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Bsport体育显卡功耗降为零!780a芯片组深度测试

浏览: 次    发布日期:2024-04-18

  Bsport体育近年来,在电脑硬件性能提升遭遇瓶颈、更新换代速度放缓的情况下,省电、静音与环保成为厂家新的宣传口号。AMD有CnQ、Intel有SpeedStep、ATI有PowerPlay各家不约而同的将原本用在笔记本移动平台的节能技术移植到了桌面平台,华硕和技嘉也在各自的高端主板中加入了EPU/DS这种节能技术,让电脑在空闲或低负载模式下的功耗、发热和噪音大幅下降,这些技术获得了广大用户的一致好评。

  而NVIDIA则做得更绝,全新的HybridPower技术能够彻底关闭独立显卡,在非3D模式将显卡功耗降为零,今天我们就对支持HybridPower的nForce 780a SLI芯片组进行深入测试。

  想必各位中高端玩家都会有这样的体会,如果不玩3D游戏的话,比如上网、办公、看片等日常应用,高端显卡与低端显卡甚至集成显卡基本没什么区别。因此,用中高端显卡来上网是很不划算的,显卡没什么任务却要平白无故的消耗掉额外的电能,对于高端玩家来说电费倒是小事,可源源不断地废热和烦人的噪音着实让人郁闷不以。

  因此有些发烧玩家可能会自备两块显卡,打游戏的时候用9800GX2/HD3870X2这样的高端卡,而上网的时候换上HD3400/8400GS这样的入门卡;或者干脆组一台省电安静的HTPC做为上网办公专用电脑。但这始终不是非常好的方案,浪费资金不说而且还很麻烦。

  其实不光台式机面临独立显卡功耗过大的问题,笔记本上的问题更严重,因为独立显卡会让电池使用时间大大缩减。因此索尼和华硕曾推出过几款配备了双显卡(整合显卡+独立显卡)的笔记本,通过一个特殊的开关来切换两块显卡:上网用整合的X3100,游戏用8400M/8600M。这种设计思路很有创意,而且省电效果也很显著,但有个致命缺陷就是必须重新启动电脑才能完成切换显卡的操作,还是不够智能。

  在两块显卡之间来回切换,说起来容易做起来难。显卡使用的是不支持热拔插的PCI-E接口,必须在系统内重新设置主显示器,并更换显示器接口才能让另一块显卡负责图像输出和图形运算,如果还想要关闭显卡,唯一的方法就是关机拔显卡,否则空闲情况下的显卡还是要消耗不少电能。索尼和华硕通过快捷按键切换只是将这一过程简单化,在下次重起系统之后重新指定显卡而已。想要在Windows系统下软件切换并彻底关闭显卡,这几乎是不可能完成的任务,而现在NVIDIA却做到了!

  今天,NVIDIA正式发布了基于AMD平台的nForce 780a SLI和750a SLI芯片组,这两款定位中高端的芯片组首次整合了GeForce 8200级显卡,还能够支持SLI、3-Way SLI和Quad SLI多GPU互联技术。当然最大的特性就是少有的Hybrid Power(混合动力)技术,能够在Windows系统下完成集成显卡和独立显卡来回切换,在非3D模式下将独立显卡彻底关闭,最大限度的降低系统功耗。

  那么,NVIDIA是如何实现切换显卡这一复杂的过程呢?功耗到底能降低到什么程度?操作是否方便实用性又如何?对整体性能有无影响?带着这些疑问,笔者对首款完整支持Hybrid Power的780a SLI主板华硕M3N-HT Deluxe/Mempipe进行了深入测试。

  独立显卡可不是随随便便说关就能关掉的,关掉了谁来负责图像输出?为此,NVIDIA在新一代nForce 780a SLI、750a SLI、730a、720a全系列芯片组中都整合了GeForce 8200级别的显示核心,来负责2D、视频和基础3D应用。也就是说NVIDIA在AMD平台已不存在非整合芯片组,而Intel平台的790i SLI也将会是非整合芯片组之绝唱!

