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明明白白我的芯主流显卡功耗全测试

2008-02-28 10:22:48 nkymgxp把此帖设为精华，作者得到50经验:)

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楼主 2008-02-27 11:41:54

nkymgxp

电脑的标准功耗：400W

人类文明的发展史，有着明显台阶式的规律，当某种新兴的技术出现后，随着该技术的大规模应用，生产力能够在短期内获得提升，然后以渐进式的速度保持到下一种更高技术的出现。小熊在线www.beareyes.com.cn

Electricity，电力，这个词语真正的出现应该追溯到1800年，意大利的伏特将铜片和锌片插入盐水中，第一次获得了稳定的电流，从此，人类逐渐进入了电力时代。小熊在线www.beareyes.com.cn

在20世纪，随着石油、核技术和太阳能技术的发展，电力成为了支撑整个世界经济运转的核心能源。随着各种生活类电器的发明，越来越多的人感受到了科技的便捷，电视机、洗衣机、电冰箱、空调改变了所有人的生活。小熊在线www.beareyes.com.cn

与此同时，人类对电力的需求还在不断膨胀，工厂、企业这类能源消耗大户数量的不断增长，造就了一个著名的词语：工业社会。对于能源，我们永远不会知道满足，因为能源就是生产力，生产力等价于我们的生活水平。小熊在线www.beareyes.com.cn

虽然电能一直被视为比较干净的能源，使用后不会造成太多的环境污染，但是你想过没有，在电线的另一头，火力发电的比重在整个产电业中仍然是主力，煤炭的燃烧，会造成大量的二氧化硫，说电力干净，只是因为电力不会在人群密集的城市造成污染而矣。小熊在线www.beareyes.com.cn

在我们的生活中，电力的使用方式主要是照明和取暖，虽然有各种各样的节能技术提高了这两项用途的效率，但不可忽视的是，随着你心脏的每跳动一下，全世界就消耗了40万千瓦时的电能，其中60%最终以热能的方式呈现，其余是光能、电磁波和噪声。小熊在线www.beareyes.com.cn

在科技越来越发达的今天，大气的温室效应已经成为威胁人类发展的最大因素，如果继续放任热量的排放，再过一百年，30%的陆地都将被海水覆盖，所以环境保护，刻不容缓。小熊在线www.beareyes.com.cn

记得七年前，当时还在读大一，在买自己第一台电脑的时候，第一次知道了PC电源的输出还有150W和200W之分。当时对电源功耗毫无概念，只是觉得，AMD的K7处理器都觉得它热，那就选一个功率大点的电源好了。小熊在线www.beareyes.com.cn

这一路走来，电脑已经换了好几台，每次买新电脑，电源的功率输出就要大一号，现在买电脑，如果选择的是高性能的显卡，标配的电源居然建议是400W。小熊在线www.beareyes.com.cn

让我们给今天的电脑算算流水账，看看这400W到底都用来干嘛了，要知道，这400W的功率中，将有300W最终成为热能。

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1 楼 2008-02-27 11:45:21

nkymgxp

给电脑功耗算算流水账

CPU是电脑最重要部件，离开了CPU，整个PC就无法工作，主板、显卡、硬盘的设计思路或多或少都是根据CPU的应用能力需求而定的。主板最大的作用就是在扩展设备和CPU之间建立有效的数据传输管理机制，显卡是为了弥补CPU在图形运算方面的不足，硬盘是为了给CPU提供一个数据缓存的环境。可以说，CPU就是整台电脑的心脏。小熊在在PC电源的设计中，一共提供+12V、+5V、+3.3V、+5VSB、-12V五组电压。这五组电压各自都有自己的功用。小熊在线

