性能不是唯一！25款主流显卡功耗测试
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两大显示巨头激烈的竞争使得优异显卡的性能攀升到了新的高度、中低端显卡性价比越来越高。如今一块千元以下的中端显卡就达到了上代优异显卡的性能，一年前要花5000元才能买到的显卡如今只要1500元就能搞定，这不得不让人感慨显卡的确是电脑系统中发展速度最快的一个配件！
专业的显示卡功率测试设备 显卡发展速度固然迅猛，但游戏玩家们并未满足于此，他们反而对显卡提出了更多、更高的要求；即便对技术不太了解的主流用户，他们也不再是停留在片面注重“性价比”那个初级阶段了，除了性能和价格之外，显卡的做工、体积、散热、噪音、发热、功耗等等各方面都有可能成为影响用户购买的因素。
在泡泡网之前的显卡评测中，我们非常注重显卡的性能测试，对外观、做工和散热的介绍也比较详细，发热和噪音的测试也有所涉及，而今天，我们重点讨论有关显卡的功耗问题！
● GPU晶体管数膨胀，恐怖的G80和R600：
随着芯片制造工艺的改进，GPU晶体管数成倍增加，集成度越来越高，其复杂程度已经远远超越了CPU。随之而来的重大问题就是节节攀升的功耗、难以抑制的发热量和不堪忍受的风扇散热噪音！
R520/R580/G70/G71 GPU核心对比 核心面积对比：R580（352mm2）＞G70（346mm2
晶体管数对比：R580（3.84亿）＞R520（3.21亿）＞G70（3.02亿）＞G71（2.78亿）
以上就是两大巨头的上代GPU物理规格对比，NVIDIA的G71核心无论核心面积还是晶体管数都是最小的，而ATI R580正好相反，从这里可以看出两大巨头走了完全相反的道路：ATI不惜一切代价想要提高显卡性能，而NV开始将功耗和成本列为重点。结果就是R580比R520性能有了大幅提高，而G71相对于G70性能提升并不显著，但成本、功耗和发热大幅下降！
G80/R600 GPU核心对比 核心面积对比：G80（496mm2
晶体管数对比：R600（7.2亿）＞ G80（6.81亿）
可以看出，在新一代DX10芯片的较量中，从物理规格来看G80和R600基本在伯仲之间，无论是芯片面积还是晶体管数，两者都是大大超越了上代产品，看来为了追求至高无上的3D性能，两大巨头都将功耗控制抛到了九霄云外！
恐怖的功耗带来最严重的问题就是越来越高的发热量，于是不得不搭配体积更大、更加夸张的散热设备来进行压制。
8800GTX显卡的体积和散热器都是最长的对于玩家来说，多半对高性能的显卡非常期待，即便是功耗相当夸张、体积比较庞大，这些都可以忍！然而显示芯片如果像这样继续发展下去，发热量到了风冷散热无法压制之时，未来的显卡将会变成什么样子？还有多少人可以接受？
ATI正在努力改进R600的PCB以及散热器● 追求高性能必须忍受高发热和噪音吗？
现在CPU厂商已经逐渐逃出了频率大赛的怪圈、更加专注于提高效能，将功耗控制提上了日程，而显示芯片呢？继续堆积晶体管、开展超频竞赛？
实际上不论ATI还是NVIDIA，由于相互之间的竞争非常激烈，同代显卡之间的性能差距非常微小，并没有必要斗个你死我活。本文将抛弃他们的性能表现，从另一个角度、通过功耗测试，来看看当今主流显卡之间的功耗、噪音差别到底有多大，通过分析找出最具“使用价值”的显卡。
● 显卡功率测试方法：
直接测试显卡的单独功率非常麻烦，需要通过改造主板AGP/PCI-E插槽供电线路的方法来单独测量流入显卡的电流和电压，从而得出显卡的真实功率：
AGP插槽和外接供电接头电流加起来就是显卡总输入电流 显卡厂商则是通过专门定做的转接卡来测试功耗，原理与上面的DIY方案完全相同。
但对于普通用户来说，单独的显卡功耗并没有多大实际意义，因为玩游戏需要整套系统的配合，而不是仅需要一块显卡就行的。另外不同的显卡对CPU的依赖程度不尽相同，如果一款显卡本身功耗低，但运行3D游戏时的CPU占用率高于其他显卡，那么由CPU所带来的额外功耗也应该记在显卡帐上！
● 测试系统配置：
