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NVIDIA3070显卡功耗分析,500W够用吗?

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电源

NVIDIA3070显卡功耗分析,500W够用吗?

还是那句话,读者需要先在我的文章「离显卡功耗实标还有多远?峰值功耗与电源关系终结篇」了解显卡的功耗特性是脉冲的,近年来显卡的峰值功耗有几倍于芯片厂给出的TDP值而且周期规律跟帧数挂钩,功率插座已经无太大的参考价值,后面的内容你才能看懂。不然就跟小学生看大学教材一样。

太长不看的可以直接跳到最后看总结。

显卡简介

3070使用的是GA104核心,174亿晶体管,少于2080Ti的189亿晶体管,并且有8nm工艺,按规格来推算,功耗应该不像2080Ti那么高,实际上也是这样。

测试的两张3070,一张是1x 8Pin供电接口,AIC Reference公版参考设计PCB,一张是七彩虹的iGame Advanced OC,2x 8Pin接口,带超频按钮可以Boost到1815MHz。前者代表的是Founders Edition和大量的公版参考型号,例如影驰黑将、金属大师之类的型号,具有较高参考价值,后者代表的是一些非公超频版本。

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PCB背面是这样,AIC Reference版本与FE版本非常接近,有兴趣的读者可以找来FE版本的图自行对比。FE版本使用的电源接口是一个mini Fit 8Pin转micro Fit 12Pin(实为6Pin)。AIC Reference版本改成2x 8Pin的焊盘,留给板厂自行配置1x 8Pin或者2x 8Pin的空间。只跑220W,那么1x 8Pin是够用的。

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1x 8Pin AIC Reference版本,核心、显存、Boost频率分别为1500MHz、1750MHz、1725MHz。

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按PCIE电气规格协议,1x 8Pin+PCIE插槽可支持225W功率(注意是最高持续值平均值),2x 8Pin版本上限多了150W,接口上限375W。注意这里是协议,不代表接口端子的物理上限,也不代表瞬时值不能突破。

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2x 8Pin版本,Boost频率提升到1815MHz,其余没差。

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显卡功耗实测

不进行详细跑分,只测功耗。

测试平台:

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2020年了,我还是要重复一下,功率插座的采样点是错误的,中间隔了一个电源,测AC输入平均值代表不了DC端功耗,看它不如看GPUZ。这里使用 示波器+ 电压探头 + 高带宽的电流探头 分别连接到显卡的 PCIE插槽 和 8Pin输入端 测量显卡的输入电压和电流,并且进行实时运算得出显卡的功耗。

显卡功耗部分测试采用一颗强化过的FOCUS GX-750,它的12V电压校准过,空载为12.00V。

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以下示波器截图,其中通道1紫色曲线为显卡12V输入电流,通道2橙色曲线为显卡12V输入电压。M通道蓝色曲线为1、2通道的乘积功耗POWER。

显卡功耗含PCIE插槽和8Pin外接供电的12V两部分,不含CPU功耗。

1x 8Pin 3070的功耗

运行Furmark,关掉动态背景、AA、按空格键,msi Afterburner把风扇转速拉满,PowerLimit和频率不动。3070 1x 8Pin版本测得峰值功耗约为512W,持续500μs。

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受到极短时间内负载跳变影响,此时的显卡8Pin 12V电压波动范围为11.6V~12.32V,即当显卡重载时,电压跌落到11.6V,显卡轻载时,12V电压反弹到12.32V。对我改过这颗750W电源来说是轻松应对的。

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跑Furmark不按空格键的功耗,测试时间拉长到1秒。产品页的规格写TGP/TDP是220W就220W,用电源管理IC来控制整体功耗还是很准,也没超过协议限制,在GPUZ里面看也是这个读数。

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2x 8Pin 3070功耗

2x 8Pin的七彩虹iGame 3070 Advanced OC情况如下,节约时间普通模式不展开详细讲,直接按了显卡挡板的超频按钮进入OC模式,msi afterburner直接+7% PowerLimit,风扇全开。

Furmark空格键模式,峰值功耗约为560W 持续660μs。比起单8Pin版本增加约50W,持续时间增加约160μs。12V输入电压没什么变化(这个取决于电源的动态性能)。

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同样跑一下1秒的持续功耗,增加到约320W,按了OC按钮之后,平均功耗比1x 8Pin版本的默认状态上涨100W,比自身默认不超频模式上涨约73W。

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电源部分,海韵A12-500的测试

我一直没时间测这款备受争议的电源,我喜欢大的,海韵A12-500的安规型号SSR-500RA。这一款500W电源是LLC+双磁放大的方案,理论上比普通的单磁交叉负载能力还是要强一点的,不过我喜欢有DC-DC电路的。230V EU白牌,直出线,12V输出能力40A/480W,5V和3.3V各18A,联合输出能力90W,各方面看起来中规中矩,海韵最便宜的系列。

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时间所限,先测一下影响显卡兼容性的OPP过载项目,测得OPP点为675W / 135%额定功率,9ms触发保护,能带到135%还算不错。低端的电源都说不准的,就像抽奖一样,有一些没保护的能拉到非常高的负载,有一些输出能力不行的,120%都跑不了。

测试1.5ms的极限爆发输出能力,测得到870W / 174%额定功率,电压跌至9.4V,UVP关机,真是不得了啊。

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海韵A12-500带10400+3070显卡的可行性?