+12V的功能主要是用来给CPU供电，可以说是在电源输出中最重要的。+12V通过VRM（电压调整模块，被调节成0.50000V～1.80000V核心电压，供CPU（60A）、VttFSB（2.4A）、CPU-I/O（2.5mA）使用。此外，+12V除了供给CPU，还提供AGP、PCI、CNR的工作电流。而+5V则比较复杂，被分成了四路。第一路被VID（Voltage Identification Definition）模块调整成1.2V提供给CPU，主板会根据处理器的VID引脚0/1相位来判别处理器启动所需的VCC电压，也就是我们常说的CPU核心电压。第二路经被调整成2.5V提供给内存使用，并经过二次调整，从2.5V调整到1.5V供北桥核心电压、VccAGP、VccHI。第三路直接提供给USB。第四路提供给AGP、PCI、CNR。小+3.3V主要是为AGP、PCI供电，在AGP接口逐渐被淘汰、PCI设备越来越少的今天，+3.3V的大部分功能，就是给南桥的Vcc3.3以及时钟发生器、LPC Super I/O、主板BIOS供电。+5VSB一直被我们忽视，其实它也分成四路，负责不同的工作。第一路主要负责电脑的开关机，给主板芯片组提供至少1A电流，被调整成2.5V电压后提供给内存使用；第二路被调整为1.5V，在系统挂起时为南桥提供电压；第三路调整成3.3V供南桥、AGP、PCI、CNR使用；第四路提供给USB端口。PS/2键盘鼠标由+5V供电，所需电流最大1A。AC’97由+5V、+3.3V、+12V，+5VSB、+3.3VSB、-12V供电，总功率不超过15W。的CPU核心电压。第二路经被调整成2.5V提供给内存使用，并经过二次调整，从2.5V调整到1.5V供北桥核心电压、VccAGP、VccHI。第三路直接提供给USB设备。第四路提供给AGP、PCI、CNR。+3.3V主要是为AGP、PCI供电，在AGP接口逐渐被淘汰、PCI设备越来越少的今天，+3.3V的大部分功能，就是给南桥的Vcc3.3以及时钟发生器、LPC Super I/O、主板BIOS供电。+5VSB一直被我们忽视，其实它也分成四路，负责不同的工作。第一路主要负责电脑的开关机，给主板芯片组提供至少1A电流，被调整成2.5V电压后提供给内存使用；第二路被调整为1.5V，在系统挂起时为南桥提供电压；第三路调整成3.3V供南桥、AGP、PCI、CNR使用；第四路提供给USB端口。PS/2键盘鼠标由+5V供电，所需电流最大1A。AC’97由+5V、+3.3V、+12V，+5VSB、+3.3VSB、-12V供电，总功率不超过15W。

网友

2 楼 2008-02-27 11:52:07

nkymgxp

功耗控制，势在必行

十年前的CPU，代表型号是奔腾Ⅱ-233，拥有750万个电子晶体管；今天的CPU，代表型号是扣肉E6700，拥有2.91亿个电子晶体管。小熊在线www.beareyes.com.cn

十年前的GPU，代表型号是TNT2，拥有1050万个电子晶体管；今天的GPU，代表型号是GeForce 8800GT，拥有7.2亿个电子晶体管。小熊在线www.beareyes.com.cn

我们分别对比一下前后两代CPU和GPU的功耗

在十年中，CPU和GPU功耗都提升了数倍，虽然带来了明显的性能提升，但与此同时，对电源功耗输出的要求也变得更为贪婪。仅仅过去了几年，电源的配置标准就从200W变成了400W，整整提升了一倍，那五年后呢？十年后呢？二十年后呢？按照这样的提升速度，一百年后，每台PC满负荷工作时，功率是现在PC的一百万倍！

如果任由这样发展，在未来，我们还能有足够的能源吗？

为了在提升性能的同时控制功耗，CPU和GPU作为功耗大户，都引入了各自的节能技术。

CPU的节能技术主要是提高架构的执行效率。Intel之前的Netburst架构，通过增加流水线长度来提升CPU的工作频率，虽然曾经一度接近超越4GHz，但流水线过长的缺点就是整体工作的效率偏低。P4和作为竞争对手的K8相比，两者的性能相差不大，P4却要搭配散热效果更好的风扇和功率更大的电源才能稳定工作。小熊在线www.beareyes.com.cn

Intel及时得放弃了Netburst架构，重新回到了提升执行效率的路子，于是Conroe核心在市场上受到了极大的追捧，低功耗、高效率，正是消费者需要的产品。小熊在线www.beareyes.com.cn

同时，GPU与CPU一样，都在不断寻求新的制造工艺来降低功耗。CPU正在逐渐转向了45nm工艺，GPU也即将采用55nm工艺。工艺越精细，电子晶体管就能做的越小，电子晶体管的驱动电流就越小，这样在整体上，发热量的控制就可以更简单有效。

网友

3 楼 2008-02-27 11:53:23

nkymgxp

你的GPU绿色么？

GPU作为目前电脑中拥有电子晶体管数量最多的部件，一直都是最大的电力吞噬者。从AGP时起，高端GPU就必须依靠独立供电的辅助才能正常工作。AGP接口最大能提供42W，其余的电源需要机箱电源另外提供；进入PCI Express时代后，PCI Express插槽能够提供的最大功率提升到了75W，但依然无法满足显卡的巨大胃口。“保护环境，绿色电子”是今天主流的宣传口号，你的GPU，符合时代的潮流了吗？

我们这次进行的测试，主要目的是能给出一份详细的主流显卡功耗对比表，让消费者在选择显卡的时候做到心知肚明，知道自己机器的功耗，以及应该选择多少瓦的电源。小熊在线www.beareyes.com.cn

