Paweł Jelić Jeśli nie jesteś całkowicie biegły w świecie technologii informatycznych, ale mimo to chciałbyś poszerzać swoje horyzonty, może przyda Ci się wiedza, czym jest dławienie termiczne. Najczęściej można spotkać się z tym określeniem głównie w odniesieniu do procesorów, w świecie Apple konkretnie w przypadku 13-calowego MacBooka Pro, a także nowszych MacBooków Air. Jednak throttling termiczny na pewno nie występuje tylko w laptopach Apple, ale także w klasycznych komputerach stacjonarnych czy notebookach innych marek. W tym artykule omówimy dławienie termiczne razem.
Mogłoby być interesują Cię
Co to jest dławienie termiczne?
Już na początku dobrze byłoby przetłumaczyć termin „termothrottling” na język czeski, co z pewnością wielu z Was pomoże w lepszej orientacji. Throttling termiczny można luźno przetłumaczyć na język czeski jako „dławienie” wydajności spowodowane wysoką temperaturą. Jak wspomniałem we wstępie, objawia się to w różnych chipach - na przykład w procesorze głównym, w chipie karty graficznej, czy w innych elementach sprzętowych. Najczęściej objawia się to, gdy Twoje urządzenie jest bardzo zajęte kilkoma różnymi zadaniami - w szczególności renderowaniem wideo, uruchamianiem kilku aplikacji jednocześnie lub być może graniem w gry.
Jak się to objawia?
Aby procesor był w stanie obsłużyć wszystkie te działania, musi „wybudzić się” z trybu uśpienia i zacząć intensywnie pracować. Procesor zwiększy więc swoją częstotliwość do maksimum, czyli zastosuje tzw. Turbo Boost (patrz niżej). Kiedy częstotliwość wzrasta i ogólnie wzrasta wydajność, procesor zaczyna się nagrzewać, łatwo osiągając temperatury sięgające stu stopni Celsjusza. Procesory są zbudowane do pracy w wysokich temperaturach, ale co jest za dużo, jest za dużo. Gdy tylko procesor osiągnie określoną granicę temperatury, jego wydajność musi zostać zmniejszona właśnie ze względu na wysoką temperaturę, aby uniknąć trwałego uszkodzenia sprzętu - i właśnie to zjawisko nazywa się dławieniem termicznym. Różne chłodnice i systemy chłodzenia pomagają obniżyć temperatury, jednak w niektórych przypadkach chłodzenie jest za małe i procesor nie wystarczy, jak to ma miejsce w przypadku nowszych, mniejszych MacBooków… ale nie jest regułą, że zawsze jest to wina producenta komputera (patrz ponownie poniżej).
Dławienie termiczne u ludzi
Abyśmy mogli trochę lepiej wyobrazić sobie sytuację dotyczącą dławienia termicznego, możemy łatwo przenieść to na praktykę. Chodząc klasycznie, funkcjonujesz bez żadnych problemów, organizm w żaden sposób się nie nagrzewa i działa. Kiedy jednak już się ruszysz (przydzielasz bardziej wymagające zadania), biegniesz i po chwili zaczynasz się pocić i brak ci tchu. Jeśli jesteś w dobrej kondycji (układ chłodzenia), to bieganie nie stanowi problemu, inaczej będziesz musiał się zatrzymać i odetchnąć (dławienie termiczne).
Mogłoby być interesują Cię
Dawid Hanak Intel, Turbo Boost i dławienie termiczne
W przypadku procesorów Intela coraz częściej spotykamy się z terminem throttling termiczny. Procesory te posiadają tzw. funkcję Turbo Boost, która służy do swego rodzaju „podkręcania” procesora. Przykładowo najnowszy 13-calowy MacBook Pro ma podstawowy czterordzeniowy procesor Intel Core i5, który pracuje z częstotliwością 1,4 GHz, a w trybie Turbo Boost prędkość może osiągnąć nawet 3,9 GHz. Przy taktowaniu bazowym procesor nie ma problemu, ale gdy tylko zostanie „podkręcony” za pomocą Turbo Boost, jego wydajność wzrośnie, ale oczywiście wzrośnie też jego temperatura. Urządzenia często nie są w stanie schłodzić tych temperatur, dlatego ponownie pojawia się dławienie termiczne. Generalnie w przypadku nowszych, mniejszych MacBooków procesor może pracować z częstotliwością Turbo Boost zaledwie przez kilkadziesiąt sekund. Pogoń za lepszymi liczbami na papierze jest zatem w tym przypadku całkowicie pozbawiona sensu.
13-calowy MacBook Pro (2020):
Galeria zdjęć
Producent komputera nie zawsze jest odpowiedzialny za dławienie termiczne
Jednak w tym przypadku problem może nie leżeć całkowicie po stronie producenta komputera. Co prawda Apple stara się robić coraz mniejsze MacBooki, co oczywiście nie pomaga w wentylacji, ale i tak ma dość dobrze zarządzany system chłodzenia. Niestety problem w tych przypadkach często leży po stronie Intela, którego najnowsze procesory mają coraz wyższe rzeczywiste TDP (Thermal Design Power). TDP procesora to, praktycznie rzecz biorąc, jego maksymalna moc cieplna, którą chłodnica procesowa musi być w stanie odprowadzić. Według testów rzeczywiste TDP najnowszych procesorów mobilnych Intela 10. generacji wynosi około 130 W, co jest naprawdę dużo jak na chłodzenie tak małego komputera jak 13-calowy MacBook Pro (czy MacBook Air). Dlatego szczególnie Intel powinien się wziąć do roboty i spróbować zmniejszyć maksymalne TDP swoich procesorów – konkurencyjne AMD pokazuje, że zdecydowanie nie jest to aż tak skomplikowane. Oczywiście Apple mógłby też poprawić swoje chłodzenie, łatwo kosztem lekkiego podwyższenia całej maszyny. Jednak w dużej mierze winę w tym przypadku ponosi Intel.
Przeprojektowany układ chłodzenia dla 16-calowego MacBooka Pro:
Rozwiązanie?
Problemy z przegrzewaniem się MacBooka mogłyby wkrótce zostać rozwiązane poprzez przejście Apple na własne procesory ARM, nad którymi pracowało naprawdę długo. Intel wydaje się być ostatnio kiepskim źródłem procesorów dla komputerów Apple, zarówno ze względu na ich słabe TDP, jak i „niezdolność” do innowacji. Konkurencyjna firma AMD zdołała wyprzedzić Intela na niemal wszystkich frontach i widać, że Intel zdecydowanie nie osiągnął granic krzemu. Miejmy więc nadzieję, że przegrzewanie się komputerów Apple’a zostanie wkrótce rozwiązane – albo poprzez świadomość Intela, lepsze chłodzenie, albo przejście Apple’a na procesory ARM, które najprawdopodobniej nie będą miały monstrualnego TDP.
Mogłoby być interesują Cię
Wratysław Holub 
Świetny, wnikliwy artykuł, dziękuję.
To była przyjemność… :)
Dziękuję za zrozumiały artykuł.
Po prostu bardziej to lubię!!!
A czy Apple nie mógłby przejść na AMD? :)
Źle zaprojektowane chłodzenie to nie problem Intela, ale Apple'a. W Cupertino muszą bardzo dobrze wiedzieć, jak te procesory radzą sobie z promieniowaniem cieplnym.