CPU功耗测试第一集：Phenom II X6 1055T在各种超频时的功耗

感谢石头提供劈线电源及电流表，让我能对CPU功耗做出比较精确的测试。首先看：http://bbs.pceva.com.cn/thread-9044-1-1.html，从图中我们看到我的平台上多了个电流表，而这里显示的是1055T在1.52v，4.2G，3000NB下用Prime95的烧机情况，电流表的读数为22.3A。说明这时候电源12V输入8pin的CPU供电电流为22.3A。

这里有两点注意情况需要说明，一是现在CPU已经几乎不从主板24pin取电，所以可以认为这个输入电流乘以输入电压就是全部的CPU供电的输入功耗；二是我们知道主板上CPU供电有电感、电容和MOSFET，这个供电系统充当着一个变压器的作用，也就是把12V的输入电压转换为CPU所需要的电压。这个供电系统的转换率不可能达到100%，一般认为在85%-90%之间，随着供电系统（尤其是MOSFET）温度的升高，转换率会降低。

首先说一下这个电流表的工作原理，我也是刚刚才看明白，不过这部分大家不是必须了解，看不懂的同学可以直接跳过。物理课本上教过我们，电流表串联到电路中就可以读出通过一根导线的电流值。但是电流表由于电阻很小，很容易烧坏，一般量程都不大。而我们知道CPU的功耗可以达到200W以上，也就是在12V输入端的电流也将会达到十几甚至二十安培以上。所以这里我们没办法直接用小量程的电流表来量到电流，必须采用另一种方法。这种电流表专门量直流电，而且是安培值比较大的类型，结构如下：


简单说一下这个图，CPU外接供电的8pin线，有四根是黄色的，12V正极线，而另外四根是黑色，为地线。我们要做的就是在12V正极线上加入一个分流器。这个分流器其实就是一个很小的已知电阻，在电流通过这个电阻的时候，会在电阻两端形成电势差（压降），不同的电流通过这个定值的电阻时，形成的压降就不同，并且压降会和电流大小成线性比例（一次方正比）。然后我们再并联一个配套的已知量程的毫伏级别的电压表（也就是表头），通过量程换算就可以读出通过分流器的电流了，这个电流就可以近似地认为是通过12V输入的电流值。例如在我这套设备的电流表量程是30A，是由一个0.01欧姆的分流器加一个量程为300mv（0.3V）的电压表组成。

下边就是这套设备的实物图，图上接的是一个显卡外接6pin的供电，换成CPU的8pin供电其实是一样的。下边的6pin供电正极的线已经被劈开，串联一个分流器，然后表头的接线我们看到有四根，其中两根并联到分流器两端，也就是测量分流器两端的压降使用。而另外两根则是为电流表本身供电，所以要接一个5v的变压器，直接接到220V交流电。

这套设备在测量的时候，会受温度影响有所误差，所以建议把环境温度控制在20-30度之间。而我的实际室温是24度，平台周围可能还会高那么一两度，符合测试环境温度范围。另外，CPU的温度也会直接影响到功耗，因为CPU温度越高内阻越大，功耗也就越大。

好了，说完了电流表的工作原理之后，我们再来讨论影响CPU功耗的因素都有哪些。首先这里要否定一个盲区，CPU不是热得快，所以P=UI在这里是不成立的。同一个CPU的功耗，可以认为是跟电压的二次方成正比，同时跟频率成正比，另外上边提到的温度也会略微影响CPU的功耗。而在我们这套设备上，由于测的是输入电压，也就是主板的供电系统的转换率也会影响功耗。

下面我们来看测试。这次我测试的项目非常多，但是实际只要两两比较即可。测试方法很简单，运行Prime 95等到温度稳定后看电流表的读数并记录结果。以下我给大家的数据全是电流乘以12V后得到的数据，注意，由于分流器的作用，实际上CPU供电输入的电压会比12V稍低一些。

