programma hoeft iets nuttigs te doen: iemand die een beetje handig is met assembleertaal zou zo een programma kunnen maken dat vier instructies tegelijk uitvoert in een oneindige lus. Wanneer dat op alle cores tegelijk zou draaien, zou de processor langere tijd op een piek van 95 procent van het maximum kunnen blijven hangen, wat voor de QX6850 ongeveer 141 watt is - 11 watt boven de tdp. Ervanuitgaande dat de temperatuur van de kast al tegen het maximum aanhikt en de koeler geen extra veiligheidsmarge heeft, zou de processor hierdoor langzaam opwarmen en uiteindelijk zijn interne beveiliging tegen oververhitting moeten activeren. Dat betekent in eerste instantie dat hij op een lagere kloksnelheid gaat draaien, maar als dat niet blijkt te helpen zal hij zichzelf helemaal uitschakelen.

Intel ontwikkelt zelf code om dit soort extreme omstandigheden te testen, maar deze wordt niet gebruikt bij het bepalen van de tdp. Wel wil men weten wat het échte maximale verbruik is. Als de maximale temperatuur korte of zelfs langere tijd wordt overschreden zijn er nog allerlei vangnetten, maar op het moment dat de stroomtoevoer ook maar een microseconde tekortschiet gaat het systeem onherroepelijk onderuit. Als een deel van de transistors niet (op tijd) schakelt produceert de chip namelijk onvoorspelbare resultaten, waarna het niet lang zal duren voor de software onderuit gaat. Voor het moederbord is de elektrische specificatie dus van cruciaal belang, terwijl de koeler zich geen zorgen hoeft te maken over dit soort worst case-code.

De kans dat een nuttig programma er in slaagt om een processor langere tijd over zijn tdp heen te tillen is nihil, omdat er simpelweg te weinig bandbreedte is om continu zinvol rekenwerk te doen. Dit kan het beste aangetoond worden met een berekening, wederom gebaseerd op de quadcore Extreme Edition. De 1333MHz snelle bus van deze chip kan in theorie maximaal 10,6GBps aanleveren. Om één van de rekeneenheden van één core bezig te houden moet deze iedere kloktik minstens 16 bytes (128 bit) aan invoer krijgen. Dat vermenigvuldigd met drie miljard tikken per seconde levert 48GB/s op. Er zijn vier van zulke eenheden per core en vier cores per processor, dus de totale behoefte aan bandbreedte is 768GB/s, ruim zeventig keer zoveel als er beschikbaar is. Zelfs de L1-caches zijn niet snel genoeg om aan die enorme vraag te voldoen, dus de enige manier om dit vol te houden is door continu dezelfde waardes in de registers te gebruiken, als een hond die achter zijn eigen staart aanrent; hij is wel constant in beweging, maar komt niet vooruit.