超能课堂(344)：AMD平台在不同负载下的真实功耗

两年前我们做过一期超能课堂，介绍中端到顶级的电脑在不同负载下的真实功耗，做这个的原因是不想大家整天盯着电脑双烤时的功耗不放，因为这个双烤功耗只代表这台电脑的功耗最大值，但实际使用时谁闲着没事干去烤机，真能把你CPU和GPU同时榨干的应用就没几个，所以我们搭了多套平台并使用多种负载来为大家呈现实际负载下整机的功耗状况，特别是游戏时的功耗用电。

当时做的功耗测试主要是以英特尔平台为主的，搭配的也是当时的RTX 40与RX 7000系列显卡，现在由于AMD锐龙9000X3D系列处理器优秀的游戏表现，AMD平台也赢得了不少游戏玩家的青睐，所以我们现在特意做一期AMD平台不同负载下的功耗状况，顺便把显卡也换成最新的RTX 50与RX 9000系列。

这次的测试平台包括由锐龙5 9500F和RTX 5060/RX 9060 XT 16GB所组成的主流平台，由锐龙7 9800X3D和RTX 5070 Ti/RX 9070 XT所组成的高端平台，由锐龙9 9950X3D和RTX 5090所组成的顶级平台，此外我们还会测试一套由四张Radeon AI Pro R9700和锐龙Threadripper PRO 7965WS处理器所组成的AI工作站平台。

我们会用工具收集两个CPU 8pin口，主板24pin口，显卡的16pin或8pin以及PCIe插槽的电流和电压数据，软件会把这些东西整合成功率，原始数据其实是可以看到CPU和显卡的具体功耗，只不过我们不会把他们全部放出来。这测得的CPU功率是主板端的输入功率，也就是从电源的拿了多少电，由于需要经过主板的VRM供电转换有一定的损耗，并不等于CPU实际消耗的功率，具体转换率和主板有关。

中端平台的配置表请看上表，CPU采用默认设置，开启内存EXPO，系统的电源策略是平衡模式。我们的负载项目包括桌面待机、在线4K电影播放、Stable Diffusion文生图，游戏项目包括《赛博朋克2077》、《最终幻想14》、《英雄联盟》、《彩虹六号：围攻X》以及3DMark FireStrike Extreme测试，游戏均使用内置Benchmark或者录像回放，好让测试可重现。

桌面待机与在线视频播放是4K分辨率的，而游戏 测试则采用2K最高画质，至于为什么要用2K？因为用4K的话游戏帧率相对较低，CPU负载拉不上去，1080p的话就变成了显卡负载拉不上去，经过测试2K分辨率两者负载较为均衡，整体功耗反而是最高的。

我们软件设置的采用率是每秒250次，出来的数据是以万为数量级的，所以画曲线图是不可能的，画占空比柱状图的话图表数量又太多了，最终简化成这个占空比表格，主流平台由于功耗较低所以可以每100W做一个分段，下面的百分比就代表平台在该负载下工作在该负载下时间占比，数据保留两位小数。 由于待机时的峰值功耗多数是后台突然有些什么负载，这峰值没有意义所以就不放出来。

锐龙5 9500F + RTX 5060这套平台待机功耗均值是73W左右，对比之前测试的酷睿i5-12600K + RTX 4060的平台待机功耗只有47W，鉴于RTX 5060与RTX 4060两者待机功耗相差无几，可以看出AMD平台的待机功耗确实是要比英特尔平台高。这套平台在线观看4K电影时平均功耗是92W左右，与桌面待机相比没高多少。

游戏负载最低的自然是《英雄联盟》，我们特意拿它来作为低负载游戏的代表，毕竟不是所有游戏都能让显卡满载工作的，这套平台跑《英雄联盟》时平均功耗只有169W，绝大部分时间它的平台功耗都在150~200W这个区间内，占比高达98.96%，峰值也就218W，都不高。

作为对比，《赛博朋克2077》、《最终幻想14》、《彩虹六号：围攻X》这几个需求较高的游戏平均功耗在260~300W之间，功耗分布区间也主要集中在250~300W这个范围内，《赛博朋克2077》则更多分布在300~350W区间内，只不过算下来平均也只是302.8W。

