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前言：PConline评测室提倡使用国家电表评测功耗 随着环保节能这个概念不断深入人心，功耗问题越来越受到业界的重视。我们一直强调，无论是CPU还是GPU，在获取高性能的同时，都不应该以高功耗作为代价，那并不是技术进步的表现。就算民用产品与工控产品在功耗上可以差上好几个数量级，但并非就等同于民用产品的功耗问题就可以完全视而不见。在这一点上，业界Intel与AMD两大巨头做得都不尽如人意，抛开性能不说的话，他们甚至还比不起VIA，起码在环保人士眼中VIA的低功耗产品策略还是比较有意义的。甚至我们可以看到Intel的原装超级MINI主板上使用的就是VIA的主板芯片组。
电脑的功耗早有人开始深入研究，不同的测试标准有不同测试结果，但是，之前大部分专业的术语标准数据对于我们普通消费者参考价值确实不大，消费者更关注的是与自己切身利益密切相关的数据。 对于我们中国消费者而言，每家每户所用实实在在的国家统一电表得出的数据无疑是最有说服力的，因为整个中国的电表都是一样的，测试得出的数据更具权威性。作为全国最权威的专业IT媒体，PConline针对电脑功耗，用中国消费者每家每户都存在的国家统一电表进行长期大规模专业电脑功耗评测，告诉大家各DIY硬件配件对实际功耗的真实影响，本文是电脑功耗评测首篇---CPU篇。
一、电表评测更加权威更据参考价值 之前我们PConline评测室评测电脑功耗的时候采用的标准是带独立功耗监控LCD面板的康舒电源评测，以监控LCD面板上得到的监控数据为评测原始数据。
这样用相关仪器测试出来的成绩仅仅是仪器给我们的实时数据，数据往往会随着系统负载的变化而产生改变，而且改变幅度很大。例如图中测试的整机功耗数据是115W，而在游戏应用时该平台的整机功耗数据可能会达到200W以上。因此，我们认为采用这类仪器得出的数据并不能给中国消费者实际参考价值。
其他媒体采用的测试功耗工具工作原理和上述设备一样，得出的测试数据也会因为系统负载变化而产生改变，因此，得出的数据同样对中国消费者实际参考价值不大。虽然能够初略的看出电器的功耗，但是对于消费者来说并没有太大的指导意义。
在这种思路下，我们将测试仪器转向对全国统一标准，对中国消费者实际参考价值更大的国家电表。 如下图所示，PConline在评测过程中所采用的电表为独立电路设计国家电表。
电表输出的插座直接链接PC电源，更加有效防止在评测过程中出现的电力损耗。
特别说明：本文主要测试不同CPU对功耗的实际影响，但要想直接测试CPU的真实功耗，以目前的仪器设备来说要实现对某配件的精准功耗测试比较困难，即使是Intel的评测部门目前也没有什么好办法可以在终端平台上准确地测出CPU配件的实际功耗情况。不过我们可以通过测试系统的整体功耗，间接地完成众CPU的功耗对比。我们利用一些电源提供的系统功耗检测功能，可以分别测试系统在待机、全速时的系统总功耗（我们所说的系统整体功耗，并不包括显示器功耗），通过功耗对比我们可以得出各CPU的功耗差距。 二.功耗问题越来越受到业界重视 如我们之前所述，无论是CPU还是GPU，在获取高性能的同时，都不应该以高功耗作为代价，那并不是技术进步的表现。就算民用产品与工控产品在功耗上可以差上好几个数量级，但并非就等同于民用产品的功耗问题就可以完全视而不见。在这一点上，业界Intel与AMD两大巨头做得都不尽如人意。 如果要说高功耗处理器时代下谁得益的话，那无疑就是那些散热厂商了，市面上多少造型夸张、N条热管设计的巨型散热器都是拜高功耗处理器所赐，当然这个大功臣当数Intel莫属了。事实上AMD已经较早就淡出了追逐频率的游戏，提出效能才是CPU的更重要的指标，频率的绝对值只能起到相对作用。
