怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系

这篇评测源于HD7950的首发评测,做功耗测试时因为换了测试平台导致功耗需要重新测试,当时发现HD7950虽然频率和性能与HD7970相近,但是功耗却低了很多,就算是屏蔽了四组CU单元也不可能带来这么大的变化,其中的玄机在哪里?怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系

同为GCN,功耗大不同

比较二者参数上的差异,最明显的还是电压,待机电压都是0.85V,但是HD7970的工作电压为1.174V,HD7950的电压就只有0.993V(Furmark显示为1.09V,不过验证之后觉得Furarmk及其附带的GPU-Shark监测的电压并不准,原因见下面描述。),也就是电压略微降低0.1-0.2V,那么功耗则可以降低几十乃至上百瓦,而性能损失并不大。

怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系

怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系以微星R7970公版卡为例揭开HD7970显卡功耗与电压的关系

最常用的显卡调节软件当属Afterburner,再配合微星自家的显卡可以实现更多的电压调节。今天的测试就以微星R7970-2PMD3GD5显卡为例,分别设定不同梯度的电压和频率范围测试整机功耗,测试项目选择的是3DMark11X模式下图形测试4的循环负载以及Furmark1920x1080分辨率拷机,这两个项目的功耗波动比较小,在某种范围内功耗可以算很稳定。

锁定高功耗“真凶”

虽然afterburner软件支持GPU核心和显存电压调节,不过这里我们只调整核心电压和频率,显存电压保持默认的1.6V不变以减少变量。

测试平台配置基本与HD7950首发评测中一样,Corei7-2600KOC4.5GHz@1.408V,8GB双通道DDR31600内存,显卡为微星R7970,不过也是公版产品,贴了logo而已。不过测试平台的机箱和电源变了,机箱为振华SF-1000,电源为振华冰山金蝶1000W。

微星afterburner软件的电压范围为0.8-1.3V,不过设置为0.8V之后再低的频率也都会蓝屏,因此起步电压为AMD设定的待机0.85V,另外驱动程序里的电源控制选项统一设置为最高+20%,因为后期电压较高的情况下默认设置会自动降频影响功耗测试。

这里首先解决电压控制的问题,测试用了四个软件GPU-shark(等同于furmark,二者点电压数据一致)、AIDA64、GPU-Z以及afterburner监测电压变化,主要用afterburner软件调节,以0.85V为例,四个软件的结果如下:

怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系

怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系不同软件检测到的GPU电压并不相同

Afterburner肯定是显示为0.85V,AIDA和GPU-Z显示为0.828和0.829V,二者非常接近,而GPU-Shark显示的最高,还是默认状态的1.17V,综合下来本着少数服从多数的原则排除了Furmark和GPU-Shark的电压监测,这也是前面说它不准的地方。不过,GPU-Z和微星afterburner也有一定差异,GPU-Z显示的电压以0.01-0.05V的差值低于afterburner。

除了整机功耗之外,还附带了GPU温度以及GPUPowerdraw两个参数,温度是Furmark拷机测试的最高温度,室温为20-20.5度左右,Powerdraw功耗是Furmark软件根据GPU-Z简测的VDDC电压以及电流实时计算出来的,可以视为单纯的GPU功耗。在数字电路中,P动态功耗≈CV2F,其中C为系统的负载电容,V为电压,F为工作频率,也就是说功耗与电压的平方成正比,与频率成正比,提升电压带来的功耗提升肯定比提升频率要高,下面的测试中可以视作一个验证结果,到底电压对功耗的影响有多大呢,具体结果如下:

怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系

上述结果中标记为N/A的意味着测试跑不过,只能得到短时间内的结果

把测试结果简单分为了三个等级,低功耗/低噪音、较好的性能以及狂热级别,0.9V以内HD7970的频率可以稳跑800MHz(实际上是大于800、小于850,测试划分的频率间隔为50MHz,并不是太精细),而拷机温度最高不过69°C,风扇转速大约为2000RPM,几乎听不到声音。功耗方面3DMark11不过200W,Furmark拷机最高也只有266W。

0.95V到1.05V之间显卡频率可以达到1.05GHz,当然功耗也逐渐提升到升到360W左右,GPU温度也升至77°C上下,不过风扇转速也提高到2400-2600转之间,有明显的风扇运行声音,不过此时的频率普遍过1G,性能比较好,是均衡方案。

如果继续提高电压,从1.10V往后显卡的频率提升就没那么容易了,1.10V电压下只能保证1.05GHz稳定运行,1.1GHz频率稳定运行需要的电压就需要提升1.112V,而1.15GH下即便是1.3V的电压也无法通过Furmark拷机。

虽然频率提升越来越低,但是这个级别的功耗则是大幅飙升,1.2V以内3DMark11功耗增幅尚不明显,但是Furark拷机下功耗从1.10V的379W攀升到1.2V下的475W,一旦高于1.2V之后3DMark11的功耗也在迅速提升,Furmark拷机根本就跑不起来,运行就死机。

总的来看,增加电压对HD7970显卡的功耗影响很大,电压低于1.1V时差距还不算明显,在此之后继续提高电压,频率提升空间越来越小,而功耗和温度则是急速增加,相对性能提升来说得不偿失。

通过测试发现,AMD设定的1.17V下925MHz的核心频率其实很保守(可能是官方为了保证显卡的绝对稳定性),如果保持频率不变的话电压其实只要0.95V即可,稳妥一点1.0V也足够了,而功耗则会大幅下降。如果要保持1.17V电压不变,实际可用频率至少可以达到1000-1100MHz,当然功耗上也会增加大约43W。

电压、频率的最佳搭配

测了这么多数据,如果只想要一个结果的话,那么推荐两组搭配,首先是低功耗低噪音向的800/1375MHz@0.9V,这个频率下性能不会比GTX580低,而整机最大功耗只有266W,比同平台测试的GTX580低了将近200W。

以下是这个组合下Furmark拷机半小时的截图,虽然不能保证绝对稳定,不过也差不多了。

怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系

怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系0.9V电压下800/1375MHz通过了Furmark半小时拷机测试,适合静音需要

第二个级别选择了1.05V电压下1000/1375MHz的组合,频率过G可以满足很多玩家的YY心理,拷机功耗也只有352W,温度为76°C,虽然未能达到绝对静音,不过也只有轻微的风扇声,噪音可以接受。

怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系

怎么用才舒心,HD 7970显卡电压与功耗的关系1.05V电压下1000/1375MHz通过了Furmark半小时拷机测试,性能较好

高于1.10V电压超频时很难通过Furmark拷机测试,稳定性值得商榷,只适合发烧玩家折腾,比较合适的搭配为默认1.174电压下1150/1375MHz的组合,实际上论超频能力不止于此,测试时为了参数单一化没有调节风扇转速和显存电压,对发热玩家来说1.2V甚至1.3V下基本都可以超频到1.25-1.3GHz,只要不计较功耗、发热及噪音情况。

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