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O que é TJMax nas CPUs?

Por| Editado por Jones Oliveira | 02 de Junho de 2024 às 15h30

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Danilo Berti, Jones Oliveira / Canaltech
Danilo Berti, Jones Oliveira / Canaltech

A TJMax, Temperatura Máxima de Junção, é um indicador nas especificações de CPUs que descreve a temperatura máxima segura na qual os transistores do processador conseguem operar. De maneira geral, quando a temperatura da CPU se aproxima do TJMax, sensores térmicos internos do processador acusam potencial risco de danos e sistemas de proteção entram em ação, reduzindo o desempenho do processador.

Ao reduzir a tensão de entrada (V) e frequência, é possível minimizar o aumento da temperatura e manter a operação abaixo — ou pelo menos muito próximo — do limite especificado pela fabricante. O valor da TJMax pode ser encontrado na página das fabricantes, como Intel e AMD, mas é preciso ter o modelo exato da CPU, pois essa temperatura pode variar.

Por mais que a TJMax seja mais relevante para as fabricantes de placas-mãe, soluções de arrefecimento e outros componentes essenciais do PC, é importante que os usuários também tenham essa noção. Ter a dimensão dos limites térmicos de seu setup, seja um desktop ou um notebook gamer, ajuda a identificar e até prevenir problemas, garantindo maior longevidade aos equipamentos.

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Qual é a diferença entre TJMax e Temperatura de Junção?

Temperatura de Junção e TJMax são dois conceitos diferentes, mas diretamente relacionados. A Temperatura de Junção é a temperatura atual dos transistores durante sua operação, ou seja, o valor registrado pelos sensores internos do processador e postado nos softwares de monitoramento como o AIDA64, ou mesmo no próprio Gerenciador de Tarefas do Windows.

Ela se refere especificamente ao conjunto de transistores da região que mais esquenta no die da CPU. Por essa razão, mesmo que o indicador esteja acusando uma TJunction de 76 °C, isso não significa que todos os núcleos estejam operando a 76 °C. 

Em alguns casos, é possível que um ou mais núcleos específicos ultrapassem a temperatura de junção quando estiverem processando instruções muito intensas.

Isso ocorre pelo próprio sistema de paralelismo no processamento, que aloca tarefas para processadores específicos conforme suas capacidades técnicas de processamento e disponibilidade durante a execução de um código.

Não necessariamente isso é um problema, uma vez que todas as zonas sensíveis da CPU trazem sensores térmicos, e esses picos de aquecimento acima da TJunction ocorrem geralmente quando a temperatura do conjunto está bem longe da TJMax. 

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O que é a Temperatura Máxima de Junção (TJMax)?

Por sua vez, a TJMax, ou Temperatura Máxima de Junção, como o próprio nome já sugere, é o limite máximo seguro que o conjunto de transistores pode atingir. Esse valor varia conforme o modelo de processador, com a AMD, por exemplo, estabelecendo o limite de muitos chips Ryzen em 95 °C, enquanto a Intel costuma trabalhar com 100 °C em seus Intel Core.

Nos novos Intel Core Ultra, a fabricante elevou a TJMax para 110 °C graças à nova litografia, TDP e outras especificações da nova arquitetura Meteor Lake.

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Ainda assim, é sempre bom deixar claro que nunca é recomendado trabalhar constantemente muito próximo da TJMax, pois isso pode gerar tensões e taxas de transferência instáveis, podendo resultar em danos eventuais a componentes que trabalham diretamente com a CPU, como memória e barramentos PCI Express, por exemplo.

Portanto, a principal diferença entre os dois é que a Temperatura de Junção é a temperatura atual do processador, enquanto a TJMax é a temperatura máxima segura que o processador pode atingir antes de começar a reduzir seu desempenho para evitar danos por superaquecimento.

Como é definida a TJMax dos processadores

Pelo próprio princípio de funcionamento, todo equipamento eletrônico irá aquecer pela passagem de corrente elétrica. Sendo assim, muitos fatores precisam ser considerados, tanto para dimensionar as especificações de operação, quanto estabelecer os limites térmicos dos componentes.

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No caso dos microprocessadores, os principais elementos que entram na conta para estabelecer a TJMax são: velocidade projetada daquele sistema; TDP; litografia dos transistores; e áreas do chip e do dissipador integrado.

  • TDP (Thermal Design Power): O Projeto Térmico, ou TDP, é a quantidade máxima de calor que um sistema de arrefecimento precisa dissipar em um componente eletrônico. De maneira geral, ter um TDP maior implica em ter uma TJMax, também maior.
  • Litografia da arquitetura: A tecnologia de fabricação dos transistores, medida em nanômetros, também influencia no dimensionamento da TJMax. Pelas próprias condições físicas dos projetos, microarquiteturas menores são mais eficientes, tendo menos desperdício de energia durante a operação, consequente gerando menos calor e viabilizando TJMax menores.
  • Velocidade do Processador: A velocidade — ou frequência — do CPU é, possivelmente, o fator mais relevante na definição da TJMax, sendo consequência da combinação entre o projeto geral do chip e a tensão que irá percorrer aquele circuito. Quanto maior for a frequência, mais o chip irá aquecer, e as frequências máximas são dimensionadas em relação à TJMax, sendo valores interdependentes até certo ponto.
  • Área do Chip e IHS (Integrated Heat Spreader): A área física do chip e do Dissipador de Calor Integrado (IHS) também afeta a TJMax. Um chip maior possibilita um IHS, oferecendo maior superfície de contato disponível para dissipar calor mais rapidamente, consequentemente, possibilitando uma TJMax mais alta.

Elementos-chave de projetos complexos

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Além desses fatores cuidadosamente considerados pelos fabricantes de processadores, outros pontos também entram na equação para definir a TJMax de modelo de processador. A própria condutividade térmica do silício ou eventuais interferências de sinal dependendo da temperatura também entram na equação.

É importante reforçar que a TJMax não é uma métrica isolada e arbitrária que define os limites do produto. Na prática, todos esses elementos são equacionados codependentemente, e o valor final de 105 °C, 100 °C ou 95 °C, são obtidos como resultado de um projeto complexo, e não apenas limites estipulados para traçar até onde os desenvolvedores podem estressar os chips.

Por isso, mesmo com a miniaturização das microarquiteturas a cada geração, a tendência é a TJMax estar sempre próxima — ou acima — de 100 °C. Isso porque quanto menores e mais eficientes são os novos transistores, mais fácil é permitir temperaturas mais elevadas sem obrigatoriamente danificar os chips. 

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Com isso, é possível melhorar o desempenho dos processadores, sem precisar operar constantemente em frequências mais elevadas, entregando chips com picos de overclock extremamente agressivos quando necessário, mas com clocks, consumo e temperaturas em uso geral muito mais baixos e eficientes.