在购买显卡的时候，不但要根据自己的需求和市场的主流来挑选显卡，最好还能根据适合自己的功耗来选择显卡，这样也能在最大程度上保证升级的兼容性。给大家举个真实的例子，笔者的主板比较老，是nForce4-4X芯片组的主板，以前使用的一直是X1650GT，由于使用的是双显示器，但Windows状态栏总是只能在一个屏幕上显示，感觉不是很方便，于是弄了块GeForce 8600GT，打算看看NVIDIA的显卡是不是能状态栏跨屏。但换成GeForce 8600GT之后，系统无法点亮，换回X1650GT又能亮了。把GeForce 8600GT插到其他主板上，系统能亮，难道是NVIDIA的老主板和NVIDIA的新显卡有兼容性问题？后来分析，是由于手头的GeForce 8600GT没有带外接电源的6Pin接口，而早期的PCI Express插槽有些厂商为了节省成本，并没有将插槽的供电模块做的符合标准，因此在遇到GeForce 8600GT之后，供电明显不足，所以没有点亮。这也是笔者没有考虑实际功耗就想升级显卡的历史污点之一。

网友

4 楼 2008-02-27 11:54:36

nkymgxp

初期的准备工作

要从PC的整体功耗中“提取”出GPU的单独功耗，我们需要进行几项额外的操作。小熊在线www.beareyes.com.cn

首先是在一块支持SLI功能主板上建立单显卡系统，在零用户程序时记录下此时功耗M；然后运行2～4个Super Pi程序，让CPU满负荷运行，同时保持GPU的空闲状态，记录下此时的功耗N；接着在空闲的GPU插槽中插入另一块显卡，在零用户程序时记录下功耗S；最后仍然运行2～4个Super Pi程序，让CPU再次满负荷运行，同时保持两块GPU的空闲状态，记录下第四个功耗值T。小熊在线www.beareyes.com.cn

这样，我们可以通过M和N知道CPU最高与最低两个功耗的差值，通过M和S知道第二块显卡空闲状态下的功耗，通过N和T验证CPU最高与最低功耗的差值。小熊在线www.beareyes.com.cn

接下来，我们的重点是要得到CPU的最低功率真实值。为此，我们想了一个非常极端的方法。小熊在线www.beareyes.com.cn

在开机的时候，主板会先检测CPU的工作状态，如果CPU状态正常，就继续检测北桥、内存、显卡、南桥等一系列配件的状态，都确认完好了，就将系统的引导权交给存储设备上的系统引导代码。小熊在线www.beareyes.com.cn

如果主板上整合了Debug卡或者你手头有独立的Debug卡，不妨注意一下，当PC启动时，显示器开始出现字符（也就是初始化完成）的时候，Debug卡上的数字还没有跑到“FF”，这就意味着，只要各个设备初始化完毕，主板就开始按照设备的需求开始供电。当CPU被初始化完成之后，+12V和+5V开始根据CPU的VID信息提供电压，这时候CPU已经处于零使用率的状态，相当于在操作系统中CPU使用率是“0%”的状态。我们可以通过利用这一特性，在主板上插入CPU的前提下，依次插入内存和显卡，就可以得到内存和显卡的功耗。小熊在线www.beareyes.com.cn

为了保证测试数据的精确度，我们尽可能得降低一切外界因素的干扰，比如CPU风扇，我们将其的转动速度固定在恒定值而不是根据实际温度自动调整，这样就可以使CPU风扇固定自身功耗，降低对最终成绩的影响。

网友

5 楼 2008-02-27 11:56:26

nkymgxp

部分基础功耗

测试平台
CPU	Conroe 2 Due E6600
内存	G.SKILL DDR2-1066 1GB×2
主板	ASUS P35K
硬盘	希捷 7200.10 250GB
电源	SAMA先马超光500

我们按照开机自检的顺序，由CPU、内存、显卡（用来做基准的显卡是HD3850）依次插入主板，得到了如下功耗值。小熊在线www.beareyes.com.cn

可以计算得出，在没有运行任何程序的时候，CPU、内存和显卡的功耗如下。

这样我们就有了一个基准对照表。在测试显卡功耗的时候，使用资源管理器监视CPU的占用率，这样可以得到在即时工作中CPU功耗提升的幅度。因为内存的功耗只有4W，考虑到即使内存在高数据压力时功耗也不会提升超过50%，所以内存部分的功耗变化可以忽略不计（不过说实话，真要准确弄清楚内存的功耗，我们手头还没有合适的工具）。在获得了PC整体的功耗之后，扣除CPU和主板的总功耗、CPU的功耗增幅、内存功耗，剩下的就是显卡功耗了。小熊在线www.beareyes.com.cn

我们使用的处理器是Conroe 2 Due E6600，虽然可能会对高端显卡的GPU满负荷工作状态造成一定的瓶颈，但这种瓶颈的程度不是很大，毕竟在普通3D环境中，E6600超频到3GHz以后，对显卡整体的成绩提升不足5%，在这部分的成绩提升中，功耗的提升，往往80%是CPU功耗的提升，反而会影响我们对GPU功耗的统计。

网友