当然这里并不能因为此前Intel桌面处理器的高功耗就否定其技术力量，实际上Intel是最先提出功耗性能比的，不过这个概念仅是在移动领域作宣传。桌面领域在NetBurst架构统治权了六年的时间里是不可能出现功耗性能比这个矛盾体的。不过并不顽固的Intel最终还是回归正道，把移动平台的核心组件Pentium M切入到台式领域，这种做法的好处我们在2005年就可以得到答案：桌面领域微处理器将会被重新洗牌。从2006年Intel发布Core 2 Duo以来，所有处理器的制程都没有突破65nm水平，45nm制程的E8XXX系列CPU出现更是在功耗比方面达到了一个新的高峰。
整个业界的技术高速发展的同时越来越注重功耗，环保节能是整个业界技术往前发展放方向的共识。 三.和谐社会更要讲究绿色节能意识 社会的进步与科学技术的发展，使得现在人们越来越关心我们赖以生存的空间。目前，世界上大多数国家也充分认识到了环境对我们人类发展的重要性。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源之外，更好的节约能源才是提高能源使用率的根本。尤其，最近一段时间通过大家的努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。尤其这项技术在电脑领域里面更是被广泛应用。
那么，何谓节能呢？其实，节能的定义就是在不影响正常工作的情况下尽可能地减少能源消耗量。同时所产生出结果将等同于之前的产品，这样才是真正意义上的节能。或者是以原来同样数量的能源消耗量，生产出比原来数量更多或数量相等质量更好的产品。换言之，节能就是应用 技术上现实可靠、经济上可行合理、环境和社会都可以接受的方法，有效地利用能源，提高用能设备或工艺的能量利用效率。
在DIY领域里面节能技术同样非常重要。其实我们一直强调，无论是CPU还是GPU，在获取高性能的同时，都不应该以高功耗作为代价，那并不是技术进步的表现。就算民用产品与工控产品在功耗上可以差上好几个数量级，但并非就等同于民用产品的功耗问题就可以完全视而不见。因此，功耗电脑的功耗问题将会成为摆在大家面前的一个重要话题。 小常识： 什么是功耗？ 功率的损耗，指设备、器件等输入功率和输出功率的差额。功率的损耗。电路中通常指元、器件上耗散的热能。有时也指整机或设备所需的电源功率。 功耗同样是所有的电器设备都有的一个指标，指的是在单位时间中所消耗的能源的数量，单位为W。不过复印机和电灯不同，是不会始终在工作的，在不工作时则处于待机状态，同样也会消耗一定的能量（除非切断电源才会不消耗能量）。因此复印机的功耗一般会有两个，一个是工作时的功耗，另一个则是待机时的功耗。 四.了解更多 CPU功耗的实际意义 CPU功率 是CPU的重要物理参数，根据电路的基本原理，功率(P)=电流(I)×电压(U)。所以，CPU的功耗(功率)等于流经处理器核心的电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。而TDP是指CPU电流热效应以及其他形式产生的热能，他们均以热的形式释放。 显然CPU的TDP小于CPU功耗。换句话说，CPU的功耗很大程度上是对主板提出的要求，要求主板能够提供相应的电压和电流；而TDP是对散热系统提出要求，要求散热系统能够把CPU发出的热量散掉，也就是说TDP功耗是要求CPU的散热系统必须能够驱散的最大总热量。
