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是事实还是噱头?六款主板节能大比拼


   【泡泡网主板频道12月12日】 节能减排是我国的一项重要基本国策,随着PC大量进入政府、企业以及家庭,PC节能必将成为节能减排的重要环节。CPU厂商在动态节能(INTEL的EIST,AMD的CNQ)的基础上,改进生产工艺,开发出低功耗处理器,标志着处理器节能从降低CPU空闲能耗的动态节能发展到硬件自身的低功耗节能。

  在节能概念推广大潮中,很多厂商都推出了采用节能技术的硬件产品,而主板节能技术方面,以华硕的EPU\\技嘉的DES\\微星DrMOS主板节能技术最为突出,代表了这类产品在节能上的设计思路与发展方向。   

    在主板连接的配件当中,耗电量最高的就是处理器和显卡,所以这两个部件就是节能的重点。不过在显卡方面,一般来说是由显卡自己进行功耗控制,例如AMD的PowerPlay技术,根据显卡工作负荷大小自动调节显卡的工作频率以实现节能。因此,对于一款主板来说,要有效地改善系统功耗,节能设计的重心就必须放在处理器的供电电路上。

六款P45主板节能效果大比武

    CPU供电模块是主板的耗电大户,主板的节能除配合CPU的动态节能外,更要从CPU供电的硬件开始,采用低功耗、高效率的元件,不仅在CPU空闲时降低CPU供电功耗,在CPU满载时也可能有效降低功耗。那到底各家主板节能有没有实际意义?外国著名IT网站TOM`S Hardware最近做了P45主板节能效果大比拼测试,并在其网站上发表了对比测试结果.

一、测试中的6款主板图赏:

    节能效果大比拼测试了带有EPU6节能功能的华硕P5Q Deluxe和P5Q-E;带有DES节能功能的技嘉EP45-DS3R;采用DrMOS节能硬件的微星P45 Diamond;没有任何节能措施的富士康P45A-S以及华擎的P45R200-WiFi,一共6款P45主板。

 
华擎P45R200-WiFi:无节能技术

 
富士康P45A-S:无节能技术

 
华硕P5Q-E:EPU6节能引擎

 
华硕P5Q Deluxe:EPU6节能引擎

 
技嘉EP45-DS3R:DES节能引擎

 
微星P45 Diamond:节能硬件DrMOS

  对于主板节能这一类特色技术,目前还主要属于中高端主板的卖点,不过已经有厂商在主流的产品中使用类似技术——例如的技嘉GA-EP35-DS3,就采用了P35芯片组。可以预见,很快主板节能技术就将普及到主流产品当中。

二、测试中的6款主板供电设计:

    说到供电部分设计,作为主板中的较为重要的环节,供电相数也成为了人们选购产品的一个标准。电脑中所谓三、四相供电,实际上是将三、四路PWM开关供电电路“并联”在一起形成的三、四路供电,例如,使原本一路90A左右的大电流供电系统分成三、四路,减轻了元件的负荷,从而提高了元件工作寿命,也使板卡工作更加稳定。

  随着处理器频率的不断提高、内部晶体管的数量不断增加,处理器的工作电流也越来越大,这样就造成处理器供电电路上的电能损耗不断增加,更多的电能被供电电路中的元件转换为了热能散发掉了,形成很大的浪费,同时造成整个电路的温度升高,影响系统稳定。那么要解决这个问题的话,使用多相供电是最好的办法,将供应给处理器的电流分摊到多出来的每一相电路上,这样就大大减小了每相电路上的电流值,根据Q(热量)=I2(电流)R(电阻)t(时间)公式,减小电流就能有效地降低电路产生的热量,所以多相供电也可以达到节能的目的。

    下面我们来看一看这6款主板的供电相数:华硕的P5Q-Deluse采用16相(通过PEM扩展)设计;华硕P5Q-E采用8相设计;技嘉的EP45-DS3R采用6相设计;微星P45-Diamond采用6相设计;富士康P45A-S和华擎P45R200-WiFi采用4相设计。在这里看来华硕的P5Q-Deluse采用16相供电最为豪华。



