การใช้พลังงานและอุณหภูมิของ CPU Intel: คู่มือฉบับสมบูรณ์และการเปรียบเทียบกับ AMD

อินฟอร์เมเทค ดิจิตอล » Recursos » การใช้พลังงานและอุณหภูมิของ CPU Intel: คู่มือฉบับสมบูรณ์และการเปรียบเทียบกับ AMD

การใช้พลังงานและอุณหภูมิของซีพียู Intelเป็นหัวข้อถกเถียงกันในหมู่นักสะสมและผู้ใช้งานทั่วไปมานานหลายปีแล้ว มีการกล่าวกันมานานแล้วว่าโปรเซสเซอร์ Intel ใช้พลังงานมากกว่าและร้อนกว่าคู่แข่งจาก AMD แต่ความเป็นจริงนั้นซับซ้อนกว่านั้นมากและขึ้นอยู่กับรุ่น เจนเนอเรชั่น และที่สำคัญคือการกำหนดค่าของเมนบอร์ดด้วย

วันนี้เราจะมาเจาะลึกถึงโปรเซสเซอร์ Intel รุ่นล่าสุด โดยเปรียบเทียบการใช้พลังงานในโลกแห่งความเป็นจริง ขีดจำกัดพลังงาน TDP อุณหภูมิ และประสิทธิภาพกับโปรเซสเซอร์ Ryzen ของ AMD นอกจากนี้เราจะอธิบายแนวคิดสำคัญๆ เช่น พลังงานพื้นฐาน TDP PL1 PL2 และพลังงานเทอร์โบ เป้าหมายคือเพื่อให้คุณเข้าใจว่าตัวเลขกำลังวัตต์ที่คุณเห็นในข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคหมายถึงอะไร ส่งผลต่อค่าไฟฟ้า การระบายความร้อน และอายุการใช้งานของ CPU อย่างไร

ซีพียูของ Intel ยังกินไฟมากขนาดนั้นอยู่จริงหรือ?

เมื่อหลายปีก่อน ในช่วงที่โปรเซสเซอร์ AMD FX กำลังได้รับความนิยมสูงสุด ชุมชนผู้ใช้งานเรียกมันว่า"เครื่องปิ้งขนมปัง" เพราะมันร้อนจัดจนเป็นสีแดงแต่สถานการณ์เปลี่ยนไปอย่างสิ้นเชิงเมื่อ AMD หันมาใช้กระบวนการผลิตของ TSMC และเปิดตัว Ryzen ในขณะเดียวกัน Intel ก็ติดอยู่กับกระบวนการผลิตของตัวเอง พยายามบีบเค้นความถี่ของแกนประมวลผลเดี่ยวให้มากขึ้นโดยการเพิ่มแรงดันไฟฟ้าและกำลังไฟ นี่คือที่มาของชื่อเสียงของโปรเซสเซอร์ Intel ว่าเป็น "ตัวกินไฟ"

เมื่อพิจารณาจากรุ่นล่าสุด โดยเฉพาะอย่างยิ่งตั้งแต่ Raptor Lake (รุ่นที่ 13) ไปจนถึง Arrow Lake (Core Ultra 200 series บน LGA1851) เราจะเห็นว่าIntel ลดการใช้พลังงานลงเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้าของตนเองแต่ AMD กลับพัฒนาประสิทธิภาพได้ดียิ่งขึ้นไปอีก กล่าวอีกนัยหนึ่ง ช่องว่างระหว่างสองบริษัทแคบลง แต่ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพยังคงอยู่กับ Intel ในหลายๆ ผลิตภัณฑ์

บนคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป โดยเน้นที่แพลตฟอร์ม LGA1700 และ LGA1851 ข้อมูลการทดสอบประสิทธิภาพแสดงให้เห็นว่าโปรเซสเซอร์ Intel Core Ultra ใช้พลังงานน้อยกว่าโปรเซสเซอร์ Core i รุ่นเทียบเท่าจากรุ่นก่อนหน้า ตัวอย่างเช่น ภายใต้ภาระการใช้งานจริง โปรเซสเซอร์ Core Ultra 5 ลดการใช้พลังงานลงประมาณ 80 ถึง 100 วัตต์ เมื่อเทียบกับ Core i5 รุ่นก่อนหน้า โปรเซสเซอร์ Core Ultra 7 ลดการใช้พลังงานลง 70 ถึง 80 วัตต์ เมื่อเทียบกับ i7 รุ่นเทียบเท่า และโปรเซสเซอร์ Core Ultra 9 ลดการใช้พลังงานลงอีกประมาณ 70 วัตต์ เมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้า Core i9

การลดราคาเหล่านี้เป็นเรื่องที่น่าสนใจมาก เพราะไม่ได้ลดทอนประสิทธิภาพลงอย่างสิ้นเชิง Intel ได้ปรับแต่งการเล่นเกมใน Arrow Lake ให้ดียิ่งขึ้น แม้ว่ามันจะไม่ใช่เจเนอเรชั่นที่โดดเด่นที่สุดในแง่ของประสิทธิภาพโดยรวมก็ตาม ถึงกระนั้นการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการผลิตและสถาปัตยกรรมก็เห็นได้ชัดเจนในเรื่องของกำลังไฟและอุณหภูมิโดยเฉพาะในรุ่นระดับไฮเอนด์