既然测试的是整套主机的总功率，那么每一个配件对最终的测试结果都会产生影响，其中CPU的影响最大。我们使用了当前最强的X6800 CPU（四核心QX6700在游戏方面不如高频的X6800）、2GB内存、Intel自家975X芯片组、Intel原装CPU散热器、一块硬盘、没有光驱及其他配件。
电脑在不同的模式下功率都在实时变化，哪怕是点一下鼠标，CPU都要从待机状态苏醒过来作出反应，功率变化可以直接反映在数字仪表上。我们所有的测试都是在这套平台上进行的，通过更换不同的显卡来对比功率差异，这样虽然不是单独的显卡功率，但他们之间的功率差可以反映出实际功耗水平。
● 测试显卡的选择：
显卡的功耗与规格、频率、电压息息相关，因此我们尽量选择了NVIDIA/ATI的公版显卡。至于非公版和公版有多大差异，后文当中会有专门的测试。另外NVIDIA的7600/7300有90nm和80nm两种版本，功率表现也会单独做对比。
知道了原理和测试方法之后，下面就来看看测试结果，首先是待机状态下的成绩：
● 待机功率：
启动Windows之后不作任何操作，让系统处于桌面空闲状态，Windows可以通过驱动给CPU和GPU发送休眠指令，此时的系统总功耗处于2D状态下的最低水平：
由于所有配件都处在空闲模式，节能工作大都做得不错，绝大多数主流的中端和中高端显卡都处在130W左右，差距只是个位数；低端显卡已经基本触及底线，在110W-120W之间，由此可以推算无显卡的主机待机功耗应该是100W多一点。
而高端显卡的差异就非常大了，两款8800的功耗比7300GS多了将近70W！看来要驱动G80恐怖的晶体管阵容的确要消耗很多电能。高频率7900GTX并没有比7600GT高太多，但双核心的7950GX2其实就相当于两块显卡，所以功耗基数比较大。NVIDIA的两款7800GTX是110nm工艺的版本，所以功耗较高，而90nm的GeForce 7全系列表现出色，同档次显卡功耗都比ATI X1000低。
待机功率只是作为一个参考，3D游戏下的功率表现才是应该重点关注的！
● 3D游戏功率：
作为显卡的满负荷功率测试，需要找一款能够最大限度调动显卡资源的游戏。在测试了几款知名游戏之后，最终我们选择了《半条命2：第一章》，这款游戏的静态场景对CPU依赖较小，而总功率也能超越3DMark系列以及很多其他游戏，还有非常重要的一点，所有的N卡和A卡都能够开启HDR+AA这种高负荷的特效，这样测试起来就比较公平一些。
测试分辨率并没有选太高，这是为了照顾低端显卡，高端显卡通过提高分辨率功耗可以有个位数的增长，但为了统一测试模式，还是选择了1280×1024 HDR4AA16AF这种主流模式。
测试结果令人有些意外，即便是功率最高的8800GTX系统总功率也只有323W，而上代优异的7900GTX系统仅为243W，功耗最夸张的是N卡，控制最出色的也是N卡！优异显卡和低端显卡在游戏时的功耗差距达到了一倍之多，也就是说一块8800GTX显卡的功耗已经相当与整套主机的功率之和！
NVIDIA GeForce 7系列在功耗方面的表现的确是非常精彩，7900GTX（90nm）比7800GTX（110nm）功耗直接下降44W，而性能反而更强。可以说，7900GTX是功耗控制的典范，而7800GTX 512MB则是频率大战下的不成熟产物，属于过渡产品。7900GS的性能已经接近于7800GTX的水平，而功耗大幅下降，属于性能/功耗比较好的产品之一！
X1950XTX虽然在功耗方面有所控制（比起X1900XTX，很遗憾未能测试这款显卡），但还是保持在较高的水平，毕竟R580核心晶体管规模比较庞大。7950GX2是款特殊显卡，应该把它看作是两块显卡SLI，它的功耗表现自然好不到哪去，居然和8800GTS持平。