二、测试中的6款主板供电细节设计:

  在一定条件下,采用多相电路设计的确能有效地降低主板的发热量,但这并不意味着相数越多越好,首先在成本方面,使用更多相的电路,元件数量的增加也就意味着成本大幅度增加,同时元件数量增加也提升了布线的难度;其次,在电能损耗部分,前面我们提到用多相电路来减少每相电路的热损耗——这是在处理器工作繁忙、负载较重的情况下考虑的,如果处理器处于轻负载状态,比如上网、打字等应用时,供电相数多并不见得就节能——因为每相电路要工作的话,都有一个基础功耗,当每相电路上由于阻抗而产生的热功耗损失相对于基础功耗足够小的话,由于相数多使得基础功耗增加反而导致了整个供电电路的电能损失增加,这种情况正是在处理器轻载、每相电路的电流都很小的时候出现。因此,如果能在供电电路中加入智能控制的芯片,根据处理器的负载情况自动调节供电电路相数的话,就能从真正意义上达到处理器供电最优化、最节能的目的,而这正是目前主流主板节能技术的核心设计思路。

    虽然号称供电相数越多越好,但是供电细节方面的重要性也决定着供电设计的好坏,PWM供电控制芯片和场效应管(MOSFET管)的设计也是供电设计和节能环节中的重要的衡量标准,下面我们看一看6款产品的CPU供电细节设计:

    华硕的P5Q-Deluse采用16相(通过PEM扩展)设计,每相2颗(一进一出)P型封装的MOSEFT,一共是32颗。P5Q-E采用8相设计,每相4颗(二进二出)P型封装的MOSEFT,总计也是32颗。这是6款主板中最豪华的供电设计,这还不算最豪华的,华硕的玩家国度系列P45主板16相设计,每相4颗,一共64颗MOSEFT。华硕的节能措施是EPU6引擎,把PWM芯片更名为EPU。

    技嘉的EP45-DS3R采用6相设计,每相3颗(一进二出)P型封装的MOSEFT,总计是18颗。PWM芯片采用支持VRD11.1的ISL6336。技嘉的节能措施是DES,就是动态节能。DES也是软件节能。

    微星P45-Diamond采用6相设计,每相1颗DrMOS,总计6颗。DrMOS是新世代的高效低耗开关电源器件,它把2颗MOSEFT和驱动IC整合到一个芯片内,经过优化处理,加快了响应时间,降低热损耗,使电源装换效率有较大的提高,每相1颗就可以输出40安培的电流。PWM芯片采用支持VRD11.1的ISL6336。微星的节能措施就是采用DrMOS,另外加上APS,就是依据CPU负载改变供电相数。

    富士康P45A-S采用4相设计,每相4颗D型封装的MOSEFT,共计16颗。PWM芯片采用ISL6334。没有节能措施。华擎P45R200-WiFi采用4相设计,每相2颗D型封装的MOSEFT,共计8颗。PWM芯片采用L6714D。没有节能措施。

    总的看来,在供电硬件用料上华硕的产品最为豪华,但在节能设计上微星的硬件节能设计更具亮点。但究竟节能效果谁更出色只有比过才知道:

三、平台软件介绍及测试

 

(注:微星P45-Diamond支持DDR3内存,华擎P45R200-WiFi有支持DDR2和DDR3两种版型,分别都作测试。)

四、基准性能测试

    通过下面SYSmark 2007 Preview的五项基准测试中可以看出,测试结果如下:3D建模测试中——富士康P45A-S和微星P45-Diamond以1分之差居首;电子学习测试中——富士康P45A-S居首,微星P45-Diamond和华擎P45R2000、技嘉EP45-DS3R以4分之差居第二;办公测试,富士康P45A-S居首,微星P45-Diamond以4分之差居第三;视频测试,富士康P45A-S居首,微星P45-Diamond以6分之差居第五。