การใช้พลังงานของ CPU Intel เทียบกับ AMD: ใครประหยัดพลังงานมากกว่ากัน

เพื่อให้เห็นภาพรวมว่าแต่ละรุ่นมีประสิทธิภาพอย่างไร วิธีที่ได้ผลดีที่สุดคือการเปรียบเทียบโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ในระดับราคาใกล้เคียงกัน หากเราเปรียบเทียบ Ryzen 5, 7 และ 9 จากปี 2019 กับรุ่นล่าสุด และนำมาเทียบกับโปรเซสเซอร์ของ Intel ที่เทียบเท่ากัน จะเห็นแนวโน้มที่ชัดเจน: ในกรณีส่วนใหญ่ CPU ของ Intel ยังคงใช้พลังงานมากกว่าในระดับราคาเดียวกัน

ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ระดับกลาง ข้อมูลการใช้พลังงานภายใต้ภาระงานแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนมาก Ryzen 5 5600X ใช้พลังงานน้อยกว่า Core i5-13600K ประมาณ 200W ภายใต้สภาวะการทำงานหนักเดียวกัน Ryzen 5 7600X ประหยัดพลังงานได้ประมาณ 113W เมื่อเทียบกับคู่แข่งอย่าง i5 และ Ryzen 5 9600X ประหยัดพลังงานได้อีก 90W เมื่อเทียบกับ Core Ultra 5 รุ่นใหม่ กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ Intel พัฒนาขึ้นเรื่อยๆ ในแต่ละรุ่น แต่ AMD ก็ยังคงนำหน้าอยู่เสมอหนึ่งหรือสองก้าวในด้านประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยรวม

หากเราขยับขึ้นไปดูโปรเซสเซอร์ระดับกลางถึงระดับสูง ภาพรวมก็จะยิ่งน่าทึ่งมากขึ้นไปอีก Ryzen 7 5800X สามารถใช้พลังงานน้อยกว่า Core i7 รุ่นเทียบเท่าที่เราทดสอบไปประมาณ 236 วัตต์ ส่วน 7700X นั้นใช้พลังงานน้อยกว่า Core i7 ในยุคเดียวกันโดยเฉลี่ย 200 วัตต์ ซึ่งพูดตรงๆ ก็คือเป็นข้อได้เปรียบอย่างมากสำหรับ AMD แม้กระทั่งในปัจจุบัน Core 7 Ultra ก็ยังใช้พลังงานมากกว่า Ryzen 7 9700X ประมาณ 160 วัตต์ ในสถานการณ์ที่ต้องการประสิทธิภาพสูง

ในกลุ่มผู้ใช้งานระดับสูง สถานการณ์ก็ไม่แตกต่างกันมากนัก การทดสอบการใช้งานต่อเนื่องแสดงให้เห็นถึงความแตกต่างประมาณ220W โดย Ryzen 9 5900Xประหยัดพลังงานกว่า Core i9 ที่เทียบเท่ากัน 7900X ประหยัดพลังงานได้ประมาณ 146W และ 9900X ยังคงประหยัดพลังงานมากกว่า Core Ultra 9 คู่แข่งถึง 127W รูปแบบที่ชัดเจนคือ Intel พยายามควบคุมตัวเลขการใช้พลังงาน แต่ AMD ยังคงให้ประสิทธิภาพต่อวัตต์ที่ดีกว่าในกรณีส่วนใหญ่

โดยสรุป จากข้อมูลภาคสนามนี้การใช้พลังงานของ CPU Intel ยังคงค่อนข้างสูงเมื่อเทียบกับประสิทธิภาพเมื่อเทียบโดยตรงกับโปรเซสเซอร์ Ryzen รุ่นใหม่ๆ การมาถึงของซีรี่ส์ Core Ultra 200 ช่วยปรับปรุงภาพรวมของ Intel อย่างมาก แต่การลดการใช้พลังงานอย่าง aggressively ที่ AMD ทำได้ตั้งแต่ซีรี่ส์ Ryzen 7000 ทำให้สมดุลด้านพลังงานยังคงเอียงไปทาง Intel มากกว่า

อุณหภูมิ CPU ของ Intel: ยังคง "ร้อน" อยู่หรือไม่?

การใช้พลังงานและอุณหภูมิมีความสัมพันธ์กัน ดังนั้นหากซีพียูใช้พลังงานมากขึ้น ก็เป็นเรื่องปกติที่การระบายความร้อนที่จำเป็นจะต้องมากขึ้นตามไปด้วย คำถามที่ผู้ใช้มักถามกันก็คือ โปรเซสเซอร์ของ Intel ยังคงร้อนกว่าโปรเซสเซอร์ของ AMD อย่างมากหรือไม่? ฉันจำเป็นต้องใช้ระบบระบายความร้อนขนาดใหญ่ หรือแค่ฮีทซิงค์ที่ดีก็เพียงพอแล้ว?

เพื่อคลายข้อสงสัยเหล่านี้ จึงควรเน้นไปที่ตระกูลโปรเซสเซอร์เดสก์ท็อปสามรุ่นล่าสุดของ Intel ได้แก่Raptor Lake (รุ่นที่ 13), Raptor Lake Refresh (รุ่นที่ 14) และ Arrow Lake/Core Ultra 200 series (รุ่นที่ 15)ซึ่งก็คือโปรเซสเซอร์ Core 13000 และ 14000 series และโปรเซสเซอร์ Core Ultra รุ่นล่าสุด ในการทดสอบแบบควบคุมโดยใช้ชุดระบายความร้อนด้วยของเหลว AIO ระดับไฮเอนด์ขนาด 360 มม. (เช่น Corsair iCUE H150i ELITE LCD) ได้มีการวัดอุณหภูมิทั้งในขณะที่ไม่ได้ใช้งานและขณะใช้งานหนัก