测试平台：
CPU：AMD Phenom II X6 1055T（默认核心电压：1.275v，默认CPU-NB电压：1.15v，以下提到默电均为这两个值）
主板：技嘉890FXA-UD7
内存：承启Apogee GT DDR3-2000
显卡：技嘉GV-N450OC2-1GI
硬盘：西数320G蓝盘
电源：安耐美冰核revolution85+
散热器：利民U120E


这次我就不做图了，因为数据很多。大家直接看数据对比也会很直观。

首先是默电默频、默电超频和加压超频的对比。CNQ、TurboCore全部关闭。
默电默频：待机27.6W，满载106.8W。
CPU核心默电超频到3.6G，CPU-NB加压1.325v超频到3000MHz：待机34.8W，满载140.4W。
CPU核心加压1.45v超频到4.05G，CPU-NB加压1.325v超频到3000MHz：待机54W，满载219.6W。
CPU核心加压到1.525v超频到4.2G，CPU-NB加压1.325v超频到3000MHz：待机67.2W，满载267.6W（22.3A）。
我们看到默电默频的满载功耗为106.8W，距离TDP125W仍有一段距离，所以再次提醒大家不要迷信TDP。在默电超频的时候，即使CPU-NB电压加了不少（许多倍频不高的CPU，又想默电超频的用户多数会这么超），功耗也不会大太多。140W左右尚可接受。而把CPU加压到1.45v并大幅超频后，虽然还在安全电压范围内，但功耗就大幅提高并且比较可怕了，达到200W以上，这个数值恐怕一般的主板供电受不了。而加压到1.5v以上更是疯狂了，功耗达到接近270W，与我之前所估计的“300W烧机”差距不远。另外这里提一下，在1.45v 4.05G这组设定中，运行wPrime 1024M时的功耗为176.4W，而运行Linx的峰值功耗可达255.6W。但是由于Linx是间歇性的满载，对主板供电的压力也是间歇性的，所以供电元件的温度不会太高，但是压力却是最大的，而P95由于是持续性满载，导致供电元件温度持续升高，对元件最折寿。在这里我的探头显示在默电默频时烧机电感只有57度，而从上一次300W烧机挑战中我们看到超到4.2G时探头早已破表，估计100度以上在所难免。

相关阅读：[暴力烧机]890FXA-UD7后续测试之300W烧机挑战

然后是默电默频与默电降压的对比。
默电默频：待机27.6W，满载106.8W。
核心降压到1.15v，CPU-NB默电1.15v，默频：待机20.4W，满载81.6W。
从这个测试我们看到降压大约10%后，功耗降低20%左右，基本符合功耗与电压的二次方比例。

再来看CPU-NB频率、HT频率和内存频率对功耗的影响。在这个测试中我们把CPU固定在300x13.5=4.05G，核心电压1.45v。
参照数据：CPU-NB 1.325v 3000MHz，HT 2100MHz，内存DDR3-1600：待机54W，满载为219.6W。
CPU-NB默电并降频到2100MHz：待机45.6W，满载降到204W。
拉高HT频率到3000MHz：满载220.8W（比2100HT高出0.1A）。
拉高内存频率到DDR3-2000：满载222W（比1600内存高出0.2A）。
在这部分测试中，我们看到CPU-NB电压和频率对功耗还是有些许影响，但是不是很大，在温度上可能可以反映出1-2度的差距。而HT频率和内存频率则对功耗有轻微影响。

然后是不同的外频对功耗的影响。由于不是黑盒CPU，我很难取到不同的外频同时同样的CPU-NB频率和内存频率。所以在这里我把CPU电压加到1.45v，CPU-NB加压到1.325v，目的在于放大差距。而外频分别设定200MHz（默频）和280MHz，在280MHz外频时，CPU-NB和HT使用7x，也就是1960MHz，很接近默认的2000MHz，而内存则由DDR3-1600超频到DDR3-1866来弥补降低CPU-NB频率后功耗的差距。
但是，尽管如此，在测试过程中，我们发现两者功耗打平，满载时均为166.8W，说明外频对功耗几乎没有影响。同时，与默电默频的106.8W比较，可见默认频率在加压后功耗提升非常明显（提升整整60W，幅度大约56%）。