DMark FireStrike Extreme测试 的平均功耗也和这些游戏差不多，为273W，但它的功耗分布相当集中，超过99%的都分布在250~300W区间内，非常稳定。AI作图的平均功耗也和游戏差不多。

这套平台最高的峰值功耗出现《赛博朋克2077》上，有0.25%的功耗数值在350~400W区间内被捕抓到，虽然说我们的设备采样率已经设置到每秒250次，换算过来平均采样时间是36ms，但对于瞬时功耗来说这时间还是太长了，所以我们还是拿出了示波器来看看最高能抓到什么样的瞬时功率。

这套平台的最大瞬时尖峰是在《最终幻想14》游戏里面捕抓到的，示波器显示最大电流是31.24A，大概375W，比上面测试的峰值功耗高一些，但整体区别不大。

接下来我们把显卡换成性能与功耗都更高一档的RX 9060XT 16GB，它的待机功耗其实比RTX 5060还低一些，在线播放4K电影的功耗提升至103W，《英雄联盟》这类低负载的游戏平均功耗则是170W，看功耗分布的话两者的比例其实没太大区别。

而那些需求更高的游戏，RX 9060XT 16GB功耗是明显要比RTX 5060更高的，最高的平均功耗出现在《赛博朋克2077》里面， 从功耗分布表来看，过半的时间显卡跑在300~350W这个区间内，也有接近40%的时间跑在350~400W这区域内。最高的峰值功耗出现在AI作图负载上，为444W。

用示波器捕抓最大瞬时尖峰，显示最大电流是44.18A，算过来大概530W。从测试结果来看着套锐龙5 9500F搭RTX 5060或RX 9060 XT 16GB的平台对电源需求不高，搭配常规的550W至650W电源足够了。

高端平台把处理器换成了锐龙7 9800X3D，显卡也更换为RTX 5070 Ti和RX 9070XT，其他硬件不变。

更换锐龙7 9800X3D处理器和RTX 5070 Ti显卡后，平台的待机功耗直接来到了97W，在线电影播放的功耗也增加到118W。从功耗分布表格上可以看出，待机的时候100~150W的区间占比更多了，视频播放大部分时间功耗都在100~150W区间内。

《英雄联盟》游戏的平均功耗是198W，功耗增加幅度和待机时差不多，过半时间平台功耗在150~200W，另一半则在200~250W区间内，有少部分出现在250~300W区间内，这也是我们看到的峰值功耗。

这平台的最高平均功耗出现在AI作图负载上，而游戏的最高平均功耗则出现在《赛博朋克2077》里面，平均功耗为413W可以看得出AI作图的负载更集中在400~450W区间内，而《赛博朋克2077》虽然也有果边时间在400~450W区间中，但它旁边的两个功耗区间也有不少分布，而且500~550W的功耗区间上也有0.49%的少量分布，所以才有523W的峰值功耗。

需要说明的是《最终幻想14》在500~550W区间也有极少量分布，它的峰值功耗并不低也有513W，只不过数量太少，四舍五入后还不到0.01%。

最大瞬时尖峰，示波器显示最大电流是51.86A，算过来大概622W，是不是看起来650W也能带得动？但由于RTX 5070 Ti需要在16Pin口取300W的电，根据英特尔的规范推荐应该得配750W的电源才行。

把搭配的显卡换成RX 9070XT后，平台峰值功耗飙到653W。其实更换显卡后平台的待机功耗更低，只有86W。在线视频功耗同样是118W，《英雄联盟》游戏的平均功耗则是195W，峰值则是268.6W，这两个负载的功耗RX 9070XT与RTX 5070 Ti差不多。

这平台的最大平均和峰值功耗都出现在AI作图负载上，分别为460.9W和652.9W。游戏的最高平均功耗出现在《彩虹六号：围攻X》 ，平均功耗达到455.5W，有进82%的时间平台跑在400~500W的区间内，相当的集中。最高游戏峰值功耗出现在《赛博朋克2077中》，为613.1W，其实这游戏在500~600W区间的占比是要比《彩虹六号：围攻X》更高的，但它在400W以下的功耗区间占比也比《彩虹六号：围攻X》更多，结果就是平均功耗要低一些。

