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AMD最新的Radeon RX 5700系列显卡已于2019年7月7日上线,7nm工艺、全新RDNA架构,着实让老黄和粉丝们把注意力都放到那上面来,毕竟苏妈今年要“Win”。而现在,我们不妨再来回味一下降压超频这一小操作。

为什么要降低工作电压?

我们知道GPU内部是由巨量的晶体管构成,由于现在GPU等数字集成电路中的晶体管数量及核心面积大幅增加,让这些芯片的性能也大幅增加。不过这也会使得芯片的功耗迅速提升。但我们也清楚地知道这些晶体管并不是理想晶体管,所以组成的门电路也不是理想门电路,所以GPU或CPU就会产生功耗及发热。

芯片制造工艺经过这么多年的发展,已经能在相对低的电压下让芯片进行工作,但遗憾的是,工艺的难点在于如何减少晶体管的寄生电阻等寄生效应的存在,使得芯片的晶体管会“漏电”。所以芯片制造商通过工艺控制这些情况的发生。而一种芯片制造工艺有不同的电压、电流范围,所以我们可以看到某些芯片在某一电压区间工作。

所以我们可以通过增加一定的电压来提升芯片材料的电子迁移率,这样也就可以通过提升芯片的工作频率来提高性能。这就是为什么通常会采取增加电压,提升频率来提升GPU等芯片性能的原因。

显卡核心的功耗可以简单地用 W = F x V² x C(W:功耗,C:核心总容阻,F:频率,V:工作电压,核心总容阻作为参数基本不变)这个公式来纸面表达。所以我们可以通过增加一定的电压来提升芯片材料的电子迁移率,这样也就可以通过提升芯片的工作频率来提高性能。这就是为什么通常会采取增加电压,提升频率来提升GPU等芯片性能的原因。

但假如显卡的核心工作电压提高,并且把核心频率尽可能地拉高时,在显卡BIOS功耗限制一定的条件下,容易引发GPU在一定负荷下工作时核心频率被拉低,离标明的Boost频率还有一段距离时就已经降了下去,这个过程在满载时会重复出现,导致测试过程中被认定为不稳定,分数下降。

进行核心超频之前,先说说核心电压的工作原理。我们知道处理器核心内部是由巨量的晶体管构成组成,而这些晶体管并不是理想晶体管,存在门延迟(Gate Delay)等问题。核心的FET充放电需要一定时间,只有充放电完成后采样才能保证信号的完整性。而这个充放电时间和电压负相关,即电压高,则充放电时间就短。就越能保证信号的完整性。核心超频后,工作频率升高,原来可以满足充放电延迟的电压就可能无法保证信号完整性了,这时提高电压,就可以降低延迟,从而重新满足信号完整性。但是,有时候对显卡核心加压超频后,由于功耗爆表达到BIOS红线,核心频率再无精进甚至有所下降,最终基准成绩测试、游戏帧率可能会出现达不到理想成绩的情况。

此前,我们就曾经测试过将AMD Vega系列显卡的GPU核心电压下调一定的幅度,就可以在默认频率以及超频的状态下获得性能上的提升。这是因为,在RX 5700以前的AMD Vega、RX 5系显卡中,每一个GPU核心的体质都不相同,为了能让它们尽可能地稳定运行在较高的核心频率下,在出厂时,厂商会把显卡的核心电压拉高那么一点点。但其实,就是这个操作,会导致加压后的显卡更加容易撞到功耗和温度墙。

这张讯景RX 590 AMD 50周年纪念版就存在这个默认电压高了那么一小点的小问题,它在进行基准性能测试时分数对比RX 590黑狼版要低上一点,原因就是出自这里。RX 590 AMD 50周年纪念版在GPU负载拉满之时,平均GPU核心频率只有1480 MHz左右,还远未加速至1600 MHz的工作频率。


默认状态

降压方法与测试相关说明

而解决这个问题的方法,一个是通过AMD Radeon Software显卡驱动程序内的WattMan设置界面对显卡的核心参数进行调整;或者用诸如微星的AfterBurner超频软件把GPU的核心电压降低。

