最高省电50W,AMD RX590显卡降压超频简易体验,一直低压一直爽

2019-07-16 17:00:00 4点赞 30收藏 11评论

AMD最新的Radeon RX 5700系列显卡已于2019年7月7日上线,7nm工艺、全新RDNA架构,着实让老黄和粉丝们把注意力都放到那上面来,毕竟苏妈今年要“Win”。而现在,我们不妨再来回味一下降压超频这一小操作。

最高省电50W,AMD RX590显卡降压超频简易体验,一直低压一直爽

为什么要降低工作电压?

我们知道GPU内部是由巨量的晶体管构成,由于现在GPU等数字集成电路中的晶体管数量及核心面积大幅增加,让这些芯片的性能也大幅增加。不过这也会使得芯片的功耗迅速提升。但我们也清楚地知道这些晶体管并不是理想晶体管,所以组成的门电路也不是理想门电路,所以GPU或CPU就会产生功耗及发热。

芯片制造工艺经过这么多年的发展,已经能在相对低的电压下让芯片进行工作,但遗憾的是,工艺的难点在于如何减少晶体管的寄生电阻等寄生效应的存在,使得芯片的晶体管会“漏电”。所以芯片制造商通过工艺控制这些情况的发生。而一种芯片制造工艺有不同的电压、电流范围,所以我们可以看到某些芯片在某一电压区间工作。

所以我们可以通过增加一定的电压来提升芯片材料的电子迁移率,这样也就可以通过提升芯片的工作频率来提高性能。这就是为什么通常会采取增加电压,提升频率来提升GPU等芯片性能的原因。

显卡核心的功耗可以简单地用 W = F x V² x C(W:功耗,C:核心总容阻,F:频率,V:工作电压,核心总容阻作为参数基本不变)这个公式来纸面表达。所以我们可以通过增加一定的电压来提升芯片材料的电子迁移率,这样也就可以通过提升芯片的工作频率来提高性能。这就是为什么通常会采取增加电压,提升频率来提升GPU等芯片性能的原因。

但假如显卡的核心工作电压提高,并且把核心频率尽可能地拉高时,在显卡BIOS功耗限制一定的条件下,容易引发GPU在一定负荷下工作时核心频率被拉低,离标明的Boost频率还有一段距离时就已经降了下去,这个过程在满载时会重复出现,导致测试过程中被认定为不稳定,分数下降。

进行核心超频之前,先说说核心电压的工作原理。我们知道处理器核心内部是由巨量的晶体管构成组成,而这些晶体管并不是理想晶体管,存在门延迟(Gate Delay)等问题。核心的FET充放电需要一定时间,只有充放电完成后采样才能保证信号的完整性。而这个充放电时间和电压负相关,即电压高,则充放电时间就短。就越能保证信号的完整性。

核心超频后,工作频率升高,原来可以满足充放电延迟的电压就可能无法保证信号完整性了,这时提高电压,就可以降低延迟,从而重新满足信号完整性。但是,有时候对显卡核心加压超频后,由于功耗爆表达到BIOS红线,核心频率再无精进甚至有所下降,最终基准成绩测试、游戏帧率可能会出现达不到理想成绩的情况。

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此前,我们就曾经测试过将AMD Vega系列显卡的GPU核心电压下调一定的幅度,就可以在默认频率以及超频的状态下获得性能上的提升。这是因为,在RX 5700以前的AMD Vega、RX 5系显卡中,每一个GPU核心的体质都不相同,为了能让它们尽可能地稳定运行在较高的核心频率下,在出厂时,厂商会把显卡的核心电压拉高那么一点点。但其实,就是这个操作,会导致加压后的显卡更加容易撞到功耗和温度墙。

这张讯景RX 590 AMD 50周年纪念版就存在这个默认电压高了那么一小点的小问题,它在进行基准性能测试时分数对比RX 590黑狼版要低上一点,原因就是出自这里。RX 590 AMD 50周年纪念版在GPU负载拉满之时,平均GPU核心频率只有1480 MHz左右,还远未加速至1600 MHz的工作频率。