仔细观察，RV570与RV560其实是同一颗核心的不同封装 ATI最新80nm的X1950Pro表现还不错，功率比X1900GT低、但性能更强。与N卡相比性能介于7900GS和7950GT之间，功耗也在此区段，应该说80nm工艺起到了关键作用！但是，X1650XT的功耗只比X1950Pro低了5W，比7900GS都要高，经过反复测试都是同样的结果。这是因为X1650XT的RV560核心其实与X1950Pro的RV570是相同的，晶片完全相同但封装不同，管线被屏蔽了一些，而显卡的功耗主要取决于GPU，显存只占很少的一部分，再加上供电模块转换效率的影响，X1650XT的功耗就没有比X1950Pro低多少！
前面的测试为主流显卡的横向功耗对比，接下来就做一些特殊的对比测试，看看在不同的模式下，显卡的功耗还受到哪些条件的影响。
● 超频对功耗的影响：
频率越高显卡的功耗自然同比增长，那么超频后功耗到底会增长多少呢，下面就以最近比较火爆的8800GTX超频版为例进行测试：
黑版8800GTX和绿版8800GTX都是公版设计，唯一区别就是默认频率测试项目 | 设置 | 8800GTX 575/1800 | 8800GTX 630/2000 |
功率 | BIOS设置界面 | 220 | 224 |
Windows待机 | 180 | 190 | |
3D满负荷 | 323 | 336 |
看来，如果规格完全相同，采用不加电压的超频方式的话，超频后功耗不会提高太多，十几瓦对8800GTX来说比例并不多。
● 加压超频对功耗的影响：
那么加压超频又如何呢？我们拿一款非公版的7900GS和公版7900GS做了对比，这款非公版7900GS由于默认电压较高，所以能够轻易的达到公版不敢奢想的频率：
测试项目 | 设置 | 公版79GS 450/1320 | 非公79GS 600/1500 |
功率 | BIOS设置界面 | 169 | 182 |
Windows待机 | 125 | 137 | |
3D满负荷 | 210 | 245 |
测试结果可说是触目惊心，功率整整提高了35W，7900GS在功耗方面的优势消失的无影无踪，245W甚至比7950GT/X1950Pro还要高很多！这是为什么呢？因为CPU/GPU的功耗与频率成正比，与电压的平方成正比，所以加电压会让功耗大幅增加！
由此可见，超频要适可而止，不加压超频值得鼓励，而加压超频不但影响显卡的寿命，而且功耗呈级数增长，在选择加压超频时一定要三思而后行，考虑加压后换来的性能提升是否值得？
● 显存对功耗的影响：
现在的显卡版本特别多，高分辨率运行游戏时显存容量对性能的影响比较大，于是很多中高端显卡都同时存在256MB和512MB两种版本，低端显卡也存在256MB和128MB两种版本。这些显卡除了显存容量之外其他规格完全相同，因此可以简单的来测试大显存的功耗到底如何？
256MB对比512MB 测试显卡为两款非公版的X1950Pro，PCB做工用料完全相同，一款是512MB一款是256MB，下面看实际功耗：
测试项目 | 设置 | X1950Pro 256MB 575/1190 | X1950Pro 512MB 575/1190 |
功率 | BIOS设置界面 | 178 | 180 |
Windows待机 | 138 | 141 | |
3D满负荷 | 237 | 239 |
看来显存容量对功耗基本没什么影响，显卡的主要功耗取决于GPU，显存所占的比例相当小！
● 电压及供电对功耗的影响：
还是使用了这款非公版的X1950Pro 256MB显卡，拿它来直接和ATI公版X1950Pro做对比：
非公版虽然便宜，但是费电！测试项目 | 设置 | 公版X1950Pro 575/1350 | 非公版X1950Pro 575/1190 |
功率 | BIOS设置界面 | 169 | 178 |
Windows待机 | 134 | 138 | |
3D满负荷 | 219 | 237 |
如果大家稍加留意就会发现这两款非公版X1950Pro的显存频率比公版低，但功耗反而比公版高18W！这一方面是因为GPU默认电压比公版要高一些（因为它比公版好超），另一方面就是ATI公版所用的VOLTERRA数字供电模块转换效率要比普通供电高，电能损失较小功率自然低！
X1950XTX比X1900XTX功耗低的主要原因也是供电模块的改进，X1650XT的功耗没有比X1950Pro低多少是因为供电模块采用了传统设计。
