每月电费交多少?剖析显卡功耗内幕

前言――测试初衷

　　前言――测试初衷

　　为了得到更强的性能与更多功能，设计人员只能将更多的晶体管塞进芯片，再令其工作频率尽可能的提升。但随之而来的高功耗、高发热量等负面效应，使芯片对输入功率、散热器性能的要求也越来越苛刻。我们曾经使用400W额定输出的优质电源负载P4 3.6＋Geforce6800U系统，测试中却被系统告知“显卡输入功率不足，显卡将以低性能模式运行”，足见当今高端电脑功耗之高。

　　CPU的功耗想必大家都已经非常熟悉。但显卡的功耗却很不透明，厂商方面也介绍的很模糊。为了能搞清楚显卡的真实功耗，我们特别策划了这个专题，针对目前市面中的主流产品，分为低、中、高三个档次进行。

　　测试方案

　　目前针对显卡功耗的测试方法都比较复杂，通常都是利用电工手段改造主板与显卡的供电电路，增加检测点，实现成本比较高，而且容易损坏硬件。那么有没有某种方式能让我们简单的得知显卡的一个大概功耗范围呢？

　　SLI的出现令我们想到了一个巧妙方法，就是先测量一块显卡工作时的整体系统功耗，再对比SLI状态下的系统功耗，就可近似得知单块显卡的功耗。有经验数值表明，SLI的双卡功耗相当于单卡功耗的1.7倍左右。因此：

单卡显卡功耗＝（SLI系统功耗－单卡系统功耗）÷0.7

　　这个公式仅是一个理论公式，实际结果肯定会有误差，而这个误差预计应在±10％以内。具体测试步骤如下：

　　分别测试单卡和双卡（组SLI）在3D测试软件和3D游戏中的功耗表现（共7项：3Dmark01第4场景、3Dmark03第4场景、3Dmark05第2场景、Half Life2、DOOM III、FarCry）。

（*注：由于我们是通过万用表测得电源输入端电流和电压，但电能经过电源之后会损耗一部分，所以在功率计算公式中我们要加入一个电源的功耗转换率，即公式为：电压×电流×功耗转换率＝所求功率。我们这次测试选用的电源是航嘉极能8688，它的转换效率为82.9％。）

产品介绍

　　产品介绍

　　本次测试先针对低端显卡进行，由于这个档次的显卡很少有支持SLI，因此测试样品只有NVIDIA 6600LE与S3 S18。ATI阵营目前缺席。在测试前，我们先来回顾这两款显卡的技术特点。

S18——麻雀虽小、五脏俱全

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　　S3是一家多年致力于显卡开发的公司，其产品得到了不少用户的认同。但是在这个性能至上的年代，导致其产品在市场占有率和性能上都不及对手，但是其旗下的所有产品都共同拥有一个杀手锏——低功耗，今天参评的S18也不例外。

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　　本次送测的S18样品是由微星制造的PCI-E版。从正面看显卡在做工和用料上都很严谨，没有一点缩水和偷工减料的现象。值得一提的是对于以低功耗著称的S18来说，使用如此的散热器设计可以算是超标量设计了。散热器能同时给核心和正面4颗显存散热，而且在平台实际测试中发现，散热器使用带有蓝色LED灯的风扇，这在目前以酷炫为主的DIY圈内也算是一个亮点。视频输出上，显卡采用DVI、VGA、D－Sub全接口设计，为用户在显示器方面提供了更大的选择空间。

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　　核心编号为Metropolis 的GammaChrome S18采用0.11微米制程，并且具有0.8亿个晶体管。S3方面宣称，S18核心的功率仅为4.5W但却拥有350MHz的频率。加上该款显卡使用原生PCI-E接口，这样即减少了由桥接芯片带来的发热量，有减少了显卡的整体功耗。

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　　显存使用了8颗HY MBGA封装的GDDR3 2.2ns显存默认频率为600MHz，对于这种显存来说，还有很大的超频空间。

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　　至于人性化设计，MSI S18使用了两颗手拧螺丝固定散热器值得称道，方便用户在散热器拆卸上的简单化。

S18在播放HDTV的优势

　　第一、S18支持HDTV硬件加速，在播放HDTV时CPU占用率相对其他芯片组有一定的优势。所以配备此显卡后，即可以在缓解处理器的使用率的同时又可降低处理器功耗。并且使用低频处理器就可完全胜任播放需求。

　　第二、S18在技术上的追求不仅仅局限于3D性能上，在视频回放上S3也狠下功夫，比如在HDTV播放上就做了针对性的优化。

　　第三、S18是目前唯一一款能支持数字电视在1080P分辨率下播放HDTV的显卡，这是其他任何显卡所不能及的。而且在数字电视上还可以通过驱动中的“解块渗透”功能来调节画面清晰度。如果用户在选择数字电视输出的时，可以在驱动控制面板里选择电视的输出格式，比如720P或者是1080P。

