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Vega56的真实功耗是多少?价值四万元的专业设备告诉你

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发表于 2019-3-30 20:55:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

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屏幕快照 2019-03-30 上午7.07.41.png

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发表于 2019-4-4 20:04:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 冶天 于 2019-4-4 20:09 编辑
z23wen 发表于 2019-4-4 12:32
CPU按找100W计算的前提。不超频的话,要保证12V的额定输出功率不低于350W。如果还要超频的话,12V额定输出 ...

+12电流功耗,只是电源输出构成之一.还需要确保常规额定和峰值时长的输出稳定性(官方的无故障使用时间,室温潮湿工作环境的质量寿命),耐温耐压强度以及请求响应时间.还关系到瞬间负载和BOOST加速,还有数据量的计算单元的挡位电压和主频.

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 楼主| 发表于 2019-3-30 20:58:43 | 显示全部楼层
本帖最后由 猎鹰 于 2019-3-30 21:29 编辑

对于大部分人来说要精确测量每一个硬件的功耗似乎难度很大,所以通常直接买一个几十块的功率插座就行。
不过功率插座也是有局限性。
1.功率插座测量的是输入功率,由于电源有一个转换效率,测到的值会偏大。2.这样并不能单独测量每一个硬件的功耗。比如很多人测量CPU或者显卡就是用单烤的方式,但是实际上这样测量的值也是包括了其他硬件在低负载下的功耗。
为止分配.png
3.熟悉电源结构的人大概都会知道,一个电源内至少有两级滤波(不包括EMI),首先是220V输入处的滤波,将220V的交流电转换为310V的直流电。第二级就是电源输出端,把高频的交流电整流滤波成12V/5v/3.3v这样的直流电。在这两级滤波之后,电脑硬件的动态功耗全部看不见了,只能看到相对稳定的220V输入。
电源结构.jpg
正是功率插座的这些局限性让有些人产生了Vega56有300W,R7 1700满载150W这样的错误结论。
Vega56.jpeg
今天我将手把手教大家如何准确测量显卡的功耗,其中分为两部分:
第一种办法门槛较低,适合普通爱好者成本只需要几十块就可以。
第二种将会使用更专业(昂贵)的设备,但是精度更高,可以精确到显卡工作每一毫秒甚至微秒时的功耗,不过这个成本较高上限可以达到百万。
35dd4159d245a64a.jpg


要知道如何测量显卡的功耗,首先应该知道如何供电。
供电分为两部分,一部分是插头供电,也就是常说的6pin/8pin这类,另一部分是PCIE插槽供电。
nano 8pin.jpeg
其中PCIE的插槽内可以提供75W的最大功率,6pin提供75W,8pin提供150W。
nano PCIE.jpeg
PCIE的定义图如下,供电位于缺口左边的,右边为信号。要获得插槽的电流这个想办法在这里接入一个电流表。
PCIE 定义.jpg
显卡.jpg
如果直接破坏主板,那么代价实在是太高了,我们可以使用PCIE延长线,将这里的连接线切断接入一个电流表。个人推荐还是增高卡,因为距离短,PCIE线太长而且没有强度,有干扰和断线的风险。
PCIE增高卡.PNG

在实际的测试中我再说一个注意事项。电流表要串联在正极处,而不是负极处。
电表接法.png
其实稍微了解过PCB设计的人都会知道,对于一个用电器来说,基本上大部分负极都是接一起的,也就是俗称的共地。分别测量正负两根的电线的电流时会发现大小居然不一样。因为输入的电流并没有全部从这个直插处流出,另一部分走的是PCIE插槽的负极。哪边电阻小电流就往哪边走,这是随机的。
通过测量到的电流和电压数据,根据初中物理:功耗=电流乘以电压便能算出。实际上对于电压偏移不到的电源可以直接用12V乘以电流就行。


知道了测量方法,那么我们开始实测吧~
首先上场的是价值两万六的惠普3457A万用表,精度达到了六位半用于电压测量。这时候有人可能会问了:电压的测量真的有必要上这么贵的仪器?没必要,反正电流表的精度也没达到六位半。但是又不得不上,因为没这个根本就凑不够四万块啊!虽然我也只花了1000块就收到的,但是我也得写二万六。如果不这样写你们根本就不会被标题吸引,然后点进来。
DSC01278.jpg
电流表使用的日本克列茨的KT203直流钳表,当然这个也是收的二手230元。
电流表.PNG


