選擇 CPU（電腦處理器） 

無論您是尋找普通桌上型電腦還是工業電腦，首先應考慮的是電腦中使用的處理器。人們通常希望電腦配備最強大的處理器，卻沒有考慮是否真的需要或會使用到這種處理能力。因此，在要求最強大的處理器之前，應考慮更強大處理器的成本以及為該處理器供電所需的能量。當您部署數百或數千個系統時，能源成本變得極為重要，因此在購買電腦之前應將其納入考量。如果您是遊戲玩家並想購買強大的處理器，當然可以，因為您很有可能會從中受益；但是，如果您希望配置用於任務關鍵型部署並面臨環境挑戰的嵌入式運算解決方案，那麼您應關注CPU 的 TDP。TDP 以瓦特表示 – 7W、15W、25W、35W、65W、95W 等。TDP，即熱設計功耗，是中央處理器（CPU）和其他半導體裝置的關鍵規格。TDP 表示 CPU 在高負載和持續工作下預計產生的最大熱量。它以瓦特（W）為單位測量，並具有幾個重要的用途：散熱管理、電源和主機板選擇、系統可靠性、效能與效率以及散熱解決方案。 

• 散熱管理：TDP 是設計電腦散熱系統的關鍵因素。它有助於確定散熱器、風扇或液體冷卻解決方案的尺寸和類型，以將 CPU 溫度保持在安全範圍內。 
• 電源和主機板選擇：TDP 等級對於選擇合適的電源供應單元（PSU）和主機板至關重要。TDP 較高的 CPU 通常需要更強大的 PSU 和具有強大供電系統的主機板，以支援系統的整體功耗。 
• 系統可靠性：過熱會降低 CPU 的效能和壽命。TDP 為系統建置者提供了指導方針，以確保 CPU 在其熱限制內運作，從而有助於系統可靠性。 
• 效能與效率：TDP 用於幫助消費者了解 CPU 效能和功耗之間的平衡。較低 TDP 的 CPU 往往更節能，但可能會犧牲一些效能，而較高 TDP 的 CPU 提供更多效能，但可能會消耗更多電力並產生更多熱量。 
• 散熱解決方案：散熱器和風扇等散熱解決方案製造商使用 TDP 等級來設計和銷售適用於各種 CPU 的產品。 

值得注意的是，TDP 並非 CPU 功耗的直接衡量標準，而是其熱量產生的指標。CPU 的實際功耗會因其工作負載、時脈速度和電源管理功能而異。因此，TDP 是一個有用的基本指導方針，但它不能在所有條件下提供 CPU 能源效率或功耗的精確估計。 

處理器功率與功耗 

為您的桌上型電腦或工業運算解決方案選擇 CPU 時，您應該了解處理器功率和處理器功耗。儘管它們聽起來非常相似，但它們是兩個具有不同含義的術語。處理器功率通常以 GHz 表示。例如，您會發現處理器具有 3.5GHz、4.0GHz 等。另一方面，CPU 的功耗以 TDP（熱設計功耗）定義，它為您提供電腦晶片（例如 CPU）在瓦特下可使用的最大熱量。它還為您提供電腦的功耗。 

通常，TDP 越高，處理器效能越好。在許多遊戲電腦和高階電腦中，您會發現 TDP 較高的 CPU。然而，嵌入式運算解決方案（例如 Premio 提供的解決方案）通常配置低 TDP CPU (35W)，因為它們是無風扇被動散熱，並且專為寬廣工作溫度等環境挑戰而設計。作為一項關鍵設計原則，被動散熱電腦僅適用於低 TDP 處理器，因為需要從發熱電子元件中進行強大的熱散逸。更強大、TDP 更高的處理器通常需要實體風扇主動式空氣冷卻，以透過熱空氣循環來調節熱量，因為被動散熱器不足以散逸所有熱量。處理器的 TDP 越高，它消耗的功率就越多，這意味著您最終將在運作電腦的能源成本上支付更多費用。 