  放弃非整合芯片组,并不意味着放弃搭配独立显卡的高端芯片组,相反NVIDIA正是想依靠这颗免费的集成显卡,来抢占更多的高端市场份额。因为集成显卡正是实现Hybrid SLI技术的关键所在。

  与竞争对手ATI的Hybrid CrossFire(混合交火)技术不同,Hybrid SLI并不是简单的把集成显卡和独立显卡组成非对称双卡互联,事实上它包括两项各自独立的特性,一个是传统意义上的混合SLI(NV官方称为GeForce加速),另一个是Hybrid Power(混合动力),也正因为如此,NVIDIA将其Hybrid SLI命名为智能SLI(而非直译的混合SLI)以示区别。

  GeForce Boost定位低端,它可以让GeForce 8200/8300主板与8400GS/8500GT显卡组建混合SLI,让图形性能获得提升,给选用整合主板的用户提供了一种经济实惠的升级方案。基本上,我们可以认为这项技术和混合交火的原理/目的是相同的。

  Hybrid Power则是NVIDIA的独门绝技,它面向高端用户,虽然它依然是让整合显卡和独立显卡协同工作,但原理完全不同。这里整合显卡只负责图像输出、而不参与图形渲染,因为整合GPU那点微弱的性能对于高端显卡来说是可有可无的。但是正因为整合GPU的存在,我们可以在2D模式下关闭功耗恐怖的高端显卡,由此达到节能、省电、静音的目的。

  对于游戏玩家来说,GeForce Boost技术可能不值一提,因为它只支持GeForce 8200/8300整合主板与8400GS/8500GT组SLI,最终性能接近于8600GT的水平。因此GeForce Boost只是给低端用户提供一种低成本的升级方案而已,真正的游戏玩家还是单独购买8600GT以上级别的显卡比较好。

  而Hybrid Power技术则太过高端,目前它仅支持9800GX2和9800GTX这两款旗舰级显卡及其SLI组合,主流的9600GT/8800GT都不支持,更别提8600GT了。据了解Hybrid Power技术对于显卡的供电和输出要求都比较高,因此早期的显卡无法支持,但NVIDIA承诺未来新显卡(主要面向中高端)将会全面支持Hybrid Power技术。

  Hybrid SLI的确很好很强大,但它作为一项新兴的技术还是存在局限性,要么太高端、要么太低端。诱人的Hybrid Power虽然目前还只能支持9800GX2和9800GTX两款显卡,但其划时代的意义还是值得大家投入高度重视!

  Boost Performance(高性能):独立显卡负责图形渲染,集成显卡负责图像输出

  Additional Displays(多头输出):集成显卡和独立显卡各自单独运行,实现四头输出;

  其中多头输出模式之前已经有些整合主板能够支持,因此Hybrid Power的技术含量主要体现在如何关闭独立显卡?以及如何让集成显卡负责输出独立显卡渲染出来的图像?

  以往的任何一款芯片组,都无法关闭显卡的电源,显卡只要开机就需要消耗电能,即便它无所事事。而NVIDIA在新一代芯片组中透过SM总线发送指令,让特定的显卡在接受指令后可以关闭供电模快,出于深度休眠状态;当然显卡也可以重新接受指令,重新启动返回正常模式:

  所以,Hybrid Power技术既需要芯片组/主板支持,还需要显卡支持,由于这项崭新的技术对于供电部分要求很高,因此目前只有NVIDIA公版的9800GX2和9800GTX才能支持,主板方面暂时只有NVIDIA公版780a SLI和ASUS M3N-HT Deluxe支持,其它主板理论上可以支持,但目前可能还存在一些问题。

  关闭独立显卡实现了,但唤醒独立显卡后不能让它闲着,NVIDIA的做法是让独立显卡负责3D渲染,但不直接输出图像,而是透过PCI-E总线将其转交给集成显卡,由集成显卡负责图像输出。那么这样的工作模式,是能够提升性能呢?还是会影响独立显卡的性能?在后文中笔者会通过详细的测试来说明。