测试的平台配置如下:
AMD驱动界面.PNG
CPU为E5 2696 V3,十八核心,最高睿频3.8G,破解后全核心频率为3.2G。
主板是华擎的X99 ITX。
X99 itx.jpg
显卡为讯景的Vega56,也就是长得最丑的那个。
XFX vega56.jpg
电源是银欣的SFX 450W,金牌全模组。我知道这时候可能会有人说450W带不动这类,但是我实际上就是带动了。在双烤条件下(包括FPU),整机是输入功率也就420W,加上转换效率实际功耗大约370W。
电源.jpg
在实际测试中我将条件分为六个档次,设置均使用AMD显卡自带的Wattman。
1.        TDP拉低25%
2.        节能模式
3.        均衡模式
4.        Turbo模式
5.        TDP拉高25%
6.        TDP拉高50%
烤机软件依旧是常用的甜甜圈。
在实际测试中我们可以发现显卡的频率实际上是不断跳动的,我的取值是在Wattman里面的平均值。X轴为频率,Y轴为功耗。

PCIE和直插插口的功率分别如下。 PCIE.PNG
使用GPU-Z可以监控核心的功耗,不过核心的功耗还是远低于整张显卡的功耗。
GPUZ.PNG
通过测量我们可以发现Vega56的功耗实际上并不高,默认状态之下整个显卡功耗也才200W功耗表现非常不错,完全称不上电老虎。通过图像我们可以发现频率/功耗的拐点正好就是均衡模式,算是性能跟功耗的平衡点。把TDP拉到50%后功耗也才300W,功耗虽然不小,但是也并不夸张。
平均功耗.PNG

如果我用Vega56不拉TDP配合一些低功耗的CPU,比如2700这类低功耗的CPU,是不是350w的电源就可以玩转Vega56了?
为了更清楚的知道这个问题,我们首先要了解电源的保护机制。
2019030423144430.png
牙膏厂要求在电源设计中必须加入过流保护机制,当电源出现短路等问题时电源会自动跳闸,防止大电流烧毁硬件或者电源,还能防止火灾甚至核爆这一类事故的出现。
电路烧毁.jpeg
核爆.jpg
其实就算Intel不要求加上电源厂也会加上,毕竟人都有手贱的时候,万一操作失败造成了短路,有过流保护的电源不会出现烧毁。没有过流保护的电源厂家就得考虑返修了,售后部门肯定得哭死。这个值每个厂家都定得不一样,通常是超过额定功率的25%,也有的厂家定到了60%,当然也有一些厂家型号写500W,额定400W的。
电源.png

显卡在工作的时候功耗并不是不变的,如果用过电表直接测量输入功率的人可能会发现,电流表是示数也在不停的跳动,也就是说显卡的工作状态实际上也是跳动的。使用电表测量的只能是平均功率,其采样速度并不足以测量的峰值功率。


关于什么是是TDP,以及PWM功率调制的可以参考这段视频:
https://www.bilibili.com/video/av45686692

Intel在设计CPU时,公布了四个功耗限制的等级。其中PL1就是TDP也就平均功耗如果使用万用表测量到的就是这个值,PL4就是峰值功耗,如果PL4高于电源的保护的阈(yu四声,不读fa)值,那么就有可能触发过流保护,结果就是关机重启。不过AMD和Nvidia并没有像Intel那样公开这样的文件,这个值具体是多少,我们只能自己来测量。

要实时监控电流,普通的万用表已经达不到要求了,这时候得借助示波器。
这里我选择的是价值一万块的普源2302示波器。虽然我是用仅仅四千块的2072刷机得到的,而且还是闲鱼2200元收的二手货。但是刷机过后用起来就是2302,连软件识别到的也是2302,就和470D刷570一个道理。虽然我只花了两千多,但是价格方面我就想写一万块,不服来砍我啊!
示波器只能测量出电压信号,要测量电流必须得让电流信号转换为电压信号。最简单的办法当然是串联电阻然后通过欧姆定律计算得出电流值。不过这样发热会比较大,虽然可以使用小电阻再加上运算放大器的方案大幅降低发热,不过实际的测量之中还得涉及到改电路,用起来比较麻烦。
这时候可以直接购买专门的电流探头,也就是利用“霍尔原理”通过磁场测量的方式在不接触的情况下测量,可以免去在不同位置测量时需要关机重新接线的麻烦。之前那一段测量电流时用到的直流钳表(也可以叫勾表)也是这个原理,不过这个探头的响应速度会快很多。
电流探头当然推荐使用“是德科技”这一款,频率和精度表现都很不错,不过这些参数也不是最重要的,最重要的还是一个字“贵”。为了提高测量精度还需要配合一个单独的电源使用才行。探头四万七,电源一万元,加起来接近六万。当然你从标题你也应该猜得到总价格才四万,这套价值六万块的设备我是买不起的,最后我选择的是汉泰两三百的电流探头,最大电流65A,频率20KHZ。