工業和嵌入式電腦的理想處理器 

假設您正在為工業應用部署 PC，例如為自助服務機或工業環境中的 IoT 閘道器提供動力。在許多情況下，您可能不需要市場上銷售的最強大處理器。相反，您需要一個可靠且能有效執行重複任務而不會失敗的處理器。如果您購買的處理器太昂貴，那您就是在浪費錢，因為您永遠無法將其全部潛力發揮出來。另一方面，您也不應該選擇功率不足的處理器。 

在處理器上吝嗇比購買過度強大的處理器更糟糕，因為您希望您的系統可靠且流暢地運作而不會出現故障。配置一個功率低於應用程式需求的系統將導致您的系統運作不良、緩慢、崩潰或熱節流；所有這些因素都可能輕易擾亂您業務的正常運作。 

工業和嵌入式電腦的低功耗處理器 

在低功耗嵌入式運算解決方案領域，例如無風扇工業電腦，理想的處理器應在效能、電源效率和與嵌入式系統特定要求相容性之間取得平衡。Intel 或 AMD 等領先半導體公司將設計並提供廣泛的處理器產品組合，用於高效能和低功耗嵌入式運算。這些處理器的多樣性使 Premio 等原始設備製造商能夠評估特定應用和部署的最佳效能。 

當 Premio 的運算工程師為下一個嵌入式運算解決方案選擇處理器時，會考慮幾個關鍵因素，以確保正確的 CPU 為任何特定的工業應用提供最關鍵的可靠性和效能。這些因素包括： 

架構選擇

根據應用，選擇基於 ARM、x86 或其他架構。ARM 處理器因其節能設計而常用於低功耗嵌入式應用，而 x86 處理器則為 IIoT 和 Edge AI 中的新用例提供了低 TDP 處理器。  

電源效率

選擇低熱設計功耗（TDP）或低功耗的處理器。基於 ARM 架構的處理器，例如 Cortex-A 和 Cortex-M 系列，通常以其電源效率著稱。至於 x86 架構的處理器，Intel (ATOM) 和 AMD (Embedded R & V Series) 都擁有自己的嵌入式低 TDP 處理器系列，這些處理器提供了令人難以置信的效能和電源效率。   

效能要求

評估應用程式的效能需求。低功耗處理器通常比高效能處理器提供較少的計算能力。確保所選處理器能夠滿足應用程式的特定效能要求。 

周邊整合

整合了周邊設備的處理器，例如 GPIO（通用輸入/輸出）、USB、I2C 和 SPI 介面，都被考慮用於減少對額外附加元件的需求並最大限度地降低功耗。 

作業系統相容性

我們的工程師會仔細選擇與常見工業應用所需的作業系統或即時作業系統 (RTOS) 相容的處理器。例如，Microsoft Windows IoT 具有長期服務通道 (LTSC) 版本，專為 IoT 裝置和運算解決方案設計。每個特定的 CPU 都需要與 Windows IoT 版本相容，以適用於入門級、價值級或高階。  

壽命與可用性

嵌入式系統通常具有較長的生命週期。製造商提供長期可用性和支援的處理器，以確保供應和更新的持續性。例如，Intel 和 AMD 都為特定型號提供長達 10-15 年的嵌入式長期支援。  

客製化

有些處理器允許客製化核心、時脈速度和功耗設定檔。這對於根據您的特定需求調整處理器非常有價值。 

安全功能

根據您的應用程式，您可能需要內建安全功能的處理器，例如硬體加密或安全啟動功能，以保護敏感資料免於遺失或被竊。 

外形與封裝

有些嵌入式處理器設計用於緊湊和堅固的環境，這對於空間有限的某些應用可能很有利。例如，插槽式 CPU 需要額外散熱，而 BGA 型焊接 CPU 則功耗較低，只需要最少的散熱。   

