Intel Core i5 10600K & Core i9 10900K review: de snelste gaming CPU die je niet moet kopen

Waarom een '125W processor' het dubbele verbruikt

Waar de Core i9 9900K officieel nog een tdp van 95 watt had, is dat bij de i9 10900K toegenomen tot 125 watt. Daaruit zou je al kunnen afleiden dat het stroomverbruik hoger uitvalt. In de praktijk zien we onze stroommeter echter regelmatig tot (ver) boven de 200 watt uitslaan. Hoe zit dat?

Back to the basics: wat is het TDP?

Hoewel het tdp voorheen vaak een vrij goede indicatie was van het maximale stroomverbruik van een processor, staat de afkorting officieel voor iets anders: thermal design power. In de eigen documentatie verwoordt Intel de betekenis als volgt:

TDP refers to the power consumption under the maximum theoretical load. Power consumption is less than TDP under lower loads. The TDP is the maximum power that one should be designing the system for. This ensures operation to published specs under the maximum theoretical workload.
(...)
The purpose of defining TDP is to provide system designers/integrators with a power target in order to help with proper thermal solution selection.

Kort gezegd is het tdp dus het stroomverbruik op basis waarvan fabrikanten van laptops en pc's hun koelsysteem moeten ontwerpen. Wie op z'n minst het eerste jaar natuurkunde op de middelbare school heeft volgehouden - net als ondergetekende - weet dat praktisch het volledige vermogen wordt omgezet in warmte, vandaar dat verbruik en warmteproductie doorgaans op één hoop worden gegooid. De koeling moet in staat zijn om deze hoeveelheid warmte continu te blijven afvoeren om de processor maximaal te presteren.

Tot zover de theorie. In de praktijk baseert Intel het tdp op het verbruik op de standaard basiskloksnelheid, die in het geval van de Core i9 10900K slechts 3,7 GHz bedraagt. De chipontwerper ziet de turbofunctionaliteit slechts als een mogelijkheid om het surplus aan koeling en stroomvoorziening te kunnen benutten.

Over PL1, PL2 en Tau

Intel hanteert voor zijn turbofunctie drie belangrijke getallen: PL1, PL2 en Tau. PL1 is in principe gelijk aan het tdp van een processor, in het geval van de Core i9 10900K dus 125 watt. PL2 is het maximale verbruik tijdens de periode dat de turbofunctie actief is, bij de 10900K hebben we het dan over 250 watt. De Tau is het aantal seconden dat die hogere stroomlimiet gebruikt mag worden. In dit voorbeeld is dat 56 seconden - om exact te zijn is die tevens afhankelijk van welke toepassing je exact draait, maar zonder daarover in detail te treden is dit vermoedelijk al ingewikkeld genoeg.

Een praktijkvoorbeeld van Intels turbo in een laptop die zich aan alle limieten houdt. PL2 (1 in figuur) is hier ingesteld op 35 watt, maar vanwege de beperkte koeling kan een dergelijk verbruik niet lang worden volgehouden (2). Na het verstrijken van de Tau wordt het verbruik in dit voorbeeld netjes gelimiteerd tot het tdp/PL1 van 15 watt (3).

Wie zelf zijn computer samenstelt, is echter gewend dat de turbokloksnelheid vrijwel continu kan worden behaald. Dat komt doordat moederborden voor de losse verkoop zich niets aantrekken van tdp's en andere stroomlimieten. De gedachte daarachter is dat een oem - een Dell, een HP, et cetera - op basis van de stroomtoevoer- en koelmogelijkheden van een systeem dergelijke limieten tunen, en je dat als zelfbouwer afhankelijk van de rest van de gekozen componenten zelf doet. Standaard laten moederbordfabrikanten alle waardes (PL1, PL2 en Tau) dan ook op oneindig staan - en in de praktijk blijven ze daar vermoedelijk bij 99% van de gebruikers op staan. Het resultaat is dat de processor altijd en continu op de maximale turbosnelheid draait, tenzij de rest van het systeem (bv. koeling) dat in de weg staat.

Wat betekent dit voor de consument?

Bovenstaande heeft twee consequenties. Voor zelfbouwers is het stroomverbruik van een '125W processor' als de Intel Core i9 10900K in de praktijk véél hoger dan het tdp zou doen vermoeden. Bij het uitzoeken van koeling, voeding en moederbord (vrm) moet je daar dus rekening mee houden. Voor wie een kant-en-klare oem-pc aanschaft is het een ander verhaal: daarin worden doorgaans wel de door Intel geadviseerde waardes toegepast, of in elk geval enige vorm van beperking. Daarbij zou het stroomverbruik in de praktijk dus netjes 125 watt kunnen zijn, maar zijn het juist de prestaties waarop je flink verliest.

Wij voeren onze tests altijd uit op de standaardwaardes van een retail-moederbord, waarmee onze resultaten representatief zijn voor wat je zelf ook zou halen als je zelf een pc bouwt. Zo is ook de Ryzen 5 3600 in onze tests amper langzamer dan de 3600X, omdat consumentenmoederborden zich wederom niets aantrekken van het officieel lagere tdp. Houd er wel rekening mee dat dat in een kant-en-klare pc van een grote oem dus anders kan zijn.