  Save Power模式会将独立显卡彻底关闭,不会有任何信号,只能依靠集成显卡输出,因此一开始就必须将显示器插在集成显卡上,不管你有多少块独立显卡都空置。

  华硕的780a主板默认BIOS设置已经将集成显卡和Hybrid Power技术打开,但您最好还是进BIOS进行确认:

  Onboard GPU(板载GPU):如果显示器插在集成显卡上那就无法禁用,如果插在独立显卡上就可以关掉集成显卡,如果您确实不需要的话。

  必须安装最新的驱动才能支持开启Hybrid SLI技术,我们使用的是nForce 18.11WHQL版本,目前已经非常稳定,长达三天不间断测试没有出现任何异常问题!

  NVIDIA的驱动安装非常简单,一路回车就可以了,由于自带了显卡驱动因此装完重起系统就能识别出所有配件。现在就可以在设备管理器中看到两块显卡,并能支持四头输出了。

  现在就可以在系统托盘区看到一个NVIDIA的小图标了,为了保证最大兼容性,默认是Additional displays(多屏显示)模式,所以我们可以看到两块显卡及四个输出接口。其实最常用的应该是前两项:

  只要点击两下鼠标,就能够改变Hybrid SLI的工作模式,切换时屏幕可能会闪烁一下,整个切换过程不会超过4秒钟,可以说是即时生效的。

  在Save power模式下,独立显卡会被禁用,此时设备管理器中只剩下nForce 780a SLI集成显卡;在Boost performance模式下,nForce 780a SLI集成显卡会消失(实际上它还要负责输出),设备管理器中只剩下9800GTX。

  如果在切换模式时发现存在独占显卡的软件,比如3DMark或者游戏,那么NVIDIA驱动就会提示您先关闭该软件,然后再切换模式。

  智能SLI的终极设计目标是,让系统智能的判定当前是否处于3D游戏状态,然后自动切换Save power或者Boost performance模式。不过目前的驱动软件开发尚未达到如此智能的程度,我们还必须通过点击鼠标来手动切换模式,不过比起以前必须重起系统还是方便了N多倍!

  为了让大家能够清除的了解当前的工作模式,NVIDIA这个系统托盘图标设计也是别出心裁,想要玩游戏的时候看看是不是两个绿色箭头,如果不是那就花3秒钟时间切换到Boost Performance模式,如果不玩游戏设定成一个箭头就好了,非常直观方便!

  Hybrid Power的确是一项非常诱人的技术,因此前文用了大量的篇幅来详细介绍它,其实除了Hybrid Power之外,nForce 780a SLI还拥有众多崭新的特性和功能,下面就对它进行全面的介绍。

  实际上780a SLI是款南北桥合一的单芯片组,像音效芯片、硬盘控制器、USB/PCI端口这些常见的南桥功能都被整合在了北桥当中,而且北桥还整合了一颗DX10图形芯片,780a SLI的集成度之高可想而知。

  不过780a SLI还是需要搭配一颗额外的芯片,这颗芯片大家应该比较熟悉,就是原本用于780i SLI主板上的PCI-E 2.0桥接芯片nForce 200:

  实际上780a SLI和750a SLI的北桥芯片是完全相同的,所以大家可以看到这两款芯片组的规格非常相近,主要有两个不同:780a SLI能支持更多的PCI-E通道和插槽,还能支持ESA架构,而750a SLI不支持。

  和单卡相比,多路SLI系统更费电,更需要Hybrid Power技术来在2D模式下降低功耗。当然NVIDIA也没有让大家失望,780a SLI的主要任务就是支持3路和4路SLI系统,也完美支持Hybrid Power技术。唯一的缺憾就是最高只能支持19201200(Single Link DVI)的分辨率,这是授集成显卡的像素输出能力所限。

  在组建三路SLI时,虽然有两条接口仅为x8规格,但要知道PCI-E 2.0的带宽是1.0的两倍,因此这样的配置不会影响性能发挥。此外,NVIDIA还在芯片组内部植入了新的信道优化技术,可以进一步提升多GPU互联的执行效能。