当然有测过才有发言权。

手上没有10400/10400F,拿9900K关掉2个核心降频降压到4.3G全核心、1.07V来模拟,实测满载功耗平均值接近100W,比我看到的很多10400F功耗还是要高一截。

使用的显卡是1x 8Pin的3070,默认状态不超频,CPU+显卡叠加的峰值最高只测到约610W,相当低。CPU锁住频率之后,CPU的功耗几乎就跑不上来。整机的功耗主要是显卡,其次才是CPU。

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极限情况下的电压表现如下图。这一段2.5ms的负载跳变是比较苛刻的工况,由于显卡负载从约5A跳到约39A,Step有34A那么大,8Pin上的电压从12.29V跌落到11.5V,再重新回到约12.1V。电压的范围没有超出Intel标准的±5%,表现可以的。

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把显卡换成七彩虹 iGame 3070 Advanced OC并且解锁OC模式,PowerLimit+7%,CPU+显卡的峰值功耗累加可以冲到约627W。下面这一段也是比较苛刻的工况,高负载持续了6ms。

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这个时候PCIE 8Pin的12V电压最低掉到10.67V,没办法,功耗太大而且持续输出时间达到6ms以上,只要不掉到显卡UVP的情况就不会有问题,不低于10V还是安全的,只是已经低于PCIE电气规格要求的-8%,也就是11V。

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总结:

1、市面上的3070有1x 8Pin、2x 8Pin甚至3x 8Pin的版本,TDP/或者说TGP从220W到270W都有。

2、1x 8Pin的3070 AIC Reference测得平均最高功耗220W,峰值功耗约513W。跟AMD 5700XT、NV 2070 Super是一个档位的。

3、1x 8Pin的接口配置足够3070不超频使用。不超频的情况下,1x 8Pin是够用的,2x 8Pin的端子有更多冗余。3070单8Pin在不超频的正常模式下,满载功耗约220W,插槽分担65W,8Pin分担155W,每个12V的端子分担约4.3A电流,有一个端子失效,另外两个分担6.5A也没问题。

4、2x 8Pin的3070如果不超频,跑起来功耗和1x 8Pin的没太大的增幅。

5、3070出厂即灰烬,超频徒增功耗。3070打到OC模式,3DMark Time Spy跑分增加了约200分,平均功耗增加70W,收益太小了。

6、如果只有1x 8Pin的接口配置,是撑不住OC模式的,320W的功耗,插槽分担65W,8Pin要分担255W,超出PCIE电气规范限制,PCIE插头只有3个Pin是12V,每个Pin要分担约7A的电流,按常见端子6-8A规格,有一个端子接触失效其他两个端子就会过载,可能由于温度过高而熔断线材、壳子,没有余量的。也就是说,超频的别买单8Pin的3070,买了单8Pin的不建议超频。mini-Fit端子有插拔次数限制,也别经常插拔。

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7、用9900K关掉核心和降频来模拟10400,实际的功耗应该比10400再高一些。搭配海韵A12-500W电源,CPU和显卡的峰值功耗测下来在610-627W,测了一通宵一下午没发现有更高的值,换成另外的电源,最高可以测到680W的峰值功率,应该是由于12V电压偏高导致的。

8、对于海韵A12-500来说,它的过载保护点设置在675W/135%,带上面这套配置再加上主板、内存、SSD、散热设备,没有太多的余量。电源工作在被榨干模式。

9、带超频的3070工作在极限榨干模式,遇上功耗波峰,海韵A12-500的12V会掉到10.6V左右,不到电源和板卡的UVP欠压保护点,电源仍然可以工作。如果不care掉压问题,海韵A12-500可以跑出870W的峰值输出能力。

10、试了其他的两颗500W电源,分别是酷冷至尊G500和航嘉WD500K金牌,也同样可以带超频模式的3070。重载也会掉0.7~0.8V,不过这两颗电源的出厂电压设置稍高,遇到几百μs的峰值掉到11.4V左右,卡在Intel标准下限。不是所有500W电源都能有这几颗一样的性能。简单的算术,500W跑120%就有600W的超载输出能力,不是每一颗电源都能跑120%。

11、回应标题,500W够用吗?可以带,余量没有。超出500W额定功率以外不保证输出质量。CPU也是一个很重要的决定性因素,结合CPU功耗来选。

12、单8Pin的3070散热器规模稍微夸张了点。如果不打算给玩家留超频空间,是可以缩小点规模,做成ITX显卡也不错。不过现在的市场还是喜欢大的。

13、之前承诺过的,更新一下最新的电源推荐表格1.4。3070选650W相对比较好,有余量,实在预算不足,500W勉强可以。

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14、再次感谢借我显卡的朋友。如果本文对你有帮助,请分享给你的朋友。

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