用示波器捕抓最大瞬时尖峰，显示最大电流是68.71A，算过来大概824.52W，这个瞬时功耗还蛮高的，建议搭配750~850W的电源使用。

顶配平台自然就把处理器升级为锐龙9 9950X3D，显卡也换成了RTX 5090 D，整体功耗会比之前测试的平台高很多。

这套平台待机功耗直接突破100W了 ，在线电影播放功耗到了151W，《英雄联盟》这种低负载游戏平均功耗也来到了264W，不过它们对比起那些高需求的游戏和Stable Diffusion来说提升幅度算比较温和的了。

《赛博朋克2077》是测试的游戏负载中功耗最高的，平均功耗为704.5W，峰值功耗874.9W。但FireStrike Extreme测试的功耗比实际游戏更高，平均功耗764.3W，峰值达到了946.5W。这套平台的最高功耗出现在Stable Diffusion作图上，平均功耗767.7W，峰值功耗980.8W，比游戏功耗高出不少。

这套平台的瞬时尖峰是在FireStrike Extreme测试里捕抓到的，示波器捕抓到的最大电流值为110.1A，换算过来1321.2W，不过这并不代表这平台必须要配个1300W以上的电源，但1000W以上的ATX 3.1电源是不能少的，最好配个1200W的。因为用示波器捕抓到的峰值电流持续时间持续时间相当短，都是微秒级的，而ATX 3.1规范要求电源峰值功率是需要在100微秒以内实现200%的输出，也就是说1000W的ATX 3.1电源就能覆盖掉这个瞬时峰值。

这台AI工作站就是我们之前测试那一套，CPU是AMD锐龙线程撕裂者PRO 7965WX，内存是128GB DDR5，使用华硕Pro WS WRX90E-SAGE SE工作站主板，安装了4张讯景Radeon AI Pro R9700显卡。

四卡平台只能直接用示波器测试功耗，跑的负载是运行vLLM的Benchmark，整套平台的平均是1407.6W，瞬时尖峰是3044.4W，这瞬时功耗确实挺厉害的，要配一个1600W以上的工作站电源才行。

其实在之前那篇课堂上我们就说过，一台电脑在面对不同需求的游戏时功耗会有差异，有像《英雄联盟》这类跑起来功耗并不高的游戏，也有可以把显卡性能榨干的3A大作。不同配置的平台之间功耗差异巨大，像锐龙5 9500F加RTX 5060平台测试最高的平均游戏功耗就只有302.8W，峰值也不过362.5W。而顶级的锐龙9 9950X3D搭配RTX 5090D的平台最高的游戏平均功耗就到了764.3W，峰值更是达到946.5W。

需要注意的是，平均功耗只决定了你电表走的快慢，并不能决定你该为你的平台配什么电源，首先要清楚一点，这东西叫平均功耗就代表有一半的负载功耗高于这个值的，所以用这个来衡量该用什么电源是肯定不行的，它体现的是一段较长的时间内平台的耗电量以及大致发热量。

而决定平台要用什么电源的则是我们上面表格列出的峰值功耗，以那套顶配平台为例，它在AI作图与FireStrike Extreme负载里面都有超过900W的负载，而且不是少数几个点，是会重复出现的现象，这种情况下就必须把这个峰值功耗囊括尽量才是最安全的，不低于1000W的电源是必须的。而且我们跑的这些负载基本上都只是让显卡满载，CPU占用并不高，如果把PBO打开再双烤的话，保守推算1200W的电源跑不了。

至于我们用示波器抓出来的那个超高的瞬时尖峰，持续时间是以微秒来算的，相当之短，但这也是为啥ATX 3.1规范要电源峰值功率是需要在100微秒以内实现200%的输出，也就是说1000W额定功率电源，100微秒以内的峰值功率要达到2000W的水平。如果是非ATX 3.1的电源碰到这种情况，可能就会出现因为瞬时电流过高而引发过流保护导致直接关断，这时ATX 3.1电源的价值就体现出来了。

最后说一下，此次测试得出的实际负载功耗分布，亦将应用于PPLP的电源静音星级评定，以此为基础对不同功率下的电源噪音测试结果进行权重加成，并最终计算得出连续时间内的等效声级，而非简单测量指定功率下的噪音声级或是全功率区段的平均声级，这样的噪音评定更贴近于用户的实际体验，有更高的参考价值。

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