● 80nm GPU的功耗比90nm低多少？
NVIDIA的G73核心目前已经从A2（90nm）过渡到了B1版（80nm），两个版本的GPU本质上没有区别，仅仅是工艺的进步，但我们可以明显地看出GPU核心面积变得更小，发热也更少，上高频率的潜力更大，之前我们也一直提到80nm会更好的控制功耗，那么功耗到底能下降多少呢？
G73核心90nm和80nm对比 由于很多厂商的80nm显卡都采用了非公版设计，电压、供电、默认频率全部改变，因此80nm和90nm显卡并不能直接进行对比测试，所以测试显卡的选择有点难度：
上面第一款为XFX最早的7600GT（90nm），P455纯公版设计；第二款为XFX新推出的7600GT 700M（80nm），非公版设计，默认频率高达700/1800MHz；第三款为Inno3D新推出的7600GST加强版（80nm），它是一款7600GS显卡，但它是我们能找到的唯一一款使用P455公版设计的80nm 7600GS/GT显卡，所以用它来模拟80nm的公版7600GT，它的电压和供电设计与公版没区别，误差应该会很小！
测试项目 | 设置 | 公版90nm 7600GT 560/1400 | 映众80nm 7600GST 600/1500 | XFX 80nm 7600GT 700/1800 |
功率 | BIOS设置界面 | 165 | 161 | 167 |
Windows待机 | 123 | 119 | 123 | |
3D满负荷 | 198 | 195 | 207 |
看来80nm的效果的确不错，Inno3D的7600GST频率比公版要高一些，但功耗反而低了3W。而XFX的这款7600GT显然是加电压的版本，700/1800MHz的频率让其他显卡望尘莫及，功率比公版高了10W左右，也不算太多！
注：XFX这款76GT性能提升主要源于超高的显存频率，而显存在整体功耗的比中所占比重较低，所以超显存是非常实惠的做法！
● 功耗测试小插曲——为什么跑3DMark时的功耗反差非常大？
前面提到，我们在测3D模式的功耗时最终选择了《半条命2：第一章》这款游戏，其实最开始打算用3DMark03/05/06进行测试，因为这三款测试软件比任何游戏的知名度都高。但结果却出人意料——
- N卡跑3DMark03第四个场景时（1280 4AA16AF）功耗可以达到很高，基本就是《半条命2：第一章》（1280 HDR4AA16AF）的水平，但是A卡功耗比较低，严重不合理。
- N卡跑3DMark05所有场景时功耗都偏低，尤其是第三个场景远低于《半条命2：第一章》。而A卡正好相反，功耗接近于《半条命2：第一章》。
- N卡和A卡跑3DMark06所有场景时功耗都偏低，比《半条命2：第一章》低很多。
这个结果虽然比较奇怪，但也很容易理解：因为N卡在03下有绝对优势、05表现很差，而A卡正好相反！这就证明了N卡在03中已经发挥了几乎全部的实力，绝大多数晶体管被调动起来，跑出的分数高功耗也高，而A卡的架构在跑03时很多单元被闲置，跑出的分数低功耗也低；反之亦然，05中N卡没能发挥全部实力，而A卡已经全力以赴。——这完全属于3D程序能否完全发挥GPU效能的问题，在3DMark03/05两款测试软件完全的体现了出来！
至于3DMark06，应该是FutureMark弱化了CPU在3D测试中的占用率，也可能是引擎的改进让N卡和A卡都没能发挥出全部效能。3DMark06的画面虽然要比任何一款游戏都复杂，但功耗却还不及静态画面下的《半条命2：第一章》。
因此我们选择了《半条命2：第一章》这款游戏进行了测试，因为它跑出的功耗比3DMark03/05/06和很多游戏都要高，而且对于N卡和A卡都比较公平。但需要特别注意的是，《半条命2：第一章》绝不是最消耗系统资源（包括CPU和显卡）的游戏，我们的测试结果也肯定没有达到显卡的最大功率，但这个成绩也有一定的参考价值，尤其是在横向对比时！
● 25款主流显卡功耗测试补遗：
