顯卡也支持睿頻？HD6900功耗控制實測
泡泡網(wǎng)顯卡頻道3月11日 從HD3000系列開始，AMD就在桌面級顯卡上面加入了原本屬于筆記本顯卡的PowerPlay電源管理技術，它可以根據(jù)當前GPU的負載程度來自動調(diào)整GPU頻率和電壓。之后，AMD一直在對該技術進行優(yōu)化與改進。
PowerPlay技術的工作原理是，當你只是處在像是Office等工作使用環(huán)境之下時，這時PowerPlay就會自動降低GPU/顯存頻率和電壓，以達到省電之目的。而當你要玩游戲等需要GPU來做大量運算時，這時就會讓把GPU/顯存頻率和電壓拉高，以發(fā)揮出最大的顯卡效能。PowerPlay主要分為低、中、高三段調(diào)整方式，GPU會自動根據(jù)目前的負載狀態(tài)來切換，以求得非常好的的功能和效能之間的平衡。
不過PowerPlay并不是沒有缺點的，為了確保GPU在安全TDP范圍之內(nèi)，當?shù)椒蠗l件時，Dynamic Power Management(DPM、動態(tài)電源管理)就會馬上進行模式切換，比如當切換到最高效能時，如果TDP(Thermal Design Power)已經(jīng)達預定的限制后，這時PowerPlay就會切到較低的檔位設定去，以讓顯卡處在穩(wěn)定的環(huán)境下。然而雖然這樣的做法是最安全的，但相對于效能上就會有很大的損失，所以AMD在PowerPlay的基礎上，開發(fā)了新版的PowerTune技術。
首款采用PowerTune技術的顯卡就是AMD全新架構的HD6970/6950/6990系列，尤其是剛剛發(fā)布的HD6990，這是第一款功耗超過450瓦的民用級顯卡，因此在功耗與發(fā)熱控制上面，AMD可真是煞費苦心。
今天，我們就來深入研究一下AMD的PowerTune電源管理技術，以及HD6900系列的功耗發(fā)熱表現(xiàn)。
PowerTune電源管理技術算是PowerPlay的進化版，這項功能是直接內(nèi)建在GPU內(nèi)，不需要任何的程序或者是驅(qū)動程序就能運行，而它可以實時監(jiān)控目前GPU的狀態(tài)，透過實時計算的方式，來了解目前TDP是否經(jīng)超過安全范圍，而PowerTune采用的是動態(tài)多段式GPU頻率調(diào)整，這樣的做法可以避免之前PowerPlay的缺點，不會因為在高負載過程中達到TDP限制后，而強制將頻率大幅給調(diào)降下來，導致效能受到影響。
也就是說，PowerTune如果在高負載的情況之下已經(jīng)達到TDP限制時，這時PowerTune會自動適當?shù)穆龑PU頻率調(diào)降一些，而如果安全條件解除之后，這時PowerTune又會自動將GPU頻率慢慢調(diào)升，而在每一個調(diào)整階段都會持續(xù)的實時監(jiān)控，所以在調(diào)整上是相當準確且有彈性，不會像之前的PowerPlay一次變化那么大。
另外，用戶還可以通過AMD OVERDRIVE中的Power Control settings來進一步自行調(diào)整供電最大限制，用戶可以擁有上下20%的調(diào)整空間，當玩家需求運行高負載GPU運算時，可自行放寬最大供電限制，而從AMD官方所提供的測試資料，可以看到在不同供電最大限制設定下，GPU頻率的變動和效能的增加。
如同下圖所示，在不同的供電最大限制中，GPU頻率會有不同的變化，而當GPU是在高負載的情況且將供電最大限制調(diào)高時，這時GPU會將頻率維持住，以求得GPU穩(wěn)定的運行并且發(fā)揮出完整效能。
當把最大供電限制調(diào)低時，效能是會受到影響，但相對的也較省電。值得注意的是，當限制供電之后，GPU的頻率是浮動的，因為GPU每時每刻的負載不一定是100%。
下圖則是和對手NVIDIA GTX 570在Furmark運算下不同的變化表現(xiàn)。
可以看出，GTX580的頻率是恒定的，而HD6970的主頻浮動范圍很大，其表現(xiàn)結果與Intel Core i系列的睿頻非常相似。
了解完PowerTune的運行方式之后，接下來要來實際測試一下，看看PowerTune實質(zhì)上所帶來的效益是否和AMD官方相同。首先先就AMD官方的測試方式來進行了解，從AMD官方所提供的資料可以知道，測試上是采用3DMARK VANTAGE中的Perlin Noise來做測試，而這項Perlin Noise是可以將GPU的負載拉到最高，這對于PowerTune的運行方式能有一定的了解。至于這次測試主角是采用HD6950來做測試。在測試PowerTune時，通過AMD OVERDRIVE中的PowerTune調(diào)整選項中，分別將供電最大上限制(Maximum power limit)調(diào)整至default、＋10%、＋20%、-10%和-20%等數(shù)項來做不同的測試，看看對于效能和耗電上是否會有影響。
(測試耗電的方式是通過watts up來偵測「整機耗電變化」，耗電數(shù)值并不代表顯卡本身的耗電，但就同樣平臺測試下，還是能夠用來當作耗電量變化的參考標準。另外，測得的數(shù)值是直接采用watts up上顯示的實際供電瓦數(shù)來做基準，未將電源轉(zhuǎn)換效率考慮在內(nèi)，至于Power采用的是ENENMAX 1000W銀牌。)
● 3DMark Vantage功耗性能實測
