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TDP(Thermal Design Power、熱設計電力)は、CPUやGPUが定格動作時に発生する熱量を示す指標で、冷却システムの設計において最も基本的かつ重要なパラメータです。
TDPの意味:
Intel:
- ベース周波数での発熱量
- 実使用時の平均的な値
- PL1(Power Limit 1)に相当
- ブースト時は超過可能
AMD:
- ソケットへの最大電力供給
- PPT(Package Power Tracking)の基準
- より実態に近い値
- 冷却要求の指標
NVIDIA:
- グラフィックカード全体の消費電力
- TGP(Total Graphics Power)
- 実測値に近い
- 電源選定の基準
注意点:
- TDP ≠ 最大消費電力
- ブースト時は超過
- 効率により変動
- 余裕を持った設計必要
実測例:
- 65W TDP CPU → 最大88W(PL2)
- 125W TDP CPU → 最大190W(短時間)
- 実負荷では変動大
低電力(5-15W):
- モバイル向け
- ファンレス可能
- 省電力重視
- 性能限定的
標準(35-65W):
- デスクトップ下位
- 省スペースPC
- 静音構成可能
- バランス型
高性能(95-125W):
- メインストリーム
- ゲーミングPC
- 高性能要求
- 標準的な冷却
ハイエンド(150W+):
- HEDT/サーバー
- 極限性能
- 大型冷却必須
- 電力効率度外視
エントリー(75W以下):
- 補助電源不要
- 小型ケース対応
- 静音運用可能
ミドルレンジ(150-250W):
- 1080p/1440pゲーミング
- 6/8ピン電源
- 標準的な冷却
ハイエンド(300-450W):
- 4K ゲーミング
- 複数電源コネクタ
- 大型冷却必須
- 高い電源容量要求
余裕率の目安:
- 最小: TDP × 1.3
- 推奨: TDP × 1.5
- 静音: TDP × 2.0
- OC用: TDP × 2.5以上
例(65W TDP):
- 最小: 85W対応
- 推奨: 100W対応
- 静音: 130W対応
トップフロー型:
- ~95W TDP
- 低背設計
- メモリ干渉少
- VRM冷却効果
サイドフロー型:
- ~150W TDP
- 高い冷却性能
- ケース対応確認
- 主流タイプ
簡易水冷(AIO):
- 120mm: ~125W
- 240mm: ~200W
- 280mm: ~250W
- 360mm: ~300W+
Intel:
- PL1: 長時間維持(≒TDP)
- PL2: 短時間ブースト
- Tau: PL2維持時間
- PL3/PL4: 瞬間最大
AMD:
- PPT: ソケット電力
- TDC: 熱設計電流
- EDC: 電気設計電流
- 自動調整機能
低負荷時:
- TDPの10-30%
- 低クロック動作
- 省電力状態
- 静音運用可能
高負荷時:
- TDP付近で動作
- ブースト制御
- 温度依存
- 冷却性能が性能を決定
ソフトウェア:
- HWiNFO64
- CPU Package Power
- GPU Board Power
- 推定値注意
ハードウェア:
- 電力計測器
- 12V電流測定
- より正確
- システム全体も可
計算:
- W/mm² で表現
- チップ面積で除算
- 冷却難易度の指標
例:
- 旧世代: 0.5 W/mm²
- 現世代: 1.0 W/mm²
- 次世代: 1.5 W/mm²
- 冷却要求増大
概要:
- TDP変更可能
- BIOSで設定
- 用途に応じて調整
用途:
- 静音重視: TDP down
- 性能重視: TDP up
- ノートPC省電力
- SFF最適化
考慮点:
- 公称TDPは目安
- 実際は大きく変動
- 冷却次第で性能変化
- 電源容量も重要
設計指針:
- 最大値で設計
- 平均値で運用
- 余裕必須
- 将来性考慮
構成例:
- CPU: 125W
- GPU: 250W
- その他: 50W
- 合計: 425W
冷却要求:
- ケースファン多数
- 良好なエアフロー
- 十分な吸排気
- 室温考慮(+10℃)
基本原則:
- 100Wあたり100CFM
- 正圧推奨
- 熱源分離
- 直線的な流れ
実装:
- 前面吸気
- 上部/背面排気
- 底面補助吸気
- サイド開口活用
要因:
- 高性能化要求
- プロセス微細化限界
- 競争激化
- 効率改善鈍化
対策:
- 冷却技術革新
- 電力効率改善
- 設計最適化
- 新冷却方式
開発中:
- 実効電力指標
- シナリオ別TDP
- AI予測TDP
- 動的TDP管理
目的:
- より正確な表現
- 実使用に即した値
- 設計精度向上
- ユーザー理解促進
TDPは冷却システム設計の基本となる重要な指標。メーカーや製品により定義が異なるため、実際の使用状況を考慮した余裕のある設計が必要。クーラー選定では1.5倍以上の余裕を持ち、システム全体の熱設計を総合的に考えることが、安定した高性能システム構築の鍵となる。