    总分对比中,富士康P45A-S居首,微星P45-Diamond以4分之差居第四。从上面的测试结果来看,尽管富士康P45A-S得分排列首位,但得分差距很小,这点差距不能说明哪一款主板性能突出,总的看来这6款主板性能基本相同。这是由于6款主板的芯片组相同,配置的CPU、显卡相同,SYSmark 2007 Preview测试DDR2和DDR3内存的差异微乎其微,所以性能基本一致,差距很小。其实通过目前各大网站做的主板横向测试对比,基本也反映了这个事实。

五、纯硬件功耗测试(关闭节能功能)


    纯硬件功耗测试是关闭各主板的节能功能,运行SYSmark 2007 Preview,在AC电源输入端测试整机功耗。看SYSmark 2007 Preview运行完成所消耗的电能。

    测试的总功耗显示,微星P45-Diamond以118瓦位于节能榜首。没有节能技术的富士康P45A-S以120瓦居第二,华硕和技嘉落在富士康P45A-S之后,相差10瓦以上,华擎的P45R2000的功耗显示出DDR3比DDR2电压低而更省电。

    由于总功耗是SYSmark 2007 Preview运行完成所消耗的电能,6款主板完成SYSmark 2007 Preview的时间各有差异,所以还要看它们的平均功耗,平均功耗微星P45-Diamond以92瓦位于节能榜首。富士康P45A-S以97瓦居第二,技嘉EP45-DS3R以6瓦的差距位于第三,华擎的P45R2000(DDR3)以99瓦居第四。华硕的P5Q-Deluxe以8瓦的差距位于第五。

    这是平均每瓦/时的SYSmark得分,富士康P45A-S以1.05居第一,微星P45-Diamond以1.03位于第二,差0.02分。技嘉EP45-DS3R以0.95居第三,分差0.10。华硕P5Q-Delixe同样以0.95居第三。P5Q-E和华擎的P45R2000(DDR3)以0.93居第四。每瓦性能是INTEL提出的涉及能效的概念,就是说CPU或整机每消耗1瓦电能所作的计算能力。这个概念可以比较公正的衡量计算机的能效水平。

    这是SYSmark 2007 Preview运行时的功耗即时记录,X轴是时间,Y轴是功耗,从图中可以看到微星P45-Diamond是最节能的,富士康P45A-S是以较低的功耗最快完成的。因此富士康P45A-S的每瓦效能比微星P45-Diamond高0.02分。
以上测试结果证明技嘉的DES和华硕的EPU是一种节能软件。微星的DrMOS确实具有硬件节能效果。

六、开启节能技术的节能效果对比测试

 
    前面进行的6款主板功耗测试,没有让人们看到技嘉的DES、华硕的EPU、微星的APS(自动变相)节能效果。所以,TOM`S又作了6款主板自身节能技术的节能效果测试。这次测试是各主板关闭各自的节能措施,测量其运行SYSmark 2007 Preview的功耗,然后再开启(或加载)各主板的节能措施测试一次。各主板的节能措施均设置在自动(Auto)模式。微星的APS(自动变相)是通过BIOS开启。技嘉的DES(包含自动变相),需要在操作系统下安装,启用DES需要在BIOS里开启INTEL CPU的动态节能技术EIST和C1E,否则不能启用DES。华硕的EPU也需要在操作系统下安装,启用EPU不能在BIOS里设置FSB超频,否则EPU就不能运作。

    这是系统空闲时,关闭/开启节能功能的功耗对比,绿色是关闭节能功能,蓝色是开启节能功能。微星P45- Diamond是90/83,技嘉EP45-DS3R是89/87,华硕P5Q-E和P5Q Deluxe是89/88,富士康和华擎没有节能措施,都是89。