สิ่งแรกที่คุณจะสังเกตเห็นคือ ด้วยการมาถึงของซีรี่ส์ Core Ultra 200 อุณหภูมิได้ลดลงหลายองศาเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนหน้าโดยตรงภายใต้ภาระงานต่อเนื่อง Core Ultra 5 สามารถทำอุณหภูมิได้ต่ำกว่า i5 รุ่นก่อนหน้าประมาณ 7°C; Core Ultra 7 ทำงานได้เย็นกว่ารุ่นก่อนหน้าถึง 6°C และ Core Ultra 9 สามารถลดอุณหภูมิลงได้ 5 ถึง 8°C เมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์ Core i9 รุ่นก่อนหน้า

ไม่ต้องสงสัยเลยว่า Raptor Lake โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Refresh รุ่นที่ 14 นั้นเป็นซีรี่ส์ที่ร้อนจัดเป็นพิเศษโดยหลายรุ่นมีอุณหภูมิสูงถึงหรือเกิน 90°C ภายใต้ภาระงานหนัก หากไม่ได้จำกัดโปรไฟล์พลังงานของเมนบอร์ด Arrow Lake และการเปลี่ยนไปใช้ Core Ultra ได้แก้ไขปัญหาบางส่วนนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการปรับปรุงที่สำคัญที่สุดใน Core Ultra 9 ซึ่งเป็นรุ่นที่มีปัญหามากที่สุดก่อนหน้านี้

AMD เทียบกับ Intel ทดสอบอุณหภูมิ: ใครเย็นกว่ากัน

หากเราทำการเปรียบเทียบแบบเดียวกันกับเรื่องการใช้พลังงาน แต่คราวนี้ดูเฉพาะอุณหภูมิในการทดสอบความเครียด ผลลัพธ์ก็ยังคงเป็นไปในทิศทางที่ AMD ได้เปรียบ ในยุค Raptor Lake Refresh โปรเซสเซอร์ของ Intel บางรุ่น เช่นCore i5-14600K สามารถทำอุณหภูมิได้เกิน 90°Cในการทดสอบที่ต้องการประสิทธิภาพสูง ในขณะที่คู่แข่งโดยตรงอย่างโปรเซสเซอร์ Zen 5 กลับมีอุณหภูมิต่ำกว่าอย่างเห็นได้ชัด

โปรเซสเซอร์ Core Ultra 5 รุ่นใหม่ได้ปรับปรุงสถานการณ์นี้อย่างมาก โดยลดอุณหภูมิลงได้เกือบ 20°C เมื่อเทียบกับ i5 ที่ร้อนที่สุดในรุ่นก่อนๆ ถึงกระนั้น เมื่อเทียบกับโปรเซสเซอร์อย่าง Ryzen 5 9600X ข้อมูลภาคสนามบ่งชี้ว่าโปรเซสเซอร์ Ryzen ยังคงเย็นกว่าประมาณ 13°Cภายใต้ภาระงานเดียวกัน

ในตระกูล Ryzen 7 ความแตกต่างนั้นเห็นได้ชัดเจนในบางกรณีโดยเฉพาะ: มีการสังเกตพบสถานการณ์ที่ Ryzen 7 5800X ทำงานได้เย็นกว่า Core i7 ที่เทียบเท่ากันประมาณ 40°C ; 7700X เย็นกว่าประมาณ 10°C และ 9700X ยิ่งทำให้ช่องว่างกว้างขึ้นไปอีก โดยมีส่วนต่างประมาณ 31°C กล่าวอีกนัยหนึ่ง Zen 4 และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง Zen 5 ได้นำมาซึ่งการลดประสิทธิภาพการระบายความร้อนลงอย่างมาก

สำหรับซีรี่ส์ Ryzen 9 นั้น ประสิทธิภาพเริ่มใกล้เคียงกันมากขึ้น แม้ว่าโดยทั่วไปแล้ว AMD ยังคงได้เปรียบอยู่ 5900X สามารถทำงานได้เย็นกว่า Core i9 ที่เทียบเท่ากันประมาณ 21°C ; 7900X มีข้อได้เปรียบเพียง 3°C เมื่อเทียบกับ i9-14900K ซึ่งส่วนหนึ่งเป็นเพราะซีรี่ส์ Ryzen 7000 ก็ค่อนข้างร้อนเช่นกัน และ 9900X ก็มีข้อได้เปรียบที่สำคัญอีกครั้ง โดยมีอุณหภูมิแตกต่างจากคู่แข่งอย่าง Core Ultra 9 ประมาณ 16°C

อย่างไรก็ตาม เป็นที่น่าสังเกตว่าAMD ได้พัฒนาประสิทธิภาพด้านความร้อนอย่างก้าวกระโดดจาก Zen 4 ไปสู่ ​​Zen 5 การทดสอบแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิลดลงจากประมาณ 86°C เหลือประมาณ 68°C ในซีพียูบางรุ่นภายใต้สภาวะการทำงานแบบเดียวกัน ซึ่งเป็นการลดลงอย่างมากที่กำหนดมาตรฐานสำหรับสิ่งที่คาดหวังได้จากชิปประสิทธิภาพสูงที่ออกแบบมาอย่างดีในปัจจุบัน

TDP, Base Power, PL1, PL2 และ Turbo Power ใน Intel หมายถึงอะไร?

