CPU功耗测试第三集：见证AMD“热墙”~CPU温度对功耗的影响

大家好，由于这周比较忙，功耗测试第三集拖了几天~
这一集主要是调查AMD“热墙”的真相，让大家对AMD处理器的“热墙”的直接原因和间接原因有个根本的了解。
如果你还不知道热墙是什么，请看以下文章：
相关阅读：夏天到了，浅谈关于Phenom II的“热墙”
之前两集功耗测试及测试方法介绍回顾：
CPU功耗测试第一集：Phenom II X6 1055T在各种超频时的功耗
CPU功耗测试第二集：最吃CPU的软件功耗大比拼

这一集我先把结论摆前边，大家先知道结论然后再往下看故事会比较清楚点。
结论：
造成AMD“热墙”的罪魁祸首，并不是温度，而是主板的供电。
直接原因：供电顶不住
间接原因：温度升高导致功耗升高

为什么能得到如此结论呢?!下面看测试。

测试平台：
CPU：AMD Phenom II X6 1055T
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

首先说这一集与之前有不同的测试方法。
功耗测量方法还是和之前完全一样，电流表和电压表然后相乘得功耗。唯一的区别是多了一个用来升高温度的方法，那就是被动散热。以下我会在烧机的途中拔掉CPU风扇的电源，让CPU温度升高。注意：在被动散热过程中，散热器的温度会非常高，用手碰可能会被烫伤，必须小心。

测试方法：AIDA64稳定性测试，只烧FPU，在前一集的测试中我们已经知道，这个途径最容易得到稳定且持续时间随意的高功耗。

今天天气转凉，别看这几度气温的差异，在CPU功耗上也会有影响。为了保证测试的严谨性，我不再使用之前测得的任何数据来加入对比，包括默频默电功耗也重新测试。今天的室温在21-22度之间。

探头：左路探头放在U120E底座和扣具之间，右路探测室温。注意，左路探头在主动散热的时候误差会非常大，在被动散热的时候由于整个散热器底座温度很接近CPU温度，但是会有一定的滞后。在温度上升途中探头温度会和主板报的温度差7-12度。所以在数值上升到稳定之后可以参考。注：以下如没有特指核心温度，所说的CPU温度均为主板所报的CPU表面温度。


首先是默频，风扇正常工作的情况
待机：12.12V，2.0A，24.24W。


满载：115.776W。


OK，下面拔掉风扇。
只区区两三分钟，温度就升高到62度（核心），过热降频机制启动，倍频降到4x，继续烧机温度维持。重声一下：这核心温度是偏低很多的，保守估计偏低20度，所以实际核心温度已经80+，这时候启动过热降频是应该的。


再看看过热保护启动之前，功耗升到137.37W。


过热保护启动后呢，功耗会乱跳，电流表的读数在5A-11.5A之间跳。可见过热降频并不是一直都降的。为了抓到浮动功耗，只能开闪光灯取短曝光时间了。


好的，现在整个散热器的温度已经升高到接近70度了，接下来我们停止烧机，我们发现待机功耗比一开始主动散热的时候翻了几乎一倍，去到46.02W。这时候主板报73度，探头报69度，所以可以认为这个890FXA-UD7主板的“表面温度”测温还是比较准的。


默频热身表演结束，没有撞热墙，但是我们看到随着温度提高，相同频率和电压下功耗提升了大约20%。在温度达到大约70度的时候，我们读到的功耗大约在137W，扣除供电转换损耗（约10%）后，可以推算出这时候1055T的真实功耗很接近TDP——125W。

下面来看超频了
直接加压上1.45v 300x13.5=4.05G，CPU-NB 1.325v 3000MHz。
在主动散热时，功耗245.59W（由于室温影响，功耗比前几天253W稍微少一点点）。


拔掉风扇电源，只半分钟功耗就提升到260.95W，这时候CPU温度只有54度。







在CPU温度上升到58度的时候，系统撞热墙重启，此时的电流表读数大约是22.3A（没抓拍到），此时功耗266.93W。

接下来保持电压1.45v，把CPU频率降到3.85G，重复做以上测试。
风扇正常工作的时候，功耗为235W。


拔掉风扇，CPU温度大约60度的时候，功耗同样去到266.93W。


然后在CPU温度达到63度的时候，再次撞热墙重启。

再把频率降到3.5G，电压依然保持1.45v。
主动散热，功耗216W。


被动散热，温度60度左右的时候，功耗升高到249.18W。


频率降到3.5G之后并没撞热墙，而是启动过热降频，启动过热降频之前功耗峰值也在260W左右。

接下来我把频率升回3.75G，电压依然保持1.45V。
在被动散热的时候，最大功耗同样很接近260W。
最后同样没有撞热墙，启动过热降频。


这时候停止烧机，我们从AIDA64的曲线中可以看到，CPU温度在稍有下降之后立马又开始缓慢回升，等待几分钟后温度居然升高到比启动过热降频的温度还高，并且这时候启动过热降频机制下温度还在继续上升。这是因为这时候待机功耗已经达到75W左右，超出了U120E被动散热的承受能力，并且随着温度继续上升功耗又会继续升高，形成恶性循环。如果这么等下去的话，最终结果就是CPU升高到100度系统自动断电。

再来反观一下默认频率被动散热时候的待机状况，上文已经说到默频默电，70度的时候，待机功耗在46W左右。从AIDA64的曲线来看，这个功耗还在U120E的被动散热承受能力之内，所以温度并没有升高，在重新接上风扇电源后，温度立刻降低到正常的待机温度。

