PC硬件功耗知多少？专业功耗仪告诉你
泡泡网主板频道8月9日 随着芯片制造工艺的发展，电脑的功耗不断下降，但另一方面我们也看到了电源功率的节节攀升，动辄1000W的电源已经晃瞎了我们的双眼，常规的功率计算方法动辄就将电脑的各部件功耗相加，得出一个超出很高的数字，电脑的功耗真有那么高吗？
事实上电脑的实际功耗与电源的瓦数没有直接关系，也不是电脑配件功耗之和这么简单。那具体应该怎么算呢？我们首先来了解一些关于电脑功耗方面的误区：
1.电脑的功率≠电源瓦数：
电源的瓦数是指电源输出端（对机箱内部所有电脑配件）所能提供的额定功率。由于在用料方面会有冗余设计，电源可以在超出额定功率的时候也能稳定运行一段时间，但并不建议长期使用。一些不良品牌会把最大功率当作额定功率标示，这是不负责任的做法，好在目前大品牌的电源都在实标额定功率。
电源也会消耗一部分电能，不同电源的转换效率并不相同，转换效率越高，电源的耗电量越少。比如一款通过80Plus认证的额定400W电源，转换效率为85%，那么它在输出400W功率的时候，输入端（插线板处）的功率是470W，这就是我们通过插头功耗仪测出来的数值，要比额定功率大，这很正常。
电源的瓦数，并不等于电脑的实际功耗，就如同前面所说，当机箱内部配件需要消耗400W功率时，其实整机的功率是470W，电源要额外消耗掉70W。此外，很多时候机箱内部配件的功耗不会一直都那么高。
2.电源瓦数越大越费电？
答案是否定的。电源自身的耗电量与转换效率及负载有关，转换效率越高耗电量越少，一般来说大功率电源都比较高端，会通过严酷的80Plus金牌/铂金牌甚至钛金认证，转换效率会更高，所以耗电量越少。但这也并非绝对，如今中等功率的铂金牌电源也越来越多了，这种电源的转换效率会比一般的大功率电源更高更省电。所以想要知道谁更省电，首先比转换效率。
另一方面电源的转换效率也不是恒定的，一般在中等负载时转换效率最高，假如电脑配件的总功率是500W，此时用1000W的电源就会比500W电源省电。
3.TDP≠功率：
TDP的英文全称是“Thermal Design Power”，直译为“散热设计功率”。TDP是芯片厂商提供给电脑OEM厂商、散热器/风扇/机箱厂商等进行系统设计时参考的，主要应用于CPU和GPU，TDP数值的相当于CPU/GPU 100%满负荷运行时的发热功率（可以把处理器想象成热得快），散热系统在设计时必须保证在处理器发热最大的情况下，温度依然处于设计范围之内。
所以说，CPU和GPU在正常情况下（不加电压、不超频时），其功耗绝对不会超过TDP。根据CPU和GPU负载的不同，实际功耗可能会接近于TDP（游戏时GPU近乎满载、数据处理时CPU近乎满载）、也可能会远低于TDP（上网、办公、待机时）。
简单的把所有配件的TDP加在一起的话，这个数值更不可能达到，因为电脑所有配件的功率几乎不可能同时达到最大。
4.如何测试电脑功率？
前面提到过，一般的评测都是通过插头功耗仪测试出电源220V输入端的功率，这就是电脑主机（不包括显示器）的总功率。这种设备无法单独测试主机内部配件的功率，想知道CPU和显卡哪个更费电，你只能根据经验来猜。
好在我们通过中国计量科学院，获得了一套非常专业的设备，通过特殊的设计，“截获”了电脑内部所有配件的供电线，从而计算出了每个配件单独消耗的功率，那么在不同应用环境下，电脑内部什么配件最耗电呢？一起来看一看吧！
这套设备名叫“PPAS精确功耗采集系统”，由中国计量科学研究院研制，产品体积小巧，易于携带，测试结果准确可靠，可精确到0.001W。
PPAS精确功耗采集系统的显示屏，可以实时显示配件功率
电脑主机内部的配件，无外乎CPU、主板、显卡、硬盘、风扇这些，PPAS精确功耗采集系统就通过几个组件，将这些关键配件的耗电量全面监控。
上图为PPAS精确功耗采集系统的“CPU/主板/风扇/硬盘”功耗采集电路板，电源通过24Pin输出给主板的各路电压电流、通过8Pin输出给CPU的电压电流、通过SATA供电接口输出给硬盘的电压电流、通过3Pin输出给风扇的电压电流，都被这套系统所“截获”，通过定制的处理器计算出实时功率数值。
PPAS精确功耗采集系统的显卡PCIE供电分析装置
PPAS精确功耗采集系统的显卡功耗采集电路板
与CPU单独依靠4Pin/8Pin供电不同，显卡除了用外接的6Pin/8Pin供电外，PCI-E插槽也会提供一些电流，所以想要获得显卡的真实功率，这部分的供电也需要“截获”。上图中通过24Pin获得显卡PCI-E接口部分的供电，6Pin/8Pin供电可以直接从电源输出口获得，加起来就是总功率了。当然，显卡外接供电和PCI-E供电各占多少百分比，这套设备都可以分析出来。
这块电路板是PPAS精确功耗采集系统的数据处理中心，通过前面两块电路板获得的CPU、主板、显卡的电压电流数据，都通过USB接口汇集到这里，然后输出到显示屏和电脑中。