หนึ่งในประเด็นที่ผู้ใช้สับสนมากที่สุดคือความหมายที่แท้จริงของTDP และกำลังไฟพื้นฐานที่ Intel ประกาศไว้หลายคนดูค่า TDP ในข้อกำหนดทางเทคนิคแล้วคิดว่านั่นคือการใช้พลังงานสูงสุด แต่ในทางปฏิบัติแล้วมันต่ำกว่านั้นมาก เพื่อให้เข้าใจเรื่องนี้ จำเป็นต้องทำความรู้จักกับหลายแนวคิด ได้แก่ กำลังไฟพื้นฐาน (Base Power), TDP, PL1, PL2 และขีดจำกัด Turbo

ในโปรเซสเซอร์ Intel รุ่นใหม่ๆ โดยเฉพาะรุ่นตั้งแต่ Alder Lake เป็นต้นไป ค่าที่เรียกว่าProcessor Base Power (PBP) (บางครั้งเทียบเท่ากับ PL1) คือกำลังไฟที่โปรเซสเซอร์สามารถคงไว้ได้อย่างต่อเนื่องภายใต้ข้อกำหนดด้านความร้อนของ Intel นี่ไม่ใช่กำลังไฟสูงสุด แต่เป็นกำลังไฟโดยทั่วไปภายใต้ภาระงานที่ยาวนานเมื่อเมนบอร์ดปฏิบัติตามข้อจำกัดด้านความร้อนของมัน

ในบริบทปัจจุบันของ Intel ค่า TDP ถูกใช้เป็นจุดอ้างอิงด้านความร้อนชนิดหนึ่ง ซึ่งเชื่อมโยงโดยตรงกับระดับพลังงานพื้นฐานที่ฮีทซิงค์ต้องสามารถระบายได้ปัญหาคือเมนบอร์ดส่วนใหญ่ไม่ได้ยึดตามมาตรฐาน PBP/PL1 และอนุญาตให้ CPU ทำงานที่ค่าสูงกว่ามาก (PL2, Turbo Power Max เป็นต้น) เป็นเวลานานมาก หรือแม้กระทั่งไม่มีข้อจำกัดใดๆ

นี่คือจุดที่พารามิเตอร์ PL1 และ PL2เข้ามามีบทบาทพร้อมกับเวลา Tau (ระยะเวลาสูงสุดที่ CPU สามารถคงอยู่ที่ระดับ PL2 ก่อนที่จะลดลงเหลือ PL1) ในทางทฤษฎีแล้ว PL1 มักจะสอดคล้องกับพลังงานพื้นฐาน ในขณะที่ PL2 คือระดับพลังงานเทอร์โบสูงสุดที่อนุญาตในระยะเวลาสั้นๆ

ตัวอย่างเช่น สิ่งที่น่าประหลาดใจอย่างหนึ่งได้เกิดขึ้นแล้วในตระกูลโปรเซสเซอร์ Intel Core เจนเนอเรชั่นที่ 10: รุ่นที่มีคำต่อท้าย T ซึ่งออกแบบมาเพื่อการใช้พลังงานต่ำมีค่า PL1 เพียง 35 วัตต์ แต่สามารถใช้พลังงานได้สูงสุดถึงประมาณ 123 วัตต์ในช่วงเวลาประมาณ 28 วินาที นั่นหมายความว่า ในทางทฤษฎีแล้วพวกมันเป็นชิป "ประหยัดพลังงาน" แต่ในทางปฏิบัติแล้วพวกมันสามารถใช้พลังงานได้มากกว่า 3 เท่าของค่า TDP ในช่วงโหลดสูงสุด

ในเจเนอเรชั่นที่ 13 (Raptor Lake) โปรเซสเซอร์รุ่น K หลายรุ่นมีกำลังไฟพื้นฐาน (Processor Base Power) 125 วัตต์แต่มีกำลังไฟสูงสุดในโหมดเทอร์โบ (Turbo Power Max หรือเทียบเท่า PL2) ที่แตกต่างกันไป ตั้งแต่ 181 วัตต์สำหรับโปรเซสเซอร์ Core i5 บางรุ่น ไปจนถึง 253 วัตต์สำหรับ Core i7 และ Core i9 ที่จริงแล้ว กำลังไฟ 253 วัตต์นี้สูงกว่ากำลังไฟสูงสุด 241 วัตต์ของเจเนอเรชั่นก่อนหน้าประมาณ 12 วัตต์

ปัญหาที่แท้จริงคือ ในเมนบอร์ดจำนวนมาก ผู้ผลิตได้ตั้งค่าโปรไฟล์เริ่มต้นที่ยกเลิกหรือลบข้อจำกัด PL2 และ Tau ออกไปทำให้ CPU สามารถทำงานที่กำลังไฟเทอร์โบสูงสุดได้ตลอดเวลา ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพในการทดสอบ แต่จะทำให้การใช้พลังงานและอุณหภูมิสูงขึ้น และในระยะยาว อาจทำให้ชิปเสื่อมสภาพเร็วขึ้น

การใช้พลังงานขณะไม่ได้ใช้งานเทียบกับการใช้พลังงานขณะใช้งาน: กรณีศึกษาเชิงปฏิบัติกับ Pentium และ Core i5

ผู้ใช้หลายคนที่มีคอมพิวเตอร์สเปคปานกลางสำหรับงานเบาๆ (เช่น เซิร์ฟเวอร์ภายในบ้านที่ติดตั้ง Ubuntu, Plex และบริการอื่นๆ อีกเล็กน้อย) สงสัยว่าคุ้มค่าหรือไม่ที่จะอัปเกรดจากโปรเซสเซอร์พื้นฐานไปเป็น i5 ระดับกลางเพื่อให้สามารถใช้งานเครื่องเสมือนได้โดยที่ค่าไฟไม่พุ่งสูงขึ้น

ตัวอย่างทั่วไปคือ ผู้ใช้ที่มีโปรเซสเซอร์ Pentium Gold G7400 (Alder Lake, 2 คอร์) ซึ่งมีกำลังไฟพื้นฐาน 46 วัตต์ กำลังพิจารณาที่จะอัปเกรดเป็น Intel Core i5-12400 ซึ่งมีกำลังไฟพื้นฐาน 65 วัตต์ คำถามที่ชัดเจนคือ: นั่นหมายความว่า i5 จะใช้พลังงานมากกว่าเดิมอย่างมากในขณะที่ไม่ได้ใช้งานหรือไม่? ความแตกต่างในทางปฏิบัติระหว่าง "กำลังไฟพื้นฐาน" กับการใช้พลังงานจริงของระบบในขณะที่ไม่ได้ใช้งานนั้นเป็นอย่างไร?