  780a SLI的三条PCI-E接口都是由nForce 200芯片桥接而来,这样不仅不会影响显卡性能发挥,反而会优化SLI效能。因为nForce 200芯片内部设有独立的Posted-Write Shortcut(快捷端口),在SLI模式下,多颗GPU可以完全绕过芯片组和CPU直接相互通讯,这样就能将数据传输延迟降至最低,同时能够优化显存数据存取速度。

  在SLI模式下,协同工作的多颗GPU需要从CPU接受完全相同的数据,比如很多几何、纹理和其他渲染数据。此时nForce 200芯片内建的Broadcast功能就可以避免重复性的劳动,将指令复制给所有的GPU,这样就能进一步降低延迟,提升多GPU的实行效率,尤其是在3路/4路系统下。

  目前已经有多款780a SLI主板正式发布,但据我们了解到的情况,真正能够开启Hybrid Power这项诱人技术的主板还只有华硕M3N-HT Deluxe,其他主板可能设计不够完善或者存在BUG而无法开启。下面就来欣赏M3N-HT Deluxe的风采:

  在我们眼前的这款主板在欧洲的售价高达200欧元,它依旧保持着华硕Deluxe系列一贯的元素,黑色的PCB、夸张的热管式设计和豪华的供电设计。这款的芯片组是基于NVIDIA 780a芯片组,由于NVIDIA一直采用单芯片设计,所以我们见到的南桥是nForce 200桥接芯片。主板支持Socket AM2+处理器,主板提供了三条x16 PCI Express (PCI-E) 2.0插槽,可以支持三路SLI。

  华硕M3N-HT Deluxe主板的供电设计上采用了10相供电的豪华设计

  在CPU供电方面,这款主板采用了惊人的十相供电模组设计,每相采用了Yageo的1R2高质量全封闭式电感,基于NVIDIA nForce 780a芯片组的主板支持AM2+的CPU接口。

  注:国巨(YAGEO)公司是无源器件产品及服务的供应商,在全球芯片电阻的占有率为34%,高居全球之冠,在多层陶瓷电容市场占有率为10%,位居全球第四。预计2007年年底产量可达124亿件。

  在内存方面的设计上,主板提供了黑黄两色4条DIMM插槽的防呆配色设计,内存支持DDR2 1066/800/667/533MHz,最大内存容量为8GB。这样的设计方便用户组建双通道。

  主板提供了三条(两条蓝色的PCI-E x16插槽和一个黑色的PCI-Ex16插槽,第一条蓝色的PCI-E (2.0) x16,,其余两条是x8的。)PCI-E x16插槽和两个普通的PCI插槽,以及一个PCI-E x1插槽

  这款华硕主板提供了独家的Mempipe内存散热技术,板载支持6个侧置的SATA接口

  北桥和南桥的发热通过热管导至供电部分的散热片

  nForce 780a芯片组整合了NVIDIA GeForce 8系列GPU,也就是说,华硕的这款780a主板也可以支持智能SLI的加速技术外,还可以支持混合动力技术。

  华硕面向高端玩家的主板一向都非常奢华,这款M3N-HT Deluxe/Mempip也延续了华硕一贯的风格。

  在I/O接口的设计上,主板仅提供一条PS/2鼠标接口,主板还提供6条3Gb/s SATA硬盘接口,板载千兆以太网,10个USB 2.0接口,两个火线接口,一个HDMI、一个VGA接口。

  这次技嘉展示了旗下最新的780SLI-DS5主板,这款主板基于NVIDIA nForce780a SLI芯片组,豪华的热管+海蓝色PCB设计,一眼就能看出技嘉制造。

  K9N2 Diamond虽然沿用了Circu-Pipe热管设计,但也有所变化,比如靠近背部I/O接口的地方就多了一块。看起来这块多余的散热块没有任何作用,而微星的解释是他们原本打算把散热部分延伸到机箱之外,类似DFI那样,但后来发现了一些问题,只好作罢,于是就成了现在这样。至于最后上市的时候是否会再做改变,暂时尚未确定。