三国鼎立显卡并行处理技术之S3 Multi－G技术

　　目前多显卡技术趋于成熟，随着SLI技术的正式发布多显卡技术已经不再是什么新鲜事物。nVIDIA的SLI技术和ATI的CrossFire技术所带来的性能提升，已经让人们对多显卡技术充满了希望。就在N卡和A卡两国相争之时S3放出了Multi-G技术，一时间形成了三国鼎立之势。

　　SLI技术的出现让人们体验的高性能、CrossFire的出现让人们体验在显卡搭配上的随意性，Multi-G为我们带来什么了？根据S3官方介绍有以下三个特点：

　　1、Multi-G技术将摆脱主板的束缚（比如SLI只能用nVIDIA主板），它可以运行在nVIDIA的SLI主板上，并且在不久的将来也会得到ATI主板的支持

　　2、Multi-G技术将不会使用任何连接器，减轻了在组装上的繁琐事宜。

　　3、Multi-G技术能为我们带来多大的性能提升呢？165％就是答案，性能的提升决不亚于SLI和CrossFire。当然兼容性的问题一定是玩家最关心的问题，这方面请大家放心，S3已经对280种以上的游戏进行了兼容性测试，在产品的品质、性能、兼容性上大可放心。

　　以上这些内容，我们在测试中也要一一验证。

6600LE——低标高配、性能强劲

　　6600LE——低标高配、性能强劲

　　nVIDIA近一年来凭借GeForce6X00系列和GeForce7800系列大放异彩，在高中低三个档次的产品中成功的压制了对手，捷报连连。尤其是低端市场的6600LE，凭借拥有与其同门高端产品一样的技术和其自身独有的低廉价格，成为了目前低端用户的新宠。我想在此就不再进行过多累述，也许大家对它的了解比我还多，呵呵。

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　　本次参加评测的6600LE来自七彩虹，型号为天行6600LE-GD3 UP版。单从外观上看，此显卡采用MBGA显存、三洋SVP电容、屏蔽磁环，如果不是事先知道，这样的做工很难让人想象得到它是6600LE。

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　　显卡核心上方的醒目位置标有“GeForce 6600 LE”字样，其核心代号为NV43-V，使用TSMC 0.11um工艺制作，包含1亿4600万个晶体管，默认频率为300MHz，其完美支持NV43的所有功能。并且与S18一样它同样采用原生PCI-E，大大降低了显卡的整体温度。

　　NV43-V和NV43仅有的区别就是相差4条象素渲染管线。我想大家一定会问6600LE到底能改成6600吗？简单的说6600LE只有一小部分可以改。为什么这么说，请大家看核心编号最后两位，这种A4核心的6600LE是目前是无法破解8管线的，只有核心编号末尾两位是“A2”才可以改。但是由于nVIDIA严格控制“A2”核心在6600LE产品上的使用，所以导致市面上采用这种核心的6600LE少之又少。不过有消息称ASUS的6600LE TOP版将采用“A2”核心，有兴趣的朋友可以选购。

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　　显存方面使用三星GDDR3 1.6ns显存，这种显存目前只有在顶级显卡中常见。再加上nVIDIA并没有限定各AIC在制造6600LE时所使用的显存规格，这就造成不同品牌6600LE间的显存性能参差不齐。而像七彩虹这样从用户角度出发、用料十足的6600LE还是很少见的。

　　6600LE在技术上的优势

　　6600LE虽然面向低端，但是在技术上却继承了高端产品的所有技术特性，它能给我带来什么样的技术革新呢？

　　Shader Model 3.0是Derict9.0C的一个重要组成部分。对于这个技术的支持最大受益人其实是程序开发人员，因为它支持无限代码长度的程序处理，提供新的分支指令，能够轻松调用子程序，让编程更为轻松，效率提升显著。当然用户也会受益匪浅，比如游戏画质提升，游戏开发周期缩短等。

　　HDR（High-Precision Dynamic-Range的缩写）其实并不是一项新技术，比如早期的ATI R300核心或者R350核心都支持。但是目前从显示效果来看，只有为NV40以上代号的核心对其支持效果最好。

　　PureVideo的主要功能就是让nVIDIA显卡实现家庭影院级别的画质。当然并不是所有的nVIDIA显卡都支持改技术，就连早期的发布的GeForce 6800GT和GeForce 6800 Ultra也不支持，目前已知有GeForce 6800/6600GT/6600/6600LE/6200支持。

三国鼎立显卡并行处理技术之nVIDIA SLI 技术

　　SLI技术虽然不是nVIDIA发明的，但是SLI技术是nVIDIA发扬光大的。自从nVIDIA在去年发布SLI后，产品在性能上大幅度超越对手，并且夺回性能之王的称号。相对竞争对手的显卡并行处理技术，SLI既有发布时间早、技术成熟的优势，又有深入广大用户群心里的优势。