处理器的核心电压与核心电流时刻都处于变化之中，这样处理器的功耗也在变化之中。在散热措施正常的情况下(即处理器的温度始终处于设计范围之内)，处理器负荷最高的时刻，其核心电压与核心电流都达到最高值，此时电压与电流的乘积便是处理器的峰值功耗。
处理器的功耗与TDP两者的关系可以用下面公式概括：处理器的功耗=实际消耗功耗+TDP。实际消耗功耗是处理器各个功能单元正常工作消耗的电能，TDP是电流热效应以及其他形式产生的热能，他们均以热的形式释放。从这个等式我们可以得出这样的结论：TDP并不等于是处理器的功耗，TDP要小于处理器的功耗。 待机功耗 2001年，欧盟要求额定输出功率0.3W~70W的无负载功率损耗均为1W；2005年，欧盟将该标准变为额定输出功率0.3W~50W的无负载功率损耗为0.3W、额定输出功率15W~70W的无负载功率损耗为0.75W。由此可以看出，大家对电器产品功耗方面的要求正日益严格。 为了符合欧盟等组织针对产品功耗而制定的种种规范，很多新技术应运而生，主要思想是让开关电源在负载很小或空载处于待机状态时能够以较低开关频率操作。 小常识： 什么是TDP功耗？ TDP的英文全称是“Thermal Design Power”，中文翻译为“热设计功耗”，是反应一颗处理器热量释放的指标，它的含义是当处理器达到负荷最大的时候，释放出的热量，单位为瓦（W）。CPU的TDP功耗并不是CPU的真正功耗。功耗（功率）是CPU的重要物理参数，根据电路的基本原理，功率（P）＝电流（A）×电压（V）。所以，CPU的功耗（功率）等于流经处理器核心的电流值与该处理器上的核心电压值的乘积。而TDP是指CPU电流热效应以及其他形式产生的热能，他们均以热的形式释放。 五.超低功耗案例：威盛推出功耗1W的CPU
众所周知，CPU领域里面一向都是AMD和Intel两家并驾齐驱，虽然这两家在各自的领域里面都取得非常不俗的成绩，但是却没有把过多的精力放在桌面处理器的功耗上面，这样就给威盛留下一个机会。VIA Eden ULV 500MHz处理器给我们的客户提供了组建创新系统的组件和可能，将PC技术带入了新的市场，完美诠释了我们‘小就是美’的战略。 Eden ULV处理器的优秀性能、节能和体积小的特点，提升了嵌入式系统的核心价值，同时也带动了相应市场的发展。并且对于CPU普及超低功耗上面起到了举足轻重的作用，虽然这款处理器已经上市许久，但是由于性能方面和一般家用用户存在很大差异，因此未能普及，但是VIA提出的这个超低功耗的概念却成为日后广为流传的一个话题之一。 从CPU的发展，我们不难发现功耗对于整个电脑的重要意义，尤其在倡导绿色和节能的时代，如何控制整机的功耗就将成为一个非常重要的话题。但是，你知道你的电脑一天能用掉多少度电吗？你知道你家里面最耗电的家用电器是什么吗？相信这对于大多数消费者来说，这些问题都是被忽略的，也是摆在大家面前的。今天，笔者将给大家送上一份所未有的功耗评测报告，之所以是前所未有，主要是因为它首次加入了电表作为评测基准，让评测的数据更加贴近生活…… 六.额定功率与实际功耗之间的联系 直流电路中，额定电压与额定电流的乘积就是电器的额定功率。但是，对于电脑来说，额定功率和电表上的实际功耗之间并没有太大联系，造就这个问题的最主要的原因是PC硬件在工作的时候电流会随着负载的变化而变化。例如众所周知目前主流硬件设备的额定功率如下： CPU：60～90W，高频P4，双核处理器要达到100W以上；显卡：一般的中端显卡50W左右，高端70W左右，SLi的话需要150W以上；光驱：25W；硬盘：25W；内存：30W（512M）；主板：25W；USB设备：2.5W；键盘鼠标：2.5W；电源风扇：2w…… 以上的功耗只是个约数，是采用最大值的方式进行，也就是说会对各个电脑部件在满负荷功率时的功耗进行计算。这对于计算电脑每小时耗电量来说，或许就不太准确了。不过，由于电脑主机通常在75％～85％左右负荷下工作（除非你能在玩游戏的同时进行播放DVD、采集视频、播放音乐、看电视等操作）。另外由于实际情况不尽相同，例如显卡功耗就受布线、供电设计、风扇等影响较大。 所以说，额定功率只是作为一个参考，让大家心里有个数，基本估算出自己的电脑需要多大的电源，并且数值是最大功率，一般来讲这些设备不可能同时达到最大功率。