这一次,我们将分别在默认状态、默认超频状态、降压后、降压超频后的情况下进行3DMark FireStrike基准测试,分别对比它们的成绩,记录这几个状态下,讯景RX 590 AMD 50周年纪念版的功耗和温度。测试平台使用英特尔酷睿i7-8086K处理器,搭配ROG Strix Z370-F Gaming主板。测试显卡则是讯景RX 590 AMD 50周年纪念版,因为它出厂的运行电压比较高,GPU-Z监测数值平均为1.25V。内存选用了威刚XPG龙耀D80 DDR4-3200 8 GB*2,操作系统是Windows 10 Pro 1903 64-bit,显卡驱动是AMD Adrenalin 2019 Edition 19.6.3。

RX 590 AMD 50周年纪念版在默认状态下满载时,它的工作电压在1.25V左右,而在WattMan面板里,它显示的并不是显卡具体的工作电压,而是默认以1150mV为满载电压,进行调整时会按比例反应到工作电压上。进行降压时,我们在把核心电压降低至1.15V左右时,通过了3DMark的压力测试,核心频率满载时稳定在1600 MHz。


调低电压后,稳定1600 MHz

基准测试

在显卡驱动默认状态和降压状态下尝试进行超频时,我们在1660 MHz和1650 MHz之间切换了好几次,最后还是在1650 MHz的设定下通过3DMark FireStrike压力测试,所以测试将以这个频率为参考,小伙伴们可以自主尝试更高的频率以及更低的电压,毕竟这就是超频的乐趣所在。


超频至1650 MHz

在3DMark基准测试中,将RX 590 AMD 50周年纪念版超频至1650 MHz后,性能比默认状态下高了6%左右。而把电压往下拉100mV后,对比默认状态下,有了4%的平均提升;而降压超频后,对比默认状态的超频模式也有约1%的提升。

温度与功耗测试

然后我们再来看这四个状态下,RX 590 AMD 50周年纪念版的满载温度和功耗情况。

在温度测试过程中,测试时全程进行封箱处理,机箱为分形工艺R6 TG,测试环境温度约为26.5℃。满载温度的测试场景是循环运行3DMark FireStrike压力测试,数据通过GPU-Z的Log to File功能记录,以下为温度测试曲线。

在功耗测试环节,通过我们专用的显卡功耗测试仪器,可以分别精确地测量显卡PCI-E、外接电源接口的瓦特数,并提供实时记录文件。测试显卡满载的功耗数据在3DMark FireStrike压力测试场景中记录获得。

从测试结果来看,RX 590 AMD 50周年纪念版在默认电压的状态下,默频的满载功耗会比降压后的高5-10W;而默认电压超频后的功耗比降压超频后的功耗平均高了近50W。温度方面,默认电压与降压状态的温度有较大差别,默频满载状态下要高10℃左右,超频满载状态下要高约8℃。综合来说,我们把核心的工作电压手动下调后

可见,这张RX 590 AMD 50周年纪念版降压后可以降低温度和功耗,还是值得去尝试的。

总结:降压有提升,超频需谨慎

实际上,这张50周年纪念版的显卡的性能在出厂之际,已经被制造商拉得差不多了,而降压超频这种操作并不是每张卡都适用的,关键还是要看显卡的体质是否硬朗,以及默认电压是否过高。再者,超频对硬件本身也是一个严峻的考验,操作不当导致损坏的概率很高,还是要谨慎对待。


  • 游客  9天之前

    游客:

    超能网想必是被AMD包养了。我昨天说那57系的工艺和晶体管跟59系比硬件翻倍但性能远不及提高一倍 ...
    07-09 08:35 已有12次举报
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  • 红色的龙 研究生 :

    我觉得rdna这个架构,并没有提高能耗比,但是的确提高了性能,至于功耗降低,靠的是7nm
    07-09 08:42
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  • 游客:

    7nm DUV没你想的那么厉害的。由VII和Vega64表现就能看出来,同样300W VII性能提升25%左右,其中HBM带宽翻倍可能还贡献了一定提升,同功耗性能充其量就往上拱了20%。这就是7nm带来的能耗进步。

    另据TPU测试,1440P RX590性能58%,5700XT 100%,同功耗性能几乎提升80%。那可以说60%,保守说也得有50%的进步是来自架构的提升。

    目前5700xt性能略领先2070,功耗也略大于后者(2070标称TDP175W,实际满载200W,甚至略超过),能耗比比5700xt略高一点点。老黄换用7nm DUV,充其量能把功耗减少个20%,也就是160-170W做到现在的性能。
    这也是为什么老黄宁愿用台积电12nm FFN做出来个750+的核心来,都不肯等一等7nm DUV。要知道图灵等7nm是完全来得及的。
    07-09 15:58
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  • 红色的龙 研究生 :

