PC知识点系列 篇四:核弹来袭!RTX3080/3090显卡的电源怎么选?此文帮你不翻车
创作立场声明:本熊为一个数码产品和硬件产品的爱好者,非专业人士,若文中出现错误,请您指出,但也请您理解,同时欢迎探讨交流。
英伟达新显卡发布的节奏非常快,RTX3080,RTX3090都发布了,而RTX3070也将在月底发布。
小熊正好也写了RTX3090的评测,新显卡的性能增加确实大,但随之而来的功耗增加也是非常大,RTX3080和RTX3090的TDP分别为320w和350w,账面上就比RTX2080Ti的260w增加不少。
RTX30的到来肯定会使电源厂家高兴,高功率的电源好卖了! 官方推荐RTX3080和3090最好使用额定750w的电源。还没发布的RTX3070的功耗控制还可以,TDP为220w,官方推荐的电源为650w。
双11马上要到了,大家买到RTX3080/3090的可能性也大了一些 ,所以这篇文章主要想和大家探讨下RTX3080/3090-到底该用多大的电源,并在文章最后推荐了40多款电源供大家参考。
功耗表测试
由于实际测试过3090,所以还是先用自己的数据说事,小熊的RXT3090评测文章如下:
具体测试平台如下
CPU:英特尔(intel) i7 10700k OC 5GHz
主板:华擎(ASRock) Z490 Phantom Gaming-ITX/TB3
内存:影驰(Galaxy)HOF OC Lab 大师 DDR4 4000 8G*2
显卡:耕升(GAINWARD)RTX 3090炫光
SSD:西部数据 (Western Digital)WD_BLACK SN750 1TB
电源:安钛克(Antec) HCG 1000 Extreme
机箱:安钛克 (Antec) Striker 锋芒
▼首先来看显卡的GPU-Z数据,这款耕升RTX 3090炫光基本是公版参数,最大功耗也被死死地卡在了350w。
以下使用小米智能插座测试功耗
▼首先使用Furmark进行烤机测试,参数设定为1920*1080分辨率、0AA,帧数比较高,可以让GPU基本满载,GPU-Z看到功耗依然是350w,但频率减少到了可怜的1125MHz,明显碰到了功耗墙,整个平台的输入功耗为470w。
▼使用time spy的压力测试,这个测试帧数肯定高不了,不过CPU负载也会有提高。频率可以维持在1700MHz左右(浮动变化较大),GPU-Z检测到最大频率为1995MHz,GPU-Z显示功耗为357w,稍稍超出350w一点。此时小米智能插座显示的输入功耗为~485w,比之前的Furmark也要高了一点。
▼再来看下CPU的情况,5G和默认频率(默认电压高)的FPU烤机功耗都差不多,小米智能插座显示的输入功耗为~290w,当然在实际游戏中CPU的负载不会很高。
▼古墓丽影:暗影的benchmark测试,4k分辨率最高画质开最高光追特效(没开DLSS),记录功耗最高值为~514w。
需要注意是测得的功耗为输入功耗,小熊使用的额定1000w的金牌电源,在500w左右(50%)是效率的最大值,算92%的效率,也只有不到500w的输入功耗,这么岂不是500w的电源都可以带着RTX3080/3090飞了?
然而实际上情况可能没用那么简单!