從下面的表格可以看到，在default情況下，每秒畫面可達到141fps，而整機耗電量為223W，將最大供電限制加大到＋10%后，F(xiàn)PS增加到160fps，效能有明顯的增加，不過耗電量也上升至238W，接著再加到＋20%后，F(xiàn)PS和耗電量則沒有明顯的變動，分別得到161fps和239W耗電量。如果將最大供電限制減少至-10%呢?從結果可以看到效能下降到只有111fps，不過耗電量也減少了大約21W，整機耗電只剩202W而已，至于再減少至-20%之后，效能又再往下降，只剩98fps，不過耗電量也來降到只有187W。
從這部份的測試可以發(fā)現(xiàn)，透過調(diào)整之后，當最大限制供電增加時對于效能是有所幫助的，而減少時，雖然效能下降，但卻也是更省電。
● FurMark功耗性能實測
接著再通過Furmark來做測試，同樣是采用滿載燒機的方式來做測試，結果在default值的情況底下，溫度和耗電瓦數(shù)隨著運算時間拉長而增加，最后溫度和耗電量分別維持在79度和263W，而同樣的，在最大供電限制＋10%和＋20%底下時，效能和上面3DMARK VANTAGE的測試狀態(tài)是相近的，兩項設定的效能表現(xiàn)都是維持在34fps，不過＋20%的耗電量較高一些，比＋10%還要高出1到2W左右。至于在減少最大供電限制時雖然效能下降了，不過耗電量和溫度也跟著下降，所以這是自行調(diào)降最大供電限制后所表現(xiàn)出的結果。
● 3DMark11功耗性能實測
接著在新版的3DMARK 11上測試，從下方的表現(xiàn)就能知道，在各項不同的最大供電限制設定下，GPU所得到的成績分數(shù)其實是沒有很大的變化。而在耗電量上，每一個場景各有不同的變化，不過大致上可以看得出來，在經(jīng)過調(diào)整之后，增加最大供電限制時，耗電量是有所增加的，而減少之后，耗電量也跟著下降。從這一項測試可以些微了解到，在3DMARK 11測試時，如果以用戶的非常好的調(diào)整角度來看，將供電最大限制調(diào)低的話，似乎是達到非常好的效益平衡點。
以上都是針對一般現(xiàn)有的測試軟件來做測試，那在實際環(huán)境使用上會有什么不同呢？下面就要來透《失落星球2》和《惡靈古堡5》兩款游戲來做測試，進一步看看PowerTune在自行調(diào)整下會有怎么樣的表現(xiàn)。
首先在失落星球2下的測試，從效能面來看，其實在不同的最大供電限制調(diào)整下，效能的表現(xiàn)并沒有太大變化，雖然-10%和-20%的FPS掉了大約2fps，但其實效能實際差異并不大。如果就耗電量來看，在增加最大供電限制之后，＋10%和default是相近的，在耗電量可以說是沒有增加，而＋20%則是看到耗電量略為上升3到5W不等，而在調(diào)低供電最大限制之后，不管是-10%或-20%的設定下，耗電量在部份游戲場景中是低于default設定值下，而且最高約有10W上下的差距。
在惡靈古堡5的測試環(huán)境下，實際情況和失落星球2環(huán)境所測出的結果是相近的，在自行調(diào)整最大供電限制后，在default、＋10%、＋20%和-10%的設定下效能是沒有太大的改變，最后的成績都降到90fps左右，而在-20%設定下卻也還維持在87.1fps之下，效能并沒有受到太大的影響。但耗電量變化上，在各個不同設定下，各個場景的耗電量變化(除了-20%)都相近，沒有太大的波動，也就是說，惡靈古堡5對于GPU的負載并不夠大，在最大供電限制上調(diào)降到-10%，對于效能還不會有什么影響程度。
● 全文總結：
AMD開放用戶自行調(diào)整顯卡供電最大限制是一項蠻不錯的嘗試，不論調(diào)整后的效益是不是能完全符合真正的需求，但我們可以看到的是，AMD在電源管理這部份是一直有在下功夫的，而從這次測試過程可以發(fā)現(xiàn)到，在一般Furmark或3DMARK VANTAGE中的Perlin Noise這類能讓GPU滿載運作的軟件下，明顯看到自行增加最大供電限制之后對于效能是有相當大的幫助，而降低最大供電限制后則能達到省電的效果，也就是說PowerTune電源管理對于效能和省電上在某種程度上是有幫助的。
不過在一般實際應用上，如果通過玩游戲來看的話，卻因為實際游戲過程中并不會讓GPU滿載運算，所以看到自行將供電最大限制調(diào)高時并不會有很大的效益，只會突增耗電量而已，但是反觀將最大供電限制降低的話，這時不僅在游戲過程中可得到更多的省電效益，在效能上也不會受到太大的影響，如果要用戶自行調(diào)整的話，調(diào)低最大供電限制似乎是較好的設定方式。另外也因為調(diào)低最大供電限制之后，耗電量也跟隨著降低，對于散熱的需求也就相對減少，整個顯卡的發(fā)熱量會降低許多，這也讓風扇不會一天到晚都是在高速運行，在散熱噪音上獲得一定的控制。
這篇PowerTune測試主要還是讓用戶來了解它的基本運行方式，并清楚的了解和前一代PowerPlay之間的差異，而這次HD6900搭配這項新的電源管理功能來看，基本上對于整體功耗上的控制是有一定的幫助，也比前一代來的更靈活一些，在整體功耗控制表現(xiàn)上也相對會比對手來的好一些，或許目前HD6900在效能上和GTX 570有一些差距，但其中HD6950在效能和功耗表現(xiàn)上還是有一定的優(yōu)勢，論市場競爭力也并不一定會全面輸給GTX 570，還是值得期待的一款新顯卡，當然啦，如果AMD在HD6900價格上可以再漂亮一點的話那就更完美了！■<
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