สิ่งแรกที่ต้องเข้าใจคือค่า Base Power/TDP ไม่ได้บ่งบอกถึงการใช้พลังงานขณะไม่ได้ใช้งานการใช้พลังงานขณะไม่ได้ใช้งานของระบบคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ขึ้นอยู่กับว่า CPU เมนบอร์ด RAM และส่วนประกอบอื่นๆ จัดการสถานะการใช้พลังงานต่ำอย่างไร ในหลายกรณี CPU i5-12400 ที่ได้รับการตั้งค่าอย่างดีอาจมีการใช้พลังงานขณะไม่ได้ใช้งานใกล้เคียงกัน หรือสูงกว่า Pentium G7400 เพียงเล็กน้อย เนื่องจากทั้งสองลดความถี่และแรงดันไฟฟ้าลงอย่างมากเมื่อไม่มีโหลด

ความแตกต่างที่เห็นได้ชัดที่สุดคือภายใต้ภาระการทำงานต่อเนื่อง: i5-12400 มีคอร์มากกว่า ความถี่สูงกว่า และกำลังไฟพื้นฐานสูงกว่าดังนั้นภายใต้ภาระการทำงานที่ยาวนาน (การเรนเดอร์ การจำลองเสมือนที่เข้มข้น การคอมไพล์ขนาดใหญ่ ฯลฯ) มันจะใช้พลังงานใกล้เคียง 65W (หรือมากกว่านั้นหากเมนบอร์ดขยาย PL1/PL2) ในขณะที่ Pentium จะใช้พลังงานน้อยกว่ามาก และยังให้ประสิทธิภาพที่ต่ำกว่ามากอีกด้วย

สรุปคือ ถ้าคุณอัปเกรดจาก G7400 เป็น i5-12400 สำหรับเซิร์ฟเวอร์ที่บ้านคุณจะไม่สังเกตเห็นการใช้พลังงานขณะไม่ได้ใช้งานเพิ่มขึ้นอย่างมากแต่คุณจะเห็นการใช้พลังงานสูงสุดที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัดเมื่อระบบทำงานเต็มกำลัง ในทางกลับกัน คุณจะมีพื้นที่เหลือเฟือสำหรับการใช้งานเครื่องเสมือนหลายเครื่องโดยไม่ทำให้ CPU ทำงานหนักเกินไป

การตั้งค่าโปรไฟล์เมนบอร์ดที่เข้มงวดและความเสี่ยงต่อซีพียูของ Intel

ประเด็นถกเถียงสำคัญอีกประเด็นหนึ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาคือ วิธีที่ผู้ผลิตเมนบอร์ดหลายรายตั้งค่าโปรไฟล์เริ่มต้น "ประสิทธิภาพ" "สุดขีด" หรือแม้แต่ "บ้าคลั่ง"สำหรับซีพียู Intel Core เจนเนอเรชั่นที่ 13 และ 14 โปรไฟล์เหล่านี้เพิ่มขีดจำกัดพลังงานและเวลาเทอร์โบให้สูงเกินกว่าคำแนะนำอย่างเป็นทางการของ Intel

จากการวัดอย่างละเอียดด้วยเครื่องมือเฉพาะทาง เช่น แพลตฟอร์มตรวจสอบพลังงาน Powenetics V2 พบว่าCore i9-13900K สามารถใช้พลังงานสูงสุดเกือบ 500Wในโหมด Insane (โปรไฟล์ปลดล็อกเต็มที่) ซึ่งมากเกินไปสำหรับการใช้งานตลอด 24 ชั่วโมง 7 วันต่อสัปดาห์ด้วยระบบระบายความร้อนแบบทั่วไป ซึ่งออกแบบมาสำหรับการโอเวอร์คล็อกขั้นสุดยอดมากกว่า

ในโหมดการทำงานที่ไม่รุนแรงมากนักแต่ยังคงมีความต้องการสูง (Extreme และ Performance) พบว่าการใช้พลังงานเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 350 วัตต์สำหรับโหมดสูงสุด และประมาณ 230 วัตต์สำหรับโหมดปานกลาง แม้ว่าอาจดูเหมือนยอมรับได้ในตอนแรก แต่การใช้พลังงานสูงสุดเกือบ 500 วัตต์ ร่วมกับอุณหภูมิที่สูงมากและการทำงานอย่างต่อเนื่องได้นำไปสู่ปัญหาการเสื่อมสภาพก่อนกำหนดและปัญหาด้านเสถียรภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโปรเซสเซอร์ Core i9 ที่ทรงพลังที่สุด

ในแง่ของความถี่ โปรไฟล์เหล่านี้ช่วยให้โปรเซสเซอร์รักษาความถี่เฉลี่ยประมาณ 4,2 GHz ในโหมด Extreme/Insaneในขณะที่โหมด Baseline และ Performance สามารถทำได้ถึงประมาณ 3,7 GHz แต่ละระดับของโปรไฟล์สามารถเพิ่มคะแนนได้ 2.000 ถึง 2.400 คะแนนในการทดสอบประสิทธิภาพ เช่น Cinebench R23 หากใช้งานร่วมกับระบบระบายความร้อนระดับสูง (โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบระบายความร้อนด้วยของเหลว) และแหล่งจ่ายไฟ ATX 3.0 หรือ 3.1 ที่สามารถรองรับโหลดสูงสุดได้มาก