随便找一台电脑，安装一个小工具软件，通过PPAS精确功耗采集系统，就可以获得非常详细的Excel数据，对硬件的功率消耗情况进行分析。
图为PPAS精确功耗采集系统全部安装完毕后的最终效果图，由于需要采集的数据类目较多，所以各种接线显得很乱，不过无所谓，相信大家需要的是精确的结果，过程是无所谓的。
如果您对这套PPAS精确功耗采集系统感兴趣的话，可以访问中国计量科学院官方网站，获得更详细的资料。http://www.zgjljs.com/info.asp?id=222
测试平台（Core i7 4770K + Intel Z87 + Radeon HD 7970 GHz）
借助功耗测量工具我们可以获得PC主要部件的实时功耗信息，测试平台我们选择了Intel最新的Z87+Core i7 4770K的组合，主板来自微星的Z87 XPOWER，配备的显卡为AMD公版Radeon HD 7970 GHz。
存储方面除了流行的SSD--影驰Thunder GT 128，我们也选择了一块3TB 7200RPM 3.5吋机械硬盘，而内存方面则为主流的双通道8GB DDR3 2133，电源来自Antec HCP-1000，通过了80Plus铂金认证。
平台待机功耗表现
首先来看一下待机功耗的表现，启动到系统后，不加载任何软件，待系统闲置10分钟后开始记录平台的平均功耗，记录时长为5分钟。
待机状态下出乎我们的意料，主板以37.457W功耗成为PC最大功耗部件（当然主板的功耗也包括插在上面的内存），而其次是CPU和显卡，Core i7 4770K待机功耗为15.333W，Radeon HD 7970 GHz则为8.802W，另外CPU风扇叶耗费了3.537W的功耗。
值得注意的是Radeon HD 7970 GHz使用的涡轮风扇功耗也不容忽视，在进一步让风扇停转后，Radeon HD 7970 GHz只有3.5W左右的功耗，而这之间的5W功耗差值就是由涡轮风扇产生。
CPU满载功耗
CPU满载我们使用了Lynx 0.6.3负载测试工具，记录时长为1分钟，Core i7 4770K满载平均功耗达到69.794W，值得注意的是主板的功耗也略微提升至32.622W。4770K的TDP是84W，实测满载功耗没有超过这个数值。
GPU满载功耗
GPU满载使用了Furmark工具，记录时长也为1分钟，最终Radeon HD 7970 GHz满载平均功耗达到200.837W，而主板的功耗也得到大幅度提升，为51.879W。HD7970 GHz的TDP是250W，我们实测满载功耗同样没有超过TDP。
基于Radeon HD 7970 GHz显卡在上面的停转功耗表现，测试又列出了待机环境下25%、50%和100%转速下的功耗表现。
实际测试不难发现，涡轮风扇满载功耗不容忽视，100%状态下约有22W左右的功耗（25.216-3.576=21.64）。
SSD和HDD满载功耗
SSD和HDD早已经不是PC的耗电大户，实测影驰Thunder GT 128待机和满载分别只有0.376W和1.167W，而HDD的功耗还是不容忽视的，虽然待机只有约1.149W，但是满载却有7.752W，值得注意的是如果HDD做系统盘，不进入休眠状态，3.5吋硬盘正常运转也有6W多的功耗。
平台关机状态功耗
最后一项测试可能会被很多用户忽视，PC在关机状态下也有功率消耗的，而这些功耗99%来自主板，这主要是主板为了维持5V供电状态和预开机准备，功率约在3W左右，另外有些鼠标和键盘也会在关机状态处于工作状态，带来一定的功率消耗。
全文总结：
由于测试设备和时间的限制，测试并没有将目前主流的PC硬件功耗做一个详细的测试（后续有分类的功耗测试），而是选择了一套典型平台作为参考。
从一系列的待机和满载功耗表现不难看出，CPU和显卡依然是PC的两大耗电大户，而CPU由于工艺进步和性能趋于饱和，目前可以很好的控制在100W以下，倒是显卡为了追求性能，动辄200W+的水准，当然主流显卡依然集中在100W左右的水平，也就是1个6pin PCI-E辅助供电的产品。需要注意的是虽然显卡满载功耗非常高，但是待机控制还是非常不错的，最低3W的功率足以让主板甚至是HDD汗颜，所以除了游戏时间，整个PC的功耗还是控制在很低的水平。
至于CPU风扇和硬盘功耗则非常低，一些平台这些加载一起都不足10W，而SSD相比HDD的优势也非常明显，满载仅1W的功耗相对于整台PC微不足道。CPU风扇的功耗也比较低，待机和满载差别并不是很大，当然转速不是非常高的情况下，基本都在5W以下，也就是12V-0.4A的规格。
稍微需要注意的是显卡风扇由于要面对显卡巨大的发热量，功耗比CPU风扇高出数倍，特别是涡轮风扇。■<
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