这些数字并不是告诉大家你在超频的时候浪费了多少电，多交了多少电费。因为你的电脑大部分时间处于待机状态，如果算平均每天开机8小时，超频前后的平均功耗差异为75W，那几十瓦的差距可以说就是多开几盏灯的问题，这么一天算下来，超频让你只多浪费了0.6度电，根本无足轻重。我要告诉大家的是，普通的4+1相供电的主板很难扛下200W以上的功耗，而3+1相的更是140W都不行，所以超频的时候请量力而行，主板爆了的损失，那就不是少开几盏灯就能省下的钱了。要玩转六核大幅超频，4+1相供电配合2上2下的MOSFET是必须的。

下一集是比较不同应用软件的功耗差异，谢谢收看~
CPU功耗测试第二集：最吃CPU的软件功耗大比拼：http://bbs.pceva.com.cn/thread-9130-1-1.html

{:4_138:}

搬个凳子慢慢看

围观高产R~~

我问个肤浅的问题：默认频率，但是默电不同，是不是雷同于版主说的默认频率降压

这个是6核心的，期待有一个Deneb的测试，因为我比较关心我现在的用电状况。放在学校寝室里我的电脑：B40 1.4V 250FSB*15=3750 NB HT*10
MB:880GA UD3H
现在是7*24满载分布式运算。其他状况么：OCZ AMD BE 1600 2G*2@1666 无显卡，集成显卡顶着 三块硬盘 5只风刃或冰刃至尊风扇，电源为Vx550。核心温度应该在45度。差不多全了吧？！顺便Momo Viva的1055t。

dendb核心功耗，可以参考下萌萌的文章《谁更费电？AMD Phenom II 940 VS Intel Core i7 920 真实功耗大比拼！》
http://bbs.ocer.net/thread-265855-1-1.html

我问个肤浅的问题：默认频率，但是默电不同，是不是雷同于版主说的默认频率降压 ...
ssyknuwyg 发表于 2010-11-20 08:06

可以这么说

这个是6核心的，期待有一个Deneb的测试，因为我比较关心我现在的用电状况。放在学校寝室里我的电脑：B40 1. ...
Asuka 发表于 2010-11-20 08:57

Deneb功耗955默电1.4V 3.2G大约在135W，1.4V 3.75G的话应该估计会在155W左右

回复 10# royalk


    好，要的就是这个数据，那样的话，全平台可以控制在200W以下了吧？！

来晚了。   高产。 原来如此。

回复  royalk


    好，要的就是这个数据，那样的话，全平台可以控制在200W以下了吧？！ ...
Asuka 发表于 2010-11-20 11:14

加上其它的就200W了 再算电源的转换率得有240W左右吧

为啥昨晚刚放出时显示阅读权限要255呢?

为啥昨晚刚放出时显示阅读权限要255呢?
010woq 发表于 2010-11-20 12:04

因为还没编辑完- -

原来这样啊.谢r版!

4+1相供电配合1上2下的MOSFET,抗200W的可否？ 我的785GM US2H，怕他爆了

4+1相供电配合1上2下的MOSFET,抗200W的可否？ 我的785GM US2H，怕他爆了
hehehe21 发表于 2010-11-20 12:23

这个比较难了 160-180W差不多是极限了。

这个比较难了 160-180W差不多是极限了。
royalk 发表于 2010-11-20 12:31

    5核超4G。。MOS上没散热，怕他爆

5核超4G。。MOS上没散热，怕他爆
hehehe21 发表于 2010-11-20 12:35

我也是785GM-US2H ，5K  1.408V 4G,P95跑过15分钟,手动停止了，室温大概10+度，没供暖的北京

看看咯
FX5200 正冲向4G 预计1.45V左右
满载预计突破180？？