更专业的测试
小米智能插座是一种AC插座功率计,其原理是对输入电源的正弦波AC交流电进行采样、积分,最终得到了一个电源的AC输入平均功耗。再加上采样率不高(大概到秒),捕捉不到用电峰值的。
大概的意思就是插座功率计测下电费还成,是测不到主机最大的用电峰值的 。
更测试方法是采用直接从DC端测量的方法来获得板卡功率,再加上的高采样率的测试设备才能测试到最真实的值。这种方法当然不是一般人能玩的起的,国内看到这么测电源的媒体有超能和fcpowerup,国外的有Tom’s Hardware等。
首先来看超能的测试
▼超能有御赐的PCAT(Power Capture Analysis Tool),直接可以测量显卡的功耗,而我们一般使用的功耗仪只能测量到整机的功耗。
▼超能这次RTX3080的首发测试就是采用了PCAT(每0.1秒检测一次功耗的),显卡最大功耗采用了3DMark Fire Strike压力测试,测定RTX3080的瞬时功耗最高到过415W,超了TDP大概100w。
再看fcpowerup的测试
▼fcpowerup使用了示波器截图为单显卡测试的结果,采样率更高。
▼显卡最大功耗采用了Furmark按住空格键的方法,测得了RTX3080峰值功耗Peak值约750W ,这个数值基本是TDP的快2倍了!当然这种测试方法和极端,而且这个值持续的实际只有660us,相当的短。
峰值(瞬时)功耗
那么这种峰值功耗是这么来的呢?还是由于芯片本身特性所致:更多的晶体管,更先进的工艺制造更窄的栅长,绝缘的栅极二氧化硅绝缘层会变得更薄,此时漏电功耗占到功耗的很大一部分。所以越强芯片的峰值功耗越大,性能一般的芯片峰值功耗反而会小。
在CPU方面,我们经常提到牙膏厂的95w/125w的TDP,烤个机就到200多w了,吐槽TDP的意义不大,但其实酷睿8、9、10系列的功率极限(Power Limit)一共有4档,功率从小到大依次是PL1、PL2、PL3、PL4。
PL1即平均功率,差不多就是TDP功率;
PL2即超过PL1之后的功率极限,对应Turbo Boost 2.0状态下的功率;
PL3是一个更高的功率极限;
PL4就是一个不可逾越的deadline。
而且牙膏厂给出了明确的供电电流需求,所以根据峰值电流其实是可以算出不同状态下的功耗。
但在显卡方面,A家和N家就没用牙膏厂那么老实了,基本上没发获得官方的峰值功耗数据(当然显卡相比CPU的峰值功耗持续时间更短)。
OCP/OPP过载保护机制
那么显卡峰值功耗真的存在吗?2018年的事件应该能证实它的确实存在,当时大量使用Vega显卡的用户发生了重启的现象,于是大家都认为问题出现在电源上。
海韵官方给出了官方的回应(FOCUS+系列550w翻车的比较多,但也有其它品牌),表示其研发部门在测试双卡Vega 56 CrossFire时,抓到高达102A / 10ms的峰值功耗,相当于1200W的峰值功耗,单张显卡也有600w,还没算CPU和平台的功耗,你叫我一个额定550w的电源怎么带?所以峰值功耗这个问题要测还是可以测的 (不出问题大家都装不知道了!)。
这次海韵的主动躺枪,让人们认识显卡瞬时功耗的存在,而电源保护机制都是些啥呢?
OCP:逐周期bai电流限制保护,限制最大bai输出电流;
OPP:过载保护,限制最大输出功率;
OVP:过压保护,限制最高输入电压bai;
OTP:温度保护,限制工作时的最高温升
ESD:静电保护,即静电释放,避免由于静电引起芯片或者电子元件损坏;
UVLO:低压关闭,欠压锁定,限制最低入输入电压。
跟电源重启最密切相关就是OCP和OPP过载保护机制。OCP(Over Current Protection)过电流保护机制是牙膏厂强制要求的设计,目的是在电源输出电流过大时切断输出维持系统安全。由于现在的电源多为单路12V的电源,且12V的功率也接近了总功率,所以12V OCP过流保护其实已经等于整机的OPP(Over Power Protection)。
那么后来大家都用千瓦电源带Vega了吗?并没有!
海韵FOCUS的重启事件是OPP值较低(毕竟保修时间这么长,所以之前可能倾向于保护的设计)并且灵敏度较高而导致的。所以海韵只是在2018年后的产品中把过流保护阈值调高了一些,并没有再作其它的大改动。
而如果是低OPP、低灵敏那就有花屏,黑屏,欠压的风险了。这是各个厂家对产品性能的取舍,也没有绝对的好坏之分。不过要是没有这些保护措施就很可怕了,轻者毁电源,重者毁显卡甚至主机。
而现在电源的OPP一般在额定功率的110%~160%,OCP超载电流的值也差不多是这个范围,也就说电源都可以超载使用,当然承受的超载时间是非常短的,通常以几百微秒μs或者几ms毫秒计。
但大多少厂商都没有公布电源的OPP和OCP值,现在数据完全来自于媒体评测,由于个体可能还有差异,所以也只能当个参考值。
电源选择
那么话说回来,RTX3080/3090的电源到底应该怎么选呢?