    HBM的功耗比D6小,navi应该不支持HBM,如果sp搞到4096个,和R7一样,性能超2080没问题,但功耗,300W应该是不够的,如果是那样,可以证明rdna的能耗比没有比GCN5.0高
    07-10 08:49
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  • 4096性能应该不止能超2080了。。。2080大概比5700xt强20%左右
    4096sp相比2560sp,从规模看是60%的提升,并行度上去了效率有所下降达不到60%,但是navi前端挺强,配合位宽、rop一起扩张,40% 50%提升应该还是能做到的。。。。。。
    2K下比5700xt 强50%的卡是2080ti。。。。
    至于功耗,大核心降低核心频率也能实现不错的能耗,好比R9 nano,当然性能就打折扣了。Navi打下的底子还不错,大核心值得期待一下

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    34#

  • penryn高中生 9天之前

    手头这块RX590只能降0.06V,再多就会死机,其他网站评测我见有可以降0.2V电压不死机的

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    33#

  • 红色的龙研究生 07-10 08:49

    游客:

    超能网想必是被AMD包养了。我昨天说那57系的工艺和晶体管跟59系比硬件翻倍但性能远不及提高一倍 ...
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    我觉得rdna这个架构,并没有提高能耗比,但是的确提高了性能,至于功耗降低,靠的是7nm
    07-09 08:42
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  • 游客:

    7nm DUV没你想的那么厉害的。由VII和Vega64表现就能看出来,同样300W VII性能提升25%左右,其中HBM带宽翻倍可能还贡献了一定提升,同功耗性能充其量就往上拱了20%。这就是7nm带来的能耗进步。

    另据TPU测试,1440P RX590性能58%,5700XT 100%,同功耗性能几乎提升80%。那可以说60%,保守说也得有50%的进步是来自架构的提升。

    目前5700xt性能略领先2070,功耗也略大于后者(2070标称TDP175W,实际满载200W,甚至略超过),能耗比比5700xt略高一点点。老黄换用7nm DUV,充其量能把功耗减少个20%,也就是160-170W做到现在的性能。
    这也是为什么老黄宁愿用台积电12nm FFN做出来个750+的核心来,都不肯等一等7nm DUV。要知道图灵等7nm是完全来得及的。
    07-09 15:58
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  • HBM的功耗比D6小,navi应该不支持HBM,如果sp搞到4096个,和R7一样,性能超2080没问题,但功耗,300W应该是不够的,如果是那样,可以证明rdna的能耗比没有比GCN5.0高

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    32#

  • 游客  07-09 17:24

    别问 问就是降压超频

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    31#

  • 游客  07-09 15:58

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    07-09 08:42
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  • 7nm DUV没你想的那么厉害的。由VII和Vega64表现就能看出来,同样300W VII性能提升25%左右,其中HBM带宽翻倍可能还贡献了一定提升,同功耗性能充其量就往上拱了20%。这就是7nm带来的能耗进步。

    另据TPU测试,1440P RX590性能58%,5700XT 100%,同功耗性能几乎提升80%。那可以说60%,保守说也得有50%的进步是来自架构的提升。

    目前5700xt性能略领先2070,功耗也略大于后者(2070标称TDP175W,实际满载200W,甚至略超过),能耗比比5700xt略高一点点。老黄换用7nm DUV,充其量能把功耗减少个20%,也就是160-170W做到现在的性能。
    这也是为什么老黄宁愿用台积电12nm FFN做出来个750+的核心来,都不肯等一等7nm DUV。要知道图灵等7nm是完全来得及的。

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    30#

  • Elwin博士 07-09 13:40

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    我觉得rdna这个架构,并没有提高能耗比,但是的确提高了性能,至于功耗降低,靠的是7nm
    07-09 08:42
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  • 没有光追拖尾,再加上7nm加持,navi10比tu106好是应该的,目前这幅度说实话还不是很满意,但是开卖前临时降价,总体上看还是很不错的,这个性价比对面也只有三款tu106能比。

    但是也要看到navi10并非全新的rdna,它的cu结构仍然有浓厚的gcn味道,应该也是个一年寿命的东西,买不买见仁见智了。

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    29#

  • 游客  07-09 10:21

    游客:

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  • 按照你这样说岂不是图灵架构也是退步?GTX1650晶体管数量47亿,GTX1060晶体管44亿,但是1060吊打1650