　　不过nVIDIA技术并没有止步不前，经过研发人员的深开发，目前SLI技术可以实现无桥SLI和对软硬件兼容性方面进行了改进。并且在今后的发展中，nVIDIA还计划实现同核心不同品牌、不同频率下产品的SLI，让SLI更加完美，更加成熟。

测试平台

　　测试平台

　　功耗测试

S18测试

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　　S18单卡在待机情况下，系统功耗稳定在94.8W。不过在运行3D程序之后，整机功耗会马上提升到130W以上。在游戏性能测试方面，虽然功耗都稳定在130W左右，但是S18的性能实际表现并不是很理想，Half Life 2和FarCry只能勉强通过，而DOOM III由于帧数过低导致游戏出现停顿现象。

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　　在Multi-G测试中S18的性能是让人欢喜让人忧。喜的是整机功耗相对单卡整机功耗仅提升15W左右，提升幅度不高，体现了S18的低功耗的特性。忧的是虽然系统识别出双显卡，但是游戏性能却没有得到任何提升，性能与单卡持平让人大跌眼镜。

　　通过以上的数据，我们可以计算出如下结果（所有数值取平均值）：
　　单卡显卡功耗＝（SLI系统功耗－单卡系统功耗）÷0.7＝（147.1－131.6）÷0.7＝22.1W

　　经过测试，我们得到了S18在满负载情况下的功耗是22.1W，考虑到误差，实际功耗应不超过25W。

6600LE功耗测试

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　　6600LE单卡待机状态下，功耗为87.5W略低于S18。在运行6项3D软件功耗测试中，6600LE的功耗同样略低于S18，并且在游戏性能上却表现十分抢眼，都非常流畅的跑完游戏测试DEMO。

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　　6600LE在SLI模式下，总功耗提升30W左右，功耗增加幅度很大。但是不同于S18的是，6600LE是有付出就有回报，3项游戏性能测试中分别得到了50％左右的提升。

　　通过以上的数据，我们可以计算出如下结果（所有数值取平均值）：
　　单卡显卡功耗＝（SLI系统功耗－单卡系统功耗）÷0.7＝（156.8－130.7）÷0.7＝37.3W

　　经过测试，我们得到了6600LE在满负载情况下的功耗是37.3W，考虑到误差，实际功耗应在40W左右。

误差分析

误差分析

　　虽然我们得到了测试结果，但仍是有许多疑问。假如测试结果准确，那么在S18的系统上，除去显卡的其它设备功耗总和为131.6-22.1=109.5W，而在6600LE上则是130.7-37.3=93.4W。同样的平台，系统功耗相差却在15％以上，这个差距未免太大了些。

　　经过仔细分析，我们认为有以下几点影响了测试结果：
　　1、驱动成熟度，S18的驱动很可能没有全面发挥出显卡的能力，尤其是在SLI情况下。
　　2、测试软件的选取，很可能没有使显卡满负载运行。

　　后来经过与VIA公司确认，我们拿到的测试驱动并不支持Multi-G技术。因为VIA的驱动开发团队为了确保驱动的完美性和保密性，目前不能泄漏支持Multi-G技术的驱动，所以本次无缘测试Multi-G。但是在本次S18多显卡测试中值得我们深究的是，真正的Multi-G平台本来就是这么低的功耗，还是由于驱动不支持Multi-G而导致子卡没有正常发挥性能出现低功耗的表面现象。我们现在不敢确定，但是这个疑问将会在不久的将来VIA正式发布Multi-G驱动后解开。

总结

　　通过这个测试，我们了解到目前的中低端显卡功耗应为40W左右的水平，耗电量并不高。从系统总功耗的数据来看，两个平台实际上相差无几，平均功耗都在130W左右，而且采用S18的平台还显得更高一些，可能还是由于驱动程序不成熟的原因，使CPU占用率过高进而增加了整体功耗。

　　从整个平台的功率来看，其数值之低让我们颇为吃惊，即使采用了Athlon64 4000＋的系统最高也只需要有155W功率。当然，这是此配置的有功功率，如果考虑到电源的转换功率，该系统对市电的需求应为190W。如果采用标称值更低的AMD CPU，输入功率会进一步减少。

　　我们进一步可以得到结论：目前的低端配置电脑整体功耗普遍在200W左右，如果再做出60～70％的余量，使用额定功率（实标）为300W的电源绰绰有余。

　　这个结论好像与现在市场中的主流声音不同。几乎所有的配件品牌都在宣称，电脑的功率在成倍增长，有必要采用300W额定功率的电源。但经过我们的测试（至少在整体功率方面是准确的），证明一台普通的家用电脑仍只需250W电源即可。当然，前提是电源质量可靠，否则一款虚标的电源即使有300W标称也可能无法满足应用。

　　我们已经了解了低端配置与低端显卡的功率数字，结论还是令人满意的，至少低端配置下的功率没有比前几年增加多少，用户可以节省一部分预算了。而对于采用高端配置的用户，肯定更渴望得知系统功率方面的内容，那么就请继续关注本站的测试。