同样地，在3.75G的时候接上风扇电源，温度也立即下降。


最后我加两档电压，保持频率3.75G，看看是否撞热墙。
被动散热时，在核心温度65度左右，功耗去到260W

在温度升高到72度即将启动过热降频时，功耗升高到274W（22.9A，没抓到图），撞热墙重启。

从3.75G的两种情况来看，电压加更高的时候，本来按理应当更稳定，可是却撞热墙了，在电压稍低的时候却没有撞。所以这时候可以认为是供电承受不住了，导致系统重启。再来分析3.85G、4.05G的数据，同样在功耗达到260W以上的时候就会重启。所以热墙是存在的，只是“热”并不是导致不稳定的直接因素，AMD的CPU采用SOI工艺，这种工艺有一个特性，就是在温度升高的时候功耗会随之大幅提升（最大可提升20%以上），而这个时候如果超出了供电的承受能力，就会导致系统不稳定。

所以归根结底，热墙是SOI工艺的特性和主板供电的限制共同作用结果。哪怕是最顶级的890FXA-UD7主板，也同样基于4+1相供电并联设计，其可承受的最大功耗通过上边的测试可知在270W左右。所以在这个时候，无论是提高电压、频率或是温度升高使得功耗加大到这个临界值的时候，系统就会出现不稳定现象。这就是撞热墙的原理。如果你的CPU足够雕，用低电压就可以跑很高的频率，或者你的散热条件足够好，那么热墙就离你很远。反之，热墙就离你很近。相对Thuban六核心来说，Deneb的热墙更为明显，所以AMD四核与开核用户更需要关注这个因素。

谢谢收看~下集预告：CNQ和C1E对待机功耗的影响以及待机功耗优化。
CPU功耗测试第四集：CNQ/C1E对待机功耗的影响及待机功耗优化：http://bbs.pceva.com.cn/thread-9401-1-1.html

慢慢看~

恩
我承认第一遍没看懂

看完了，结论，主办不给力
为什么AMD的主办不像INTEL那样出N相堆料板呢？

拜读，冬天不怕，夏天要换散热了

890FXA-UD7如果做成真实8+2供电的会不会离热墙更远些？

890FXA-UD7如果做成真实8+2供电的会不会离热墙更远些？
overthink 发表于 2010-11-26 09:30

C4F表示更加不给力- -

高产R。。

回复 7# royalk


   难道C4F的供电能力还不如890FX UD7强

回复  royalk


   难道C4F的供电能力还不如890FX UD7强
overthink 发表于 2010-11-26 10:16

C4F实测同样的U 4.05G要1.438V才能稳定，890FXA-UD7只要1.425V（BIOS）

回复 10# royalk


   GIGA真给力　　下个主板换GIGA

回复  royalk


   GIGA真给力　　下个主板换GIGA
overthink 发表于 2010-11-26 10:27

我觉得是Precision OV芯片的作用
换到890GPA-UD3H也一样要设1.45v才过得了

我觉得是Precision OV芯片的作用
换到890GPA-UD3H也一样要设1.45v才过得了
royalk 发表于 2010-11-26 10:29

   原来如此，还是高端的强大

原来如此，还是高端的强大
overthink 发表于 2010-11-26 10:41

    但是对一般人来说太贵了

回复 14# dodo168vip


   呵呵　花多少钱　办多少事　　看需求了

回复  dodo168vip


   呵呵　花多少钱　办多少事　　看需求了
overthink 发表于 2010-11-26 10:47

    嗯，如R大测试的890FXA-UD7 市场价2XXX,A的高端板目前在国内使用人群不多（但一线厂商A的高端板又必须出，一则也有少量需求的用户，二来既然是一线板厂，高端也是一种厂家实力的象征，就不能没产品布局，不然就先输别人一筹）目前的现实市场情况是，消费能力所限更多人愿意1090T+板 价格=2XXX.有消费能力的就用I7平台了

嗯，如R大测试的890FXA-UD7 市场价2XXX,A的高端板目前在国内使用人群不多（但一线厂商A的高端板又必 ...
dodo168vip 发表于 2010-11-26 11:11

其实我出这个测试只是以这张主板为参照啦。。不管多少钱的板子这个问题都一样是存在的~

回复 10# royalk


   问题签名:  问题事件名称:
BlueScreen
  OS 版本:
6.1.7600.2.0.0.256.1
  区域设置 ID:
2052


有关该问题的其他信息:
  BCCode:
116
  BCP1:
85D50008
  BCP2:
930DB8B0
  BCP3:
00000000
  BCP4:
00000002
  OS Version:
6_1_7600
  Service Pack:
0_0
  Product:
256_1


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这个蓝屏是哪个不稳定啊

回复  royalk


   问题签名:  问题事件名称:
BlueScreen
  OS 版本:
6.1.7600.2.0.0.256.1
  区域设置 ID ...
overthink 发表于 2010-11-26 11:44

这个似乎是显卡的事- -

这个似乎是显卡的事- -
royalk 发表于 2010-11-26 11:51

前一阵子是开机要进系统桌面后，黑屏，要重启一次才好用　　感觉是低温的问题。　现在还没来暖气，温度也是一样的低，最近两天开机正常了，今天开机又出这个蓝屏错误。　进系统后玩ＷＯＷ什么的也没事啊。。。。。　　怎么能搞好（除了换显卡）