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    27#

  • 游客  07-09 10:16

    游客:

    超能网想必是被AMD包养了。我昨天说那57系的工艺和晶体管跟59系比硬件翻倍但性能远不及提高一倍 ...
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  • 红色的龙 研究生 :

    我觉得rdna这个架构,并没有提高能耗比,但是的确提高了性能,至于功耗降低,靠的是7nm
    07-09 08:42
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  • 游客:

    rx470刚上市的时候,功耗160瓦,到后来rx570(rx580 2048sp)出来时,频率更高,默认功耗却不到1 ...
    07-09 09:44
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  • RX470公版只有120W,蓝宝石双风扇非公版才是150W,蓝宝石涡轮版也是120W

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    26#

  • 游客  07-09 10:15

    红色的龙 研究生 :

    也要看运气,我原来那张488,设定1266的话,1060是最低要求,少一点,玩游戏都会死游戏,但是3dmark是好的
    07-09 08:41
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  • 我那张2016年双11买的RX480体质就很OK,1340MHz用1.05V即可,很稳定!GPU游戏满载功耗低于110W。后来由于4G显存不够,出二手,买了个488。后来的488体质就不行了,虽然也可以1266MHz@1.0V使用,但是功耗跟之前那张卡1340MHz@1.05V满载功耗差不多!

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    25#

  • 游客  07-09 09:44

    游客:

    超能网想必是被AMD包养了。我昨天说那57系的工艺和晶体管跟59系比硬件翻倍但性能远不及提高一倍 ...
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  • 红色的龙 研究生 :

    我觉得rdna这个架构,并没有提高能耗比,但是的确提高了性能,至于功耗降低,靠的是7nm
    07-09 08:42
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  • rx470刚上市的时候,功耗160瓦,到后来rx570(rx580 2048sp)出来时,频率更高,默认功耗却不到1 ...

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    24#

  • 游客  07-09 09:36

    580白金去年买的,一直默频使用,不想折腾,反正提升也不是太大,先用着,到时再换新卡 ...

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    23#

  • 游客  07-09 09:16

    游客:

    超能网想必是被AMD包养了。我昨天说那57系的工艺和晶体管跟59系比硬件翻倍但性能远不及提高一倍 ...
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  • 我看你被包养得挺爽地,有群吗

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    22#

  • 游客  07-09 09:02

    yjhercules 终极杀人王 :

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    游客:

    NV不就是一堆智商卡么,弄了几个代表 下面全是智商卡
    07-08 21:52 已有5次举报
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  • yjherculers就是只沙漠之鹰,对镜子一照,哎哟喂这不是凤凰嘛,金灿灿的毛 ...

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    21#

  • 游客  07-09 08:56

    QQ23870862 终极杀人王 :

    没必要吧,升不了多少反而功耗高了!
    07-08 23:04 已有6次举报
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  • 游客:

    你tm也就那个网吧思路了
    07-09 01:52 已有1次举报
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  • 目测应该是由黄世仁的奸商赞助的网八,洗地洗的好,赞助少不了

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    20#

  • 红色的龙研究生 07-09 08:42

    游客:

    超能网想必是被AMD包养了。我昨天说那57系的工艺和晶体管跟59系比硬件翻倍但性能远不及提高一倍 ...
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  • 我觉得rdna这个架构,并没有提高能耗比,但是的确提高了性能,至于功耗降低,靠的是7nm

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    19#

  • 红色的龙研究生 07-09 08:41

    也要看运气,我原来那张488,设定1266的话,1060是最低要求,少一点,玩游戏都会死游戏,但是3dmark是好的

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    18#

  • 游客  07-09 08:35

    超能网想必是被AMD包养了。我昨天说那57系的工艺和晶体管跟59系比硬件翻倍但性能远不及提高一倍 ...

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    17#

  • 游客  07-09 03:11

    yjhercules 终极杀人王 :

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    游客:

    NV不就是一堆智商卡么,弄了几个代表 下面全是智商卡
    07-08 21:52 已有5次举报
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  • NV刀功值钱,AMD也在练刀功了

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    15#

  • 游客  07-09 01:52

    QQ23870862 终极杀人王 :

    没必要吧,升不了多少反而功耗高了!
    07-08 23:04 已有6次举报
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  • 你tm也就那个网吧思路了

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    14#

  • QQ23870862终极杀人王 07-08 23:04

    没必要吧,升不了多少反而功耗高了!

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    13#

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