การใช้งาน CPU ที่กินไฟสูงสุดเกือบ 500W ร่วมกับ GPU อย่าง RTX 4090 ที่กินไฟสูงสุดประมาณ 600W ทำให้จำเป็นต้องใช้พาวเวอร์ซัพพลายคุณภาพสูงขนาด 1.200Wเพื่อความปลอดภัย นี่คือการตั้งค่าที่รุนแรงซึ่งผู้ใช้หลายคนใช้โดยไม่ตระหนักถึงภาระทางไฟฟ้าและความร้อนที่เกิดขึ้นกับระบบของตนอย่างเต็มที่

วิธีจำกัดการใช้พลังงานของซีพียู Intel ด้วย XTU

ข่าวดีก็คือ หากคุณมีซีพียู Intel รุ่นใหม่ที่ร้อนจัดและกินไฟมากคุณสามารถลดอุณหภูมิลงได้อย่างมากโดยไม่ต้องยุ่งยากมากนักโดยใช้โปรแกรม Intel Extreme Tuning Utility (XTU) คุณไม่จำเป็นต้องเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านโอเวอร์คล็อก เพียงแค่ปรับแต่งการตั้งค่าหลักสองสามอย่างก็พอ

ในอดีต วิธีที่มีประสิทธิภาพมากในการลดการใช้พลังงานคือ "การลดแรงดันไฟฟ้า" (undervolting): การลดแรงดันไฟฟ้าของ CPU ลงเล็กน้อยเพื่อให้ใช้พลังงานน้อยลงและทำงานได้เย็นลง ในขณะที่ยังคงประสิทธิภาพเท่าเดิมหรือใกล้เคียงเดิม อย่างไรก็ตาม Intel ได้อัปเดตไมโครโค้ดของ Alder Lake (เจนเนอเรชั่นที่ 12) และ Raptor Lake (เจนเนอเรชั่นที่ 13) เพื่อบล็อกการกระทำนี้ในหลายรุ่นด้วยเหตุผลด้านความปลอดภัยและความเสถียร ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับเมนบอร์ดและ BIOS ของคุณ คุณอาจยังคงมีความสามารถในการลดแรงดันไฟฟ้าอยู่บ้าง แต่ก็ไม่รับประกันว่าจะทำได้เสมอไป

ดังนั้น วิธีที่ครอบคลุมกว่าคือการปรับขีดจำกัดกำลังที่เราได้กล่าวถึงไปก่อนหน้านี้โดยตรง ใน XTU ภายในส่วนการปรับแต่งขั้นสูง พารามิเตอร์สำคัญสองตัวคือTurbo Boost Short Power Max และ Turbo Boost Power Maxตัวแรกจำกัดอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงสูงสุดในทันทีเมื่อเปิดใช้งาน Turbo Boost และตัวที่สองจำกัดอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงต่อเนื่องในโหมดนั้น

กลยุทธ์ง่ายๆ ในการจัดการโปรเซสเซอร์อย่าง Core i9-13900K คือการปรับพารามิเตอร์ทั้งสองให้ตรงกับอัตราการใช้พลังงานพื้นฐานอย่างเป็นทางการของโปรเซสเซอร์ (เช่น 125 วัตต์) วิธีนี้จะช่วยป้องกันไม่ให้ CPU ใช้พลังงานเกิน 250+ วัตต์ ซึ่งเป็นค่าที่เมนบอร์ดหลายรุ่นอนุญาตโดยค่าเริ่มต้น ช่วยลดการใช้พลังงานและอุณหภูมิลงอย่างมาก แต่ก็อาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงบ้างภายใต้ภาระงานหนักมาก

ที่น่าสนใจคือ จากการทดสอบด้วย Cinebench R23 (ทั้งแบบเธรดเดียวและหลายเธรด) และเกมที่ต้องการประสิทธิภาพสูงอย่าง "Cyberpunk 2077" ที่ความละเอียด 1080p และ 4K พร้อม DLSS 3 พบว่าประสิทธิภาพที่ลดลงนั้นไม่มากเสมอไปในสถานการณ์ที่ GPU เป็นตัวจำกัดประสิทธิภาพ (เช่น 4K กับ GPU ที่ทรงพลังมาก) ความแตกต่างของ FPS อาจน้อยมาก ในขณะที่โปรเซสเซอร์ทำงานได้เย็นลงและเสถียรขึ้นมาก นอกจากนี้ XTU ยังช่วยให้คุณบันทึกโปรไฟล์ได้หลายโปรไฟล์เพื่อสลับระหว่างโหมดประหยัดพลังงานและโหมดประสิทธิภาพสูงสุดตามต้องการ

โปรเซสเซอร์ระดับสุดยอด: กรณีศึกษาของ Intel Core i9-14900KS

แคตตาล็อกของ Intel ยังรวมถึงรุ่นพิเศษที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มความถี่ในการทำงานให้สูงสุด แม้ว่าจะหมายถึงการใช้พลังงานในระดับที่สูงเกินความจำเป็นก็ตามIntel Core i9-14900KS เป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของแนวทาง "สัตว์ร้ายพลังทำลายล้าง" นี้