1.功率的选择
首先是显卡功率的确定
超能和fcpowerup都建议选择大一些,即大于官方建议的750w电源。超能还要温和一些,fcpowerup则更加激进一些,而且认为电源超载运行会带来更大的发热、噪音,加速元器件老化,长期下来对电源寿命有一定的影响。但如果按照fcpowerup测得的峰值数据,电源的额定功率包住整机的峰值功耗,那么就需要千瓦起步了。而且fcpowerup自己测试过很多750W都没有出现过问题。
所以路怎么走还得自己选!
*对于追求绝对稳定和不差钱的用户,当然可以直接选择850w或千瓦电源。
*对于想要控制一下预算,追求一些性价比的用户,小熊就来谈谈自己的看法。
超能的测试,可以看到在80s的测试时间内超过400w时的几率还是挺多的,而fcpowerup测试的峰值时间只有几百us,既然电源本身可以承受这些峰值功耗,不用这身本身好像挺可惜的,至于寿命问题,应该很少人会用一台PC十年以上吧!再者现在很多电源都提供了超长的保修。
所以个人认为在计算显卡功率时把官方给的RTX3080/3090的TDP再加上100w;而最终选择的电源额定功率值X1.3(取个OPP的平均值)可以包住2倍的RTX3080/3090的TDP即可。
下面就要考虑CPU的功耗
以小熊的粗浅见识还真不知道能让CPU和GPU都达到满载的实际应用,渲染和转码应该不会,游戏就更不要说了,当然也许专业领域会有这样的应用,所以这里还是为游戏应用来计算电源功耗。
通过自己的测试可以看到一般游戏时的CPU负载并不会高,也就是TDP的水平吧,所以就对于这里取CPU的TDP,另外其它主板、内存等等的功耗算为50w。
小熊的电源功率计算公式
以CPU化为三档:
(1)165w TDP的CPU:比如I9-10980XE之类的,搭配RTX3090。
[(165w+50w)+(350w+100w)]/0.8=831w,除0.8是为了实际功率在所选电源额度功率的80%,作为余量。
那么选择850w电源,按1.3的OPP算为1100w,峰值功耗为(165w+50w)+350wX2=915W也完全能包住峰值功耗,剩下的余量为CPU的峰值功耗准备吧。
(2)125w TDP的CPU:比如I7-10700k之类的,搭配RTX3080。
[(125w+50w)+(320w+100w)]/0.8=744w,
那么选择750w电源,按1.3的OPP算为975w,峰值功耗为(125w+50w)+320wX2=815W也能包住峰值功耗。
(3)65w TDP的CPU:比如I5-10400/1050,R5-3600之类的,搭配RTX3080。
[(65w+50w)+(320w+100w)]/0.8=668w,
那么选择650w电源(稍紧张了些),按1.3的OPP算为845w,峰值功耗为(125w+50w)+320wX2=755W也能包住峰值功耗。
2.80PLUS认证
▼过了80PLUS认证不一定就是好电源,好电源也不一定过了80PLUS认证,但好歹是个可以可依据标准。
▼现在好一些金牌都可以达到50%下92%的效率(标准是90%),而更高级的白金和钛金也只能多2~3%,所以建议大多数人选择金牌就可以了。
▼另外也不是电源瓦数越大越耗电,如果是千瓦级的金牌电源和小瓦数铜牌电源相比,反而在一定范围内的低负载有优势。
3.12V多路/单路选择
现在基本是单路12v的天下了,Intel在ATX12V v2.52规范中已经把12V多路设计去掉,毕竟现在12v应用是大头,12V分多路设计的电源,使用高功率的显卡更容易触发单一路的OCP导致重启。
4.线材的选择
现在很多电源PCI-E显存的设计都是2个接头用1组模组线,高负载时其实是1组端子在扛,而端子以及电线能承担的电流都是有限的,所以对于RTX3080/3090这种高功率的显卡,如果有2个8pin接口,就尽量使用2根PCI-E线供电,不要用1根线上的2个接口;如果是超公版的显卡使用了3个pin接口,同理也要尽量使用3根PCI-E线供电,这就对于电源接口设计有了一定的要求。
实际电源推荐
根据上文计算的功率,电源推荐选择了650w,750w,850w和1000w4个级别,筛选标准为80plus 金牌,CPU接口要有2个(满足现在的超频主板),PICE接口也要有至少2个,当然有3个或更多PICE接口是个加分项,我也会单独说明。这个档位的电源大多采用了主动式PFC+LLC谐振+同步整流+DC to DC结构,有些LLC谐振是半桥的,好一些是全桥的。
650w电源推荐
650w的电源推荐会比较少,因为这功率有2个CPU接口的电源比较少,所以PASS很多电源,不过推荐这个电源所使用平台是64wTDP的CPU,搭配主板很可以也就只需要一个CPU接口。好吧,你把它看成是对RTX3070的电源推荐也行(只是想减少些工作量 )!