本次测试总共有19款公版显卡参加横向对比，附加测试中引入了6款最新的非公版显卡，总共25款庞大阵容囊括了市售绝大多数主流显卡！但也有不少漏网之鱼，比如测试时没有加入X1950XT这款高端热门显卡特别遗憾，还有ATI上代王者X1900XTX因为停产也没能测试，其实应该直接拿它对比X1950XTX，就能直观的看出ATI在功耗方面所做出的努力！
三款漏网之鱼请看国外的功耗测试 注意，X1900XT 256MB其实就相当于X1950XT，两款显卡PCB完全相同，核心频率都是625MHz，显存都是256MB，只是显存频率由1450MHz提高到了1800MHz，功耗提升应该不多。
另外国外的测试平台和测试方法与我们并不相同，所以结果无法与我们的成绩直接对比。通过他们的成绩可以知道，X1950XTX的功耗比X1900XTX低了22W，由于X1950XTX依然是90nm 650MHz的R580核心，ATI通过使用转换效率更高的供电模块就较大幅度的降低了功率，这个数真的是难能可贵！而X1950XT（X1900XT 256MB高频版）的功耗可以推算大概不会比X1950XTX低太多，因为X1950XTX用了新PCB和转换效率更高的供电模块，而X1950XT还是X1900XTX的老版本。
另外在千元以下的中低端价位，显卡的种类特别多，各种各样的非公版层出不群，显卡的显存、频率、板型、电压差异特别大，从这些显卡中根本找不到具有代表性的产品，所以放弃了这些显卡的功耗测试，大家只能看情况参考公版的规格。
● 功耗测试总结：
- 显卡对电源的要求并不夸张：就拿8800GTS来说，我们测试的结果是300W，考虑到实际应用情况一款实标高品质350W电源都够用，小编用400W电源带3块硬盘、刻录机、独立声卡、很多风扇、CPU内存超频都没有任何问题；
- 高端显卡不是用来上网的：像8800这种显卡，功耗虽然恐怖，但游戏性能极其强悍，为了追求完美的游戏体验多花点钱、多掏点电费是值得的！但如果您的电脑多数时间是上网、看电影、听音乐之类的，只有少数时间来玩游戏，那么高端显卡在2D情况下的电能就白白浪费掉了（60W以上），是否应该考虑用节能的7300GT呢？
- G80功耗虽大，但无竞争对手，R600仍需观望：G80的功耗遥遥领先，但要知道它的性能比7950GX2/X1950XTX都要强许多，而且支持DX10以及更多先进技术和特效。在竞争对手R600出世之前讨论G80的功耗有多恐怖并无意义。实际上从目前的情况来看，ATI R600也受到了功耗的困扰，采用80nm工艺理应功耗更低、性能更强，如果做不到比G80更优秀那么R600的处境将会很尴尬，当然现在讨论还为时过早，继续关注相关报道吧！
- 新工艺值得期待：NVIDIA从110nm的7800GTX进化到90nm的7900GTX（除了工艺之外，G71也删除了一些晶体管），功耗立马下降44W！从G73-A2到G73-B1，从X1900GT到X1950Pro，我们都可以看到在性能提升的同时功耗有了不同程度的下降，所以ATI/NV都热衷于使用新工艺，大家在购买显卡时从功耗的角度考虑也应该选择新版显卡（目前是80nm）。
● 谁是性能/功耗比非常好的的显卡？
以往我们非常重视显卡的性价比，其实功耗也是一个非常重要的部分，或许大家在购买显卡时就应该把功耗纳入考虑，因为性能/功耗比出色的显卡，在买来之后的使用过程中能节约一些电能，较低的发热也可以减少散热方面的投资，噪音方面也要好一些。
通过本文的测试，可以向大家推荐一下几款性能/功耗比非常优秀的显卡：
X1950Pro和7900GS都不错 
全系列采用80nm G73-B1核心的GeForce 7300GT/7600GS/7600GT 当然最好是选择公版产品，因为公版的电压低，功率往往比非公版低许多。至于非公版也要视情况而定，也并非所有的非公版显卡都是加电压的版本，非公版价格优势很明显，从性价比的角度也值得选购；当然还有些非公版产品超频能力特别强，超频后性能大幅提升，这些显卡自然需要另当别论！
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