โปรเซสเซอร์นี้ยังคงใช้โครงสร้างแบบไฮบริดที่มี 24 คอร์ (8 คอร์ประสิทธิภาพสูงและ 16 คอร์ประหยัดพลังงาน) และ 32 เธรด เช่นเดียวกับ i9-14900K พร้อมด้วยแคช L3 ขนาด 36 MB และแคช L2 ขนาด 32 MB ข้อได้เปรียบที่แท้จริงคือสามารถทำความเร็วเทอร์โบได้สูงสุดถึง 6,2 GHzซึ่งสูงกว่ารุ่นพิเศษก่อนหน้านี้อย่าง i9-13900KS ถึง 200 MHz

การทดสอบความเครียดโดยใช้เครื่องมืออย่าง OCCT บันทึกการใช้พลังงานเฉลี่ยประมาณ 331,6 วัตต์โดยมีค่าต่ำสุดประมาณ 72 วัตต์ และค่าสูงสุดถึง 409,7 วัตต์ สำหรับชิปตัวนี้ แน่นอนว่ายิ่งความถี่สูงขึ้นและขีดจำกัดพลังงานสูงขึ้นเท่าใด การใช้พลังงานและอุณหภูมิก็จะยิ่งเพิ่มขึ้นเท่านั้น

ระหว่างการทดสอบเหล่านี้ CPU มีอุณหภูมิสูงถึง101°Cเมื่อเปิดใช้งานคอร์ประสิทธิภาพทั้งหมด ซึ่งเป็นตัวเลขที่สูงกว่าอุณหภูมิการทำงานสูงสุดโดยทั่วไป (TJmax) ที่ Intel กำหนดไว้ที่ 100°C สำหรับผลิตภัณฑ์เกือบทุกรุ่น แม้ว่าค่าสูงสุดเหล่านี้จะไม่ใช่ "อุณหภูมิที่เหมาะสม" แต่ก็อยู่ในขอบเขตข้อกำหนดจากโรงงานของโปรเซสเซอร์ หากระบบระบายความร้อนมีความเหมาะสม

โดยทั่วไปแล้ว พัดลมระบายความร้อนหรือชุดระบายความร้อนแบบ All-in-One สำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่ได้รับการรับรองสำหรับค่า TDP สูงสุดประมาณ 320W ดังนั้นชิปที่มีกำลังไฟสูงสุดใกล้เคียง 400W ขึ้นไปจึงเห็นได้ชัดว่ากำลังใช้งานเกินขีดจำกัดของโซลูชันมาตรฐานหลายๆ อย่าง เป็นไปได้ว่าการทดสอบเหล่านี้ใช้ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวที่มีประสิทธิภาพสูงมากและใช้สารนำความร้อนขั้นสูง (เช่น สารประกอบโลหะเหลวที่มีการนำความร้อนสูง) เพื่อป้องกันการลดประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง

เมื่อพิจารณาถึงการวางตำแหน่งผลิตภัณฑ์แล้ว i9-14900KS นั้นเป็นไปตามรูปแบบของ i9-13900KS ซึ่งวางจำหน่ายในราคาประมาณ 799 ดอลลาร์ ทุกอย่างบ่งชี้ว่านี่คือโปรเซสเซอร์ราคาแพงและหายากที่มุ่งเป้าไปที่กลุ่มผู้ใช้งานระดับสูงที่ต้องการประสิทธิภาพการทำงานแบบ Single-core สูงสุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยไม่คำนึงถึงการใช้พลังงานหรืออุณหภูมิ และความเสถียร

ราคาที่เพิ่มขึ้นและลำดับความสำคัญในการผลิตของ Intel

นอกเหนือจากประสิทธิภาพและอัตราการใช้พลังงานแล้ว ยังมีอีกปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลกระทบต่อซีพียูสำหรับผู้บริโภคของ Intel นั่นคือแรงกดดันจากโครงสร้างพื้นฐาน AI และเซิร์ฟเวอร์ความต้องการโปรเซสเซอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับศูนย์ข้อมูลและโซลูชันเร่งความเร็ว AI ได้บังคับให้บริษัทต้องประเมินลำดับความสำคัญใหม่

รายงานล่าสุดระบุว่า อินเทลได้แจ้งลูกค้ารายใหญ่เกี่ยวกับการขึ้นราคาประมาณ 10% สำหรับโปรเซสเซอร์พีซีสำหรับผู้บริโภคโดยมีผลบังคับใช้เกือบจะในทันที การขึ้นราคาครั้งนี้เกิดขึ้นหลังจากที่ราคาแรม SSD การ์ดจอ ระบบระบายความร้อน และพาวเวอร์ซัพพลาย ได้ปรับขึ้นไปแล้ว ซึ่งยิ่งทำให้การประกอบพีซีเครื่องใหม่มีความซับซ้อนมากขึ้น

นอกจากนี้ยังมีการพูดถึงการปรับขึ้นราคา RAM และพื้นที่จัดเก็บข้อมูลเพิ่มเติมในช่วงครึ่งหลังของปี ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อแล็ปท็อปเป็นพิเศษ เนื่องจากส่วนประกอบทั้งหมดรวมอยู่ในที่เดียวกันมีการคาดการณ์ว่าราคาปรับขึ้นขั้นสุดท้ายของแล็ปท็อปหลายรุ่นอาจอยู่ในช่วง 40% เพื่อรักษาระดับกำไร ซึ่งเป็นเรื่องที่ละเอียดอ่อนมากสำหรับตลาดนี้