1.长城(Great Wall)额定650W G6
大陆品牌,提供了五年质保,价格还不错,每w不到1块。
2.追风者(PHANTEKS) AMP额定650W
机身14cm长度对机箱的兼容性不错,质保10年。
3.安钛克(Antec)HCG650
同样是机身14cm,有5个CPU/PCI-E接口,就是至少能提供3个/PCI-E接口,10年质保,拓扑结构还是全桥LLC。但也有个小缺点:12输入线材有固态电容滤波,用原生线材会比较硬;用定制线又会失去滤波电容,更高的型号也是这样,下文不再复述。
4.振华(SUPER FLOWER)额定650W LEADEX HG 650W
10年质保,并且貌似是唯一把OPP值标出的品牌:1.2倍和1.4倍两段式功率过载保护。
5.全汉(FSP)额定650W Hydro G Pro650
10年质保/3年换新,其它没啥特点了,毕竟是OEM大厂,作PC DIY产品貌似也是兴趣使然。
6.振华(SUPER FLOWER)额定650W LEADEX G 650
十年质保,LED接口,宣传上提出还有100w的余量,即650w的型号可以当750w用!不管你信不信,还是有些诱惑力的!
7.酷冷至尊(CoolerMaster)额定650W V650GOLD
三年换新,十年质保,GOLD的新版。
8.鑫谷(Segotep)额定650W 昆仑KL650G
大陆品牌,10年质保,也许还能召唤出七彩虹。
9.海韵(SEASONIC)旗舰金PRIME GX650 650W电源
海韵出品,12年传家宝,豪横的 6个CPU/PCI-E接口,4根6+2pin线材,对于一款650w的电源还是足够夸张的,当然同样夸张还有价格。
10.振华(SUPER FLOWER)额定650W LEADEX ARGB 650W
和上面PRIME GX650 价格一致,也许牌子不如人家海韵的响亮,但加了神光同步ARGB,做到比对手都亮!另外也是两段式功率过载保护,而且这款标注了时间:1.2倍(10~15s)和1.4倍(10ms),这种宣传方式是不是值得友商思考下?
11.海韵 (SEASONIC) FOCUS 650SGX 650W
现在的SFX电源功率都很高了,但小熊这里为ITX主机用户推荐一款SFX-L规格的电源,因为它配备了12cm的风扇更加让人放心,当然也需要ITX机箱支持SFX-L规格。另外这款电源只有3个PCIE/CPU的8PIN输出,搭配RTX3080的话只能提供一个CPU接口了,但现在可以超频的ITX主板也只有1个CPU接口,所以也够用了。
750w电源推荐
750w~850w电源是搭配RTX3080/3090主流区间,觉得上面推荐的650w电源有点贵?那么750w就先来点便宜的。
1.鑫谷(Segotep)额定750W GP850G全模爱国版
每w才0.67元,香不香?即使把它当作一款650w的电源来使用都是有性价比的!5年质保这个价位应该也可以接受,拓步结构宣传说使用了自主研发的LLC PRO,看名字应该是LLC谐振的一种改进(or suoshui?),小熊只所以敢推荐这款电源,因为fcpowerup拿它配合RTX3080做过测试,并没有出现问题。另外还有价格相同的先马(SAMA)金牌750W模组可以参考,不过要注意新版有2根CPU线材,旧版只有一根。
2.长城(Great Wall)额定750W G7
五年质保,5个CPU/PICE。
3.振华(SUPER FLOWER)额定750W LEADEX HG 750W
也是1.2倍和1.4倍两段式功率过载保护。
4.威刚(ADATA) XPG 额定750W CR750G
十年质保,14cm长,5个CPU/PCIE接口,但只有2根CPU线材和2根PCIE线材,相比该系列的650w型号更有性价比。
5.鑫谷(Segotep)额定750W 昆仑KL750G电源
鑫谷的昆仑系列还是主流价格,10年质保也是主流的。
6.EVGA 额定750W GA电源
GA系列是EVGA的新系列,小修小改还算有的,10年质保。
7.追风者(PHANTEKS) AMP额定750W金牌全模组
14cm机身,十年换新。
8.安钛克(Antec)HCG750
14cm机身,10年质保,全桥LLC,5个CPU/PCI-E接口。
9.超频三(PCCOOLER)七防芯GI-P750 额定750W