前方高能预警,这次测到的功率有可能的颠覆你对显卡功率的认知。
在使用甜甜圈进行烤机的过程中,电流波形如下。
我们可以发现其峰值功率比平均值实在是高了太多,默认状态下平均功耗不到200W,但峰值功耗就已经达到了300W以上,而且并不是偶尔出现一次那么高的值,而是多次达到如此高的值,这样的值极易触发到电源的过流保护。





游戏中的功耗表现到底如何呢?
虽然在甜甜圈的测试中平均功耗比游戏还高,但是工作状态极其稳定,电流不会有太大的波动。由于游戏中场景的变化非常快,使得工作不可能十分稳定,这时候会达到一个更高的峰值。
这里就拿战争雷霆自带的性能测试画面来测量显卡的功耗吧,其中右上角就是示波器电流监控的画面,不过单位不是伏特,而是安培。在测试中我们可以发现电流多次达到了46A以上。在默认状态下这个银欣450W电源还可以稳定工作,不过在TDP拉高50%之后,虽然可以通过甜甜圈的测试,但是在游戏中还是触发了电源的过流保护,此时功率插座的示数仅仅430W,远低于额定功率,这时示波器采集到的最大电流为49.2A。
为了继续后面的实验也将电源更换为了海盗船的RM1000。在一次测试中抓到最大的一次电流达到了51.6A。也就是说单显卡的峰值功耗已经达到了600W以上。



我们可以将Vega56的功率做一条曲线,X轴为频率,Y轴为功率。
不过此时峰值功率已经达到了平均功率的三倍,在拉TDP50%时,峰值功耗为平均值的两倍。

现在就来回答这个问题:Vega56配多大的电源?
其实测完之后我想说一句:“无可奉告”,但是呢你们也不高兴。因为平均功率和峰值功率实在是相差太大了以至于我根本不敢下结论。我自己的450W确实可以稳定在默认TDP之下,但是拉高50%后却不行。
如果你可以确认电源的过流保护值大于50%,那么在不拉TDP的情况下至少选择450W,拉TDP选择550W。
如果你不知道自己电源的过流保护值,那么750W基本上够了。当然选择i9等大功率CPU的用户请自行加上CPU的差值。


如果你们也想做这样的功率测试,实际上花费并不高。
仅仅测量平均功耗,只需要一个电流表外加一个PCIE增高卡改一改就行。总价二三十块就够了。
电表.jpg
如果有条件的还可以购买直流钳表,这样可以免去测量不同地方需要拆装线的烦恼,不过价格会高一点。虽然钳表的精度不够高但是足够了,因为电脑硬件的功耗实际上也是波动状态,并没有一个稳定精确的值。

如果你也想测量动态的功耗,但是你又不是电子爱好者,这种几千元的示波器可能过于昂贵。那么示波器可以选择这种USB的,也就是需要接电脑来显示,虽然性能差一些,但是价格不算高。
USB示波器.PNG
等等这图片好像贴错了,应该是这个,也就两三百块钱,顺便麻烦“是德科技”和“汉泰”联系一下我,把广告费结一下谢谢。
汉泰示波器.PNG
电流探头也可以选择我这种,而且这个探头加上电压表也可以化身为一个直流钳表,加起来的价格也并没有比专门的直流钳表贵多少。
电流传感器.jpg
如果实在是家境贫寒,还可以使用这种需要串联的霍尔电流传感器。如果贫寒到了某只猿的水平,你甚至是可以选择电阻。

最后我想说一句,测试方法以及价格我都说了,门槛也并不算高。我希望以后做评测的朋友可以在功耗测试时使用我介绍的办法,这样可以更准确的知道功耗,让用户在电源的匹配上更容易一点。



USB示波器.jpg
汉泰示波器.jpg
电流表.jpg

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发表于 2019-3-30 23:52:22 | 显示全部楼层
看了猎鹰的测评,我发现我就是个吹水的菜逼,用了这么久56,连功耗多少多少都不知道
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 楼主| 发表于 2019-3-31 00:36:52 | 显示全部楼层
HudenJear 发表于 2019-3-30 23:52
看了猎鹰的测评,我发现我就是个吹水的菜逼,用了这么久56,连功耗多少多少都不知道 ...