นอกจากนี้ การเติบโตของ AI ยังส่งผลให้เกิดความล่าช้าในการส่งมอบ CPU สำหรับเซิร์ฟเวอร์ให้กับลูกค้าบางราย โดยมีระยะเวลารอคอยนานถึงหกเดือน และราคาสินค้าบางรายการเพิ่มขึ้นเกิน 10%อินเทลยอมรับว่าการนำ AI มาใช้อย่างรวดเร็วได้สร้างความตึงเครียดให้กับกำลังการผลิต ทำให้ต้องให้ความสำคัญกับการผลิตชิปเซิร์ฟเวอร์ที่มีต้นทุนต่ำกว่าชิปสำหรับผู้บริโภคทั่วไป

นี่หมายความว่า ในกลุ่มผลิตภัณฑ์พีซี อินเทลเองมีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่โปรเซสเซอร์ระดับกลางและระดับสูง รวมถึงซีรีส์ Core Ultra โดยละทิ้งการผลิตในปริมาณมากในกลุ่มระดับเริ่มต้น หากกลุ่มเหล่านั้นไม่ทำกำไรมากนักในบริบทปัจจุบันของโรงงานของตน

ทะเลสาบแรปเตอร์ และวิวัฒนาการของแกนกลางและการบริโภค

ข้อมูลที่รั่วไหลก่อนการเปิดตัว Raptor Lake (เจนเนอเรชั่นที่ 13) บ่งชี้ว่าชิปรุ่นใหม่นี้จะพัฒนาสถาปัตยกรรมไฮบริดไปอีกขั้นโดยเพิ่มจำนวนคอร์ประสิทธิภาพสูงและประสิทธิภาพการทำงานแบบมัลติคอร์ ในขณะเดียวกันก็เพิ่มความต้องการพลังงานมากขึ้นด้วย

เมื่อเทียบกับ Alder Lake ซึ่งรวมคอร์ประสิทธิภาพสูงสูงสุด 8 คอร์เข้ากับคอร์ประหยัดพลังงาน 8 คอร์ (16 คอร์และ 24 เธรด) Raptor Lake เพิ่มขึ้นเป็น24 คอร์และ 32 เธรดโดยยังคงรักษาคอร์ประสิทธิภาพสูง 8 คอร์พร้อมเทคโนโลยี Hyper-Threading และเพิ่มจำนวนคอร์ประหยัดพลังงานเป็นสองเท่าเป็น 16 คอร์ นอกจากนี้ การเพิ่มแคช L2 และแคช L3 "อัจฉริยะ" ที่เร็วขึ้น ยังช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานแบบมัลติคอร์ได้อย่างมาก

การรองรับหน่วยความจำความเร็วสูงได้รับการขยายเพิ่มเติม โดยเพิ่มขึ้นเป็นDDR5-5600 MHz เมื่อเทียบกับ Alder Lake ที่ 4800 MHzและเพิ่มการรองรับพอร์ต USB 3.2 Gen 2x2 ที่ความเร็ว 20 Gbps มากขึ้น เลน PCIe ยังคงอยู่ที่ 20 เลน โดยรองรับ PCIe 4.0 และ 5.0 รวมทั้ง Thunderbolt 4 และเอาต์พุตวิดีโอสมัยใหม่ เช่น HDMI 2.1 และ DisplayPort 1.4a

อีกด้านหนึ่งของเหรียญนี้ ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว คือการใช้พลังงานเทอร์โบสูงสุดที่เพิ่มขึ้นอย่างมากชิปเดสก์ท็อป K เจนเนอเรชั่นที่ 13 มีกำลังไฟพื้นฐาน (Processor Base Power) อยู่ที่ 125 วัตต์ แต่กำลังไฟเทอร์โบสูงสุดนั้นสูงถึง 181 วัตต์สำหรับ i5 บางรุ่น และ 253 วัตต์สำหรับ Core i7 และ Core i9 ในทางปฏิบัติ ด้วยการตั้งค่าโปรไฟล์เมนบอร์ดที่เข้มงวด การใช้พลังงานอย่างต่อเนื่องจึงสูงกว่าตัวเลขทางทฤษฎีเหล่านั้นมาก

เมื่อมองภาพรวม สถานการณ์ปัจจุบันเป็นดังนี้: Intel ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างมากเมื่อเทียบกับรุ่นก่อนๆโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับการมาถึงของซีรี่ส์ Core Ultra 200 แต่ก็ยังคงประสบปัญหาจากการระบุค่า TDP ที่ไม่ถูกต้องและโปรไฟล์เมนบอร์ดที่ดุดันเกินไป ในส่วนของ AMD นั้น ได้เสริมสร้างความได้เปรียบในด้านประสิทธิภาพต่อวัตต์และอุณหภูมิด้วย Zen 5 แม้ว่าจะประสบปัญหาบ้าง (เช่น โปรเซสเซอร์ซีรี่ส์ Ryzen 7000 บางรุ่นที่ร้อนเป็นพิเศษ)

สำหรับผู้ใช้งานทั่วไปแล้ว สิ่งเหล่านี้หมายถึงการเลือกโปรเซสเซอร์ที่เหมาะสม การเข้าใจความหมายที่แท้จริงของตัวเลขพลังงานของ Intel และที่สำคัญที่สุดคือการตั้งค่า BIOS/UEFI อย่างถูกต้องเพื่อหลีกเลี่ยงการโอเวอร์คล็อก CPU โดยไม่จำเป็นการจำกัดค่า PL1/PL2 ให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม การใช้พัดลมระบายความร้อนที่ดี และการปรับความคาดหวัง จะช่วยให้คุณสามารถใช้งานโปรเซสเซอร์ Intel ที่ทรงพลังได้โดยไม่ต้องเสียค่าไฟจำนวนมากหรือทำให้เคสคอมพิวเตอร์ของคุณร้อนจัด