大陆品牌,RGB风扇,十年质保。
10.全汉(FSP)额定750W Hydro G Pro750
主打全新防潮技术,更适合南方的朋友,10年质保/3年换新。
12.振华(SUPER FLOWER)额定750W LEADEX G 750
十年质保!和650w型号一样,宣传100w余量设计。
13.酷冷至尊(CoolerMaster)额定750W V750GOLD
质保十年,GOLD新版。
14.美商海盗船 (USCORSAIR) 额定750W RM750x
十年质保
15.海韵 (SEASONIC)FOCUS GX750
10年质保,全桥LLC方案,14cm机身
16.华硕(ASUS)ROG STRIX雷鹰750W
十年质保,全桥LLC谐振,信仰加成。
17.振华(SUPER FLOWER)额定750W LEADEX ARGB 750W
十年质保,两段式功率过载保护:1.2倍(10~15s)和1.4倍(10ms),3个PCIE接口。
18.海韵(SEASONIC)旗舰金PRIME GX750
12年传家宝,和650w一样有6个CPU/PCI-E接口
850w电源推荐
RTX3080的超公版,RTX3090,或者是高功耗的CPU还是建议850W电源。
1.振华(SUPER FLOWER)额定850W LEADEX HG 850W
十年质保,1.2倍和1.4倍两段式功率过载保护,3个PICE接口。
2.EVGA 额定850W G+
10年质保,4个PCI-E接口。
3.追风者(PHANTEKS) Revolt PRO 850W
12年传家宝质保,4个PICE接口。
4.安钛克(Antec)HCG850
14cm机身,10年质保,全桥LLC,5个CPU/PCI-E接口。
5.威刚(ADATA) XPG 额定850W CR850G
十年质保, 14cm机身,接口没看到,但有2根CPU线材,4根PCIE线材。
6.超频三(PCCOOLER)七防芯GI-P850 850W
大陆品牌,十年质保,RGB风扇
7.Tt(Thermaltake)额定850W TPG RGB 850W
10年质保,RiingRGB风扇联动主板,2根CPU线材,3根PCIE线材。
8.海韵 (SEASONIC)FOCUS GX850 850W
10年质保,5个CPU/PCI-E接口,3条PCIE线都是一个6+2pin接口。
9.酷冷至尊(CoolerMaster)额定850W V850GOLD
质保十年,GOLD新版
10.恩杰 NZXT C850 额定850W
10年质保,3条PCIE线都是一个6+2pin接口。
11.额定850W LEADEX ARGB 850W
十年质保,两段式功率过载保护:1.2倍(10~15s)和1.4倍(10ms),3个PCIE接口,RGB联动
12.美商海盗船 (USCORSAIR) 额定850W RM850x
十年质保,3个PCIE接口。
13.华硕(ASUS)ROG STRIX 雷鹰850W
十年质保,全桥LLC谐振,5个CPU/PCI-E,信仰加成。
14.海韵(SEASONIC)旗舰金PRIME GX850
12年传家宝质保,8个CPU/PCI-E接口,6条PCIE线都是6+2pin。
1000w电源推荐
买得起1000w以上的,貌似也不用推荐了,这个价位的产品参数够用,品质放心,我就随便写了2个。
1.海韵(SEASONIC)旗舰金PRIME GX1000
2.美商海盗船 (USCORSAIR) AX1000
钛金的价格厉不厉害!
总结
推荐电源是个吃力不讨好的活,推荐高功率的,会被说成电源厂的卧底,推荐低功率,翻车也会被骂。但总体而已小熊推荐的电源瓦数其实还算偏保守的,毕竟N家官方使用TDP 165W的I9 10980XE才推荐750w电源,小熊则是TDP 125W的CPU就推荐750w电源,当然这只是一家之言,仅供大家参考。
另外新的12VO电源标准(去掉3.3V和5V转换电路,统一只输出12V的直流电,3.3V和5V由主板来负责。)貌似也没有啥新进展,推动个新事物还真是不容易!
最后小熊应该会评测RTX3070,还请大家继续支持,到时候见咯!
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