要不是测了你那张56,我现在还不敢买呢。测完了发现功耗不大,可以改ITX。
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发表于 2019-3-31 09:27:01 | 显示全部楼层
猎鹰 发表于 2019-3-31 00:36
要不是测了你那张56,我现在还不敢买呢。测完了发现功耗不大,可以改ITX。 ...

等猎鹰姐姐下个帖子改itx了,我也学一个
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发表于 2019-4-1 09:50:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 z23wen 于 2019-4-1 11:23 编辑
猎鹰 发表于 2019-3-31 00:36
要不是测了你那张56,我现在还不敢买呢。测完了发现功耗不大,可以改ITX。 ...

如果再降点电压,再降一少少的频率,装进ITX机箱应该没什么问题了。
你再试下,电压降低0.05V和0.1V功耗会降低多少
葵花在手,啊哈哈哈哈哈哈!
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发表于 2019-4-1 17:19:24 | 显示全部楼层
z23wen 发表于 2019-4-1 09:50
如果再降点电压,再降一少少的频率,装进ITX机箱应该没什么问题了。
你再试下,电压降低0.05V和0.1V功耗会 ...

默认即可,风道做好就行.随意切换电压,电流,主频是有风险的,始终不如默认的已调配出厂标准,因为用户并不知道具体体质和参数,只能以更小幅度短时间内摸索,使用高负载应用和测试很可能出现损坏.

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发表于 2019-4-1 17:56:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 冶天 于 2019-4-1 17:58 编辑

任何测试都是有误差的,即便是在GPU的供电针脚和PCB供电区,也没谁有这个胆量和技术,官方有图纸和参数除外.民间只能做参考.用户主要是钻研获取接近,这是拿不到的数据,提供给更多的人.精神可贵,分享成就.

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发表于 2019-4-1 18:11:38 | 显示全部楼层
冶天 发表于 2019-4-1 17:19
默认即可,风道做好就行.随意切换电压,电流,主频是有风险的,始终不如默认的已调配出厂标准,因为用户并不知 ...

你这话说的,超频加压也有风险啊,又不是单单降频降压有风险。

就像我的E450默电1.35V ,真是太高了,我调到1.175V容易死机,1.2V也能用,那我就调到1.25V,这个值是相对安全的。

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本帖最后由 冶天 于 2019-4-1 18:22 编辑
z23wen 发表于 2019-4-1 18:11
你这话说的,超频加压也有风险啊,又不是单单降频降压有风险。

就像我的E450默电1.35V ,真是太高了,我 ...

是呀.我没有补充这点,忘记了.电压和电流都有关系,在+-设计值以内都可以.主板和电源也是有浮动的.总的来说调节和负载小心点,步子不能太大,大家都懂,因为有不确定性,需要长时间多次数找到多少电压和主频,电流值功耗会有不同.我比较保守.

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发表于 2019-4-3 12:36:42 | 显示全部楼层
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发表于 2019-4-4 12:32:19 | 显示全部楼层
CPU按找100W计算的前提。不超频的话,要保证12V的额定输出功率不低于350W。如果还要超频的话,12V额定输出功率最好在500W以上。
选电源最好要高一点,不超频的话多出50W左右差不多了,基本上12V额定 400W的电源也基本够用了。


葵花在手,啊哈哈哈哈哈哈!
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冶天 发表于 2019-4-4 20:04
+12电流功耗,只是电源输出构成之一.还需要确保常规额定和峰值时长的输出稳定性(官方的无故障使用时间,室温 ...

你这个涉及到电源的品质了。
葵花在手,啊哈哈哈哈哈哈!
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发表于 2019-4-5 16:25:59 | 显示全部楼层
z23wen 发表于 2019-4-5 13:13
你这个涉及到电源的品质了。

功率和品质毕竟是一起的,相辅相成,缺一不可.^_^

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单卡买个 500W  正常怎么都够了

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