    这是系统满载时的峰值功率。微星P45- Diamond是118/111,技嘉EP45-DS3R是119/116,华硕P5Q Deluxe是121/122,华硕P5Q-E是122/124。富士康和华擎没有节能措施,没有变化。不过富士康的P45A-S没有节能措施,其峰值功耗却与技嘉EP45-DS3R相同,且比华硕的低。华硕两款主板开启EPU后(Auto模式)却比关闭EPU的功耗还高,总的来说微星的开启APS后确实具有不错的节能效果。

七、三家节能主板的节能效率分析


    通过上面的测试结果我们似乎看出了DES和EPU的一些端倪。现在我们作进一步分析。
 

    这是在系统空闲(Idle)时,三家节能功能的节能效果,微星P45-Diamond的节能效率是8.43%。技嘉EP45-DS3R是2.20%。华硕P5Q-E和P5Q Deluxe是1.14%。技嘉的DES需要开启EIST和C1E,EIST和C1E是CPU的动态节能,在CPU空闲时自动降低频率和降低电压,所以技嘉的2.20%包括EIST的节能。华硕的1.14%说明EPU在自动模式下,CPU降频降压程度较小。如果设置到最大节能效果会好一些。

 

    这是在峰值功率(Peak)时,三家节能功能的节能效果,微星P45-Diamond的节能效率是6.3%。技嘉EP45-DS3R是2.6%,这2.6%应该是6相供电效果。华硕P5Q-E和P5Q Deluxe是-1.6%和-0.8%,,就是说华硕的EPU在自动模式下,当CPU负载增大时,不但不节能,而且要增加功耗,这是因为自动模式下EPU在CPU负载增大时,会自动超频10%导致的,从测试成绩来看真正达到节能效果的主板是微星的P45-Diamond。

 

 

八、全文总结


    目前,CPU、主板以及其他计算机部件的节能方式有二种,一种是动态节能,就是在系统空闲时降低CPU的频率和电压,降低空闲时的功耗,主板在此时适当减少供电相数,降低此时的供电功率和供电元件的损耗。一种是硬件节能,比如改进芯片的工艺,降低泄露电流,减少浪费的功耗,包括CPU、芯片组、功率开关管,在这里提一下微星主板采用的DrMOS就是低功耗、高效率的功率开关管。



华硕技嘉单纯软件上的节能技术效果还是不太理想

    动态节能只能在系统空闲时节能。计算机节能还是要从硬件节能才是彻底的节能。主板的CPU、芯片组、内存供电电路负责把较高的DC电压转换为CPU、芯片组、内存需要的低电压,相当于变压器。因此就有一个转换效率的问题,传统的MOSEFT转换效率在80%左右,DrMOS的转换效率达到95%。供电电路的MOSEFT、电容都存在泄漏电流,泄漏电流造成无用功耗,一般选用泄漏电流越小的越省电。供电相数越多,MOSEFT功率开关管越多,浪费的无用功也就越多。我们把功耗测试结果与表1列出的各款主板的MOSEFT数目对比,就会发现华硕的两款P5Q都是32颗MOSEFT,所以功耗很高。技嘉的EP45-DS3R是18颗,功耗低于华硕。富士康的P45A-S是16颗,富士康P45A-S的功耗低于技嘉和华硕。供电相数太少,或者MOSEFT太少,导致MOSEFT负载过大,同样也会增加泄漏电流而增加无用功耗。富士康P45A-S和华擎P45R2000都是4相供电,P45A-S是每相4颗MOSEFT,一共16颗, P45R2000是每相2颗,一共8颗。富士康P45A-S的功耗明显低于华擎P45R2000。



微星的硬节能技术只是初见成效

    在主板厂商的误导下,一般用户都追求豪华的多项供电,认为供电相数越多,CPU工作越稳定,其实不然,供电相数过多,就像大马拉小车一样,结果是白白浪费电能。还有一种说法是过多的供电相数是为超频准备的,CPU超频确实功耗会增大,需要较大的电流,一般供超频用的主板在设计供电电路时都会考虑到供电的冗余量。这个冗余量要选择合适,既可以满足CPU的超频所需,又要考虑降低功耗。两者兼顾才是设计优秀的主板。■

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