最高省电50W,AMD RX590显卡降压超频简易体验,一直低压一直爽默认状态

降压方法与测试相关说明

而解决这个问题的方法,一个是通过AMD Radeon Software显卡驱动程序内的WattMan设置界面对显卡的核心参数进行调整;或者用诸如微星的AfterBurner等超频软件把GPU的核心电压降低。

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这一次,我们将分别在默认状态、默认超频状态、降压后、降压超频后的情况下进行3DMark FireStrike基准测试,分别对比它们的成绩,记录这几个状态下,讯景RX 590 AMD 50周年纪念版的功耗和温度。测试平台使用英特尔酷睿i7-8086K处理器,搭配ROG Strix Z370-F Gaming主板。测试显卡则是讯景RX 590 AMD 50周年纪念版,因为它出厂的运行电压比较高,GPU-Z监测数值平均为1.25V。内存选用了威刚XPG龙耀D80 DDR4-3200 8 GB*2,操作系统是Windows 10 Pro 1903 64-bit,显卡驱动是AMD Adrenalin 2019 Edition 19.6.3。

RX 590 AMD 50周年纪念版在默认状态下满载时,它的工作电压在1.25V左右,而在WattMan面板里,它显示的并不是显卡具体的工作电压,而是默认以1150mV为满载电压,进行调整时会按比例反应到工作电压上。进行降压时,我们在把核心电压降低至1.15V左右时,通过了3DMark的压力测试,核心频率满载时稳定在1600 MHz。

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调低电压后,稳定1600 MHz

基准测试

在显卡驱动默认状态和降压状态下尝试进行超频时,我们在1660 MHz和1650 MHz之间切换了好几次,最后还是在1650 MHz的设定下通过3DMark FireStrike压力测试,所以测试将以这个频率为参考,小伙伴们可以自主尝试更高的频率以及更低的电压,毕竟这就是超频的乐趣所在。

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超频至1650 MHz

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在3DMark基准测试中,将RX 590 AMD 50周年纪念版超频至1650 MHz后,性能比默认状态下高了6%左右。而把电压往下拉100mV后,对比默认状态下,有了4%的平均提升;而降压超频后,对比默认状态的超频模式也有约1%的提升。

温度与功耗测试

然后我们再来看这四个状态下,RX 590 AMD 50周年纪念版的满载温度和功耗情况。

在温度测试过程中,测试时全程进行封箱处理,机箱为分形工艺R6 TG,测试环境温度约为26.5℃。满载温度的测试场景是循环运行3DMark FireStrike压力测试,数据通过GPU-Z的Log to File功能记录,以下为温度测试曲线。

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在功耗测试环节,通过我们专用的显卡功耗测试仪器,可以分别精确地测量显卡PCI-E、外接电源接口的瓦特数,并提供实时记录文件。测试显卡满载的功耗数据在3DMark FireStrike压力测试场景中记录获得。

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从测试结果来看,RX 590 AMD 50周年纪念版在默认电压的状态下,默频的满载功耗会比降压后的高5-10W;而默认电压超频后的功耗比降压超频后的功耗平均高了近50W。温度方面,默认电压与降压状态的温度有较大差别,默频满载状态下要高10℃左右,超频满载状态下要高约8℃。综合来说,我们把核心的工作电压手动下调后

可见,这张RX 590 AMD 50周年纪念版降压后可以降低温度和功耗,还是值得去尝试的。

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总结:降压有提升,超频需谨慎

实际上,这张50周年纪念版的显卡的性能在出厂之际,已经被制造商拉得差不多了,而降压超频这种操作并不是每张卡都适用的,关键还是要看显卡的体质是否硬朗,以及默认电压是否过高。再者,超频对硬件本身也是一个严峻的考验,操作不当导致损坏的概率很高,还是要谨慎对待。


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