生態系統與開發工具

確保所選處理器具有強大的開發工具、編譯器和程式庫生態系統，以利於軟體開發。 

成本

考慮處理器的成本及其對整體系統預算的影響。在成本限制下平衡效能和功能。 

環境考量

考慮運行環境。如果您的嵌入式系統部署在極端條件下，請尋找可以在指定溫度範圍內運行的處理器。 堅固耐用的運算解決方案可為嚴苛的環境條件提供可靠的耐熱電腦和抗震電腦。

低功耗 CPU 比高功耗 CPU 能為您節省多少錢？ 

在選擇高 TDP 處理器而非低 TDP 處理器時，您應該考慮的第一個因素是處理器本身的成本。低 TDP 處理器通常只有高階型號一半的成本，這表示您只需購買低 TDP 處理器即可節省大量資金。 

其次，您應該考慮為處理器供電所需的能源成本。計算處理器功耗的公式如下： 

為了計算功耗成本，我們以下列平均價格每千瓦 13.20 美元為基礎進行計算。使用此平均值，我們可以計算： 

• 7W TDP – (7/1000) X .13 X 24 X 365 = 每年 8 美元 
• 15W TDP – (15/1000) X .13 X 24 X 365 = 每年 17 美元 
• 25W TDP – (25/1000) X .13 X 24 X 365 = 每年 29 美元 
• 35W TDP – (35/1000) X .13 X 24 X 365 = 每年 40 美元 
• 65W TDP – (65/1000) X .13 X 24 X 365 = 每年 74 美元 
• 95W TDP – (95/1000) X .13 X 24 X 365 = 每年 108 美元 
• 125W TDP – (125/1000) X .13 X 24 X 365 = 每年 142 美元 

這些數字旨在說明處理器的 TDP 對總能源成本的影響有多大。配備 i7 和 i9 處理器的遊戲 PC 通常每年消耗 75 美元到 142 美元的能源。也就是說，對於工業運算解決方案，情況則有所不同。許多工業 PC 是無風扇的，這表示它們透過散熱片被動冷卻。它們被動冷卻以建立一個完全封閉的系統，可以在嚴苛的環境中部署。任何具有更高 TDP 的東西都需要透過風扇進行主動空氣冷卻，因為它會產生太多的熱量而無法用散熱片冷卻。風扇和液體冷卻不適用於非傳統和惡劣的工業環境，在這些環境中，灰塵和碎屑等因素如果透過任何通風口進入，可能會嚴重破壞整個系統。因此，嵌入式 CPU 用於嵌入式運算解決方案，因為它們的 TDP 低於消費級零件。例如，一些無風扇工業電腦具有 35W TDP CPU，甚至 65W TDP CPU，它們透過散熱片被動冷卻。 

無論您手邊有什麼類型的電腦，使用能有效將熱量從 CPU 帶走的散熱解決方案都是必要的。如果 CPU 過熱，它會因為熱量節流而降低其效能，以確保它不會損壞自己。也就是說，熱量節流會嚴重影響系統的效能。如果熱量節流無法冷卻 CPU，CPU 可能會關閉整個系統，導致許多企業和用戶遭受有害的停機時間。因此，在為您的系統選擇 CPU 時，考慮散熱解決方案和 CPU TDP 非常重要。忽視這一點可能會導致效能不佳，甚至更糟的是系統損壞。 

總結 

為您的 PC 選擇 CPU 時，您應該選擇一個具有足夠效能來運行您的應用程式的處理器。選擇效能不足或效能過高的 CPU 從長遠來看可能會讓您損失金錢。因此，選擇合適的處理器將有助於您消除浪費的功耗，並節省 CPU 本身的金錢。也就是說，您應該始終考慮處理器的 TDP 並選擇合適的散熱解決方案，以確保系統不會因熱量節流而損壞。如果您需要協助選擇工業運算解決方案，請與我們聯繫，我們的嵌入式運算專業人員將協助您選擇滿足您特定需求的系統。 

如果您需要協助為您的系統配置適當的 CPU，請聯繫我們，我們的運算專業人員將協助您組裝滿足您特定需求的系統。