  由于配备了三条PCI-E x16插槽,因此有些地方显得比较拥挤,比如深蓝色PCI-E x16插槽、处理器插座以及中间的热管靠得就很近,在安装的时候可能会有些麻烦,另外内存插槽、IDE接口和ATX供电接口也紧紧贴在了一起。

  华擎这款采用NVIDIA® nForce 780a SLI 芯片组的主板又是它的一个里程碑。这款主板不但支持WiFi功能,还搭配了一体式散热热管。

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  看完华硕的非公版780a之后,再来看看NVIDIA公板的设计风格就显得很朴素了:

  可以看到,NVIDIA将nForce 780a SLI芯片和nForce 200放在了一起,只使用了一个很小的主动散热器进行散热,这种板型布局显然就是单芯片的风格。

  780a SLI整合了GeForce 8200级别的DX10显卡,虽然3D性能微弱,但规格十分先进,尤其是对于高清视频解码技术已经升级到了第三代可以完全硬件解码H.264和VC-1两种编码的HDTV,它已经完全超越了NVIDIA市售独立显卡,追平了ATI显卡及780G主板。

  现有的NVIDIA主流GF8/GF9显卡,只能对H.264编码的HDTV做到完全硬解码,对于VC-1编码只是辅助解码。而现在GeForce 8200系列集成显卡对于H.264和VC-1一视同仁,都做到了完全硬件解码。下面就通过实际测试来验证是否属实。

  9800GTX和780a SLI的集成显卡针对H.264的解码能力是相同的,都可以做到完全硬件解码,而两者的差距就在VC-1方面。9800GTX只能是部分硬解,CPU占用率还是偏高,而780a SLI则是完全硬解,CPU使用率同样被降至2%。

  既然780a SLI的硬解能力比9800GTX还要强,那么我们就可以在看高清视频的时候关掉独立显卡,只用集成显卡就够了,此时可以大大降低系统功耗,在下一页的功耗测试中,您将会大吃一惊的!

  启用Hybrid Power的Save Power模式之后,很快我们就可以发现显卡风扇转速慢了下来,直到彻底停转为止,那么此时显卡是否还会消耗电能呢?首先我们通过功耗测试加以说明。

  我们的功耗测试方法就是直接统计整套平台的总功耗,既简单、又直观。测试仪器为Seasonic的Power Monitor,它通过实时监控输入电源的电压和电流计算出当前的功率,这样得到的数值就是包括CPU、主板、内存、硬盘、显卡、电源以及线路损耗在内的主机总功率(不包括显示器)。

  大家可以很清楚的看到,一块9800GTX在待机模式下就要平白无故的消耗掉162-112=50W的功率!通过Hybrid Power技术关闭9800GTX,其效果和拔掉9800GTX几乎完全相同,Hybrid Power的确名不虚传,显卡功耗直接被降为零!50W的功率看似不多,但要占据主机总功率的30%之多!

  再来看看播放高清视频时的功率,此时9800GTX要参与硬件解码,功率上升到了185-123=62W。让9800GTX来进行视频解码简直是大材小用,780a SLI集成显卡就能达到完全相同的效果,何必要大动干戈呢?

  用PCMarkVantage模拟了日常多任务操作时的情景,此时显卡并未全速运转,只是进行一些必要的输出运算,Hybrid Power技术可以在基本不损失性能的情况下将功耗降低40W。

  最后同时跑3个HDR小球代表3D满负荷模式,此时780a SLI的性能和9800GTX无法相提并论,测试结果的实际意义不大,只能用来分析9800GTX的实际功率,看来3D模式下的功率应该在100W左右。

  通过对比9800GTX单卡和Hybrid Power高性能模式的功耗来看,关闭集成显卡并不会更加省电,因为整合在芯片组内部的显卡其功耗是微不足道的。

  通过对比Hybrid Power节能模式和780a SLI不插显卡模式的功耗来看,Hybrid Power技术的确做到了将显卡彻底关闭。不过节能模式始终要比不插显卡模式高2W左右,看来显卡应该还是保留了微弱的电流,以便快速唤醒之用,只是这几瓦功率基本可以忽略不计了。

  Hybrid Power高性能模式减去Hybrid Power节能模式所得的功率基本上就是独立显卡自身的功率,我们可以用这种方法来进行估算,但3D模式下肯定不准确,因为集成显卡和独立显卡跑同样的游戏时CPU占用率不同,CPU对总功率的贡献也不小。

  Hybrid Power超强的省电能力令我们大开眼界,那么该技术会不会影响独立显卡性能的发挥呢?现在就通过几款3D游戏来进行测试:

  通过3DMark06、最新的3DMark Vantage和DX10大作失落星球的测试成绩来看,Hybrid Power性能模式下的成绩始终要比9800GTX单卡低一些,性能大概损失了3%-5%,这是为什么呢?

  Hybrid Power性能模式下虽然还是9800GTX承担3D渲染,但图像输出是交给780a SLI集成显卡来完成的,而集成显卡需要占据256MB内存,在图像输出过程中必然会频繁调用系统内存,挪用了一部分内存带宽,由此导致3D游戏性能遭受损失。那么最终原因是否如此呢?下面我们通过更多测试继续分析

  我们使用最新版的SiSoftwar Sandra系统综合性能分析软件来测试CPU和内存的理论成绩,测试模式还是与前文保持相同:

  现在就可以很清楚的看到,纯理论的CPU多媒体浮点性能没有任何影响,而算术性能有些损失(这部分损失应该也要算在内存带宽头上),最明显的就是内存带宽下降。

  除了9800GTX单卡禁用了集成显卡之外,其他三种模式集成显卡都需要霸占一部份系统内存容量及带宽。这只是在数据量较小的2D模式下就损失了0.5GB/s的带宽,可想而知在3D模式下损失将会更多。对于集成显卡来说这是无法回避的问题,并非780a SLI的技术缺陷。

  为了模拟更多用户的日常使用情况,笔者选用了最新的PCMarkVantage综合测试软件,它的很多子项目得分很有代表意义:

  可以看到,除了内存测试(受内存带宽和显存带宽两方面影响)和游戏测试两种模式下性能差距很大之外,其他模式下关闭独立显卡和开启独立显卡的性能没有区别。而且我们完全不必在意游戏得分,因为玩游戏时必然会打开独立显卡。

  通过我们的实际测试来看,Hybrid Power技术的确如同传闻中的那般神奇,开启节能模式后独立显卡被彻底关闭,功耗大幅下降。一块9800GTX的系统就要节约50-60W的功率,那么更高端的9800GX2或者多路SLI系统的节能效果就更加可观了!

  当然节能模式仅限于非游戏状态下,最新的游戏大作需要强力显卡的支持,我们必须打开显卡才能感受逼真的画质和流畅的速度,此时显卡消耗电脑是理所应当的。而非游戏模式平白无故消耗电能就是一种浪费,逼近您不可能时时刻刻都在玩游戏吧。

  在长达一年多的时间内,NVIDIA高端显卡在性能上一直处于无敌状态,不过在功耗方面的表现可是差强人意,尤其是在3路SLI和Quad SLI系统发布之后,恐怖的功耗和发热让人忧心忡忡。

  在nForce 780a SLI芯片组发布之后,NVIDIA终于可以骄傲的向世人宣布,在显卡功耗控制方面取得了突破。虽然显卡3D模式下的最大功耗没有任何改变,但2D模式下功耗直接降为零可真是惊人之举,这可要比ATI的PowerPlay节能技术高明多了!

  Hybrid Power现在使用起来已经很方便了,不过这还不是最终状态,NVIDIA将会在让未来的驱动更加智能,自动判定判定当前是否处于3D游戏状态,然后自动切换Save power或者Boost performance模式,看来Hybrid Power还有改进的空间。