七.测试平台介绍及评测方法
特别说明：本文主要测试不同CPU对功耗的实际影响，但要想直接测试CPU的真实功耗，以目前的仪器设备来说要实现对某配件的精准功耗测试比较困难，即使是Intel的评测部门目前也没有什么好办法可以在终端平台上准确地测出CPU配件的实际功耗情况。不过我们可以通过测试系统的整体功耗，间接地完成众CPU的功耗对比。我们利用一些电源提供的系统功耗检测功能，可以分别测试系统在待机、全速时的系统总功耗（我们所说的系统整体功耗，并不包括显示器功耗），通过功耗对比我们可以得出各CPU的功耗差距。
如下图所示，在评测系统待机功耗的时候，我们将电源选项属性设置为从不关闭监视器和硬盘，我们认为这样可以更加真实模拟消费者日常挂BT这类待机应用。
系统满载功耗测试时我们采用的方案为不间断运行3Dmark 06程序，从而使得CPU和GPU功耗处于一个较为满载的值，这样和消费者日常生活中满负载运行整机的情况是非常接近的。
由于功耗评测收到诸多因素的制约，尤其是对电度的计量难免会出现误差，因此笔者为了把误差因素降至最低，所有的评测时间均以24小时为限。计量电表则是采用国家标准，这样做的目的是让消费者能够更加准确的预估出整个平台准确的功耗。值得一提的是，本次实际功耗中并没有加入显示器的功耗。 在测试过程中，笔者首先以Intel平台为例，因为AMD处理器内存直接集成内存控制器，因此在实际功耗方面并不能准确的表现出CPU的实际功率情况。测试中分成满载功耗和空载功耗两部分，在两个比较极端的情况下CPU功耗的变化将会如何发展。在本次评测中仅针对主流的双核处理器和单核赛扬处理器。这也是目前Intel平台正在服役的几个处理器的代表产品，由于时间关系本次评测并没有加入四核心处理器进行。 八.谜底揭晓 每天用电竟然不足2度？
在满载工作过程中，由于CPU内存制程和主频率上的差距，因此在整机功耗上面存在较大的差异。在连续工作24小时的情况下，竟然被认为功耗较高的E6300的整机功耗仅仅为2度电左右，比单核的赛扬420仅高出0.35度电。
在空载过程中，同样是在连续工作24小时的情况下，功耗成绩依然令人感到诧异，单核赛扬420竟然同双核E2140的成绩一样。由于电表只能显示小数点后一位的准确数字，小数点后面第二位为预估值，因此在这上面难免会出现一定的误差。看来在空载的情况下，赛扬420和奔腾E2140之间的差距是非常之小的，甚至可以忽略不计。 九.PConline评测室总结
从实际电表的使用功率来看，在空载的情况下双核并没有比单核多使用多少电量。其实对于电脑整机来说，功耗真的比较重要。如果按照一天电脑每天平均工作8小时的话，那么也就是说三天才用掉不足两度电的电量。如果一广州低端每度电价格为0.61元计算的话，那么一台电脑实际每天工作8小时，工作三天才仅仅使用1.22元人民币，这可能让很多消费者大跌眼镜。的确，事实就是如此，随着CPU功耗的不断降低，电脑整机的功耗已经不再成为一个电老虎了。 从上面评测结果我们可以看出，所谓的TDP热功耗对于CPU实际工作的功耗影响并不是很大，这个功耗仅仅是对散热系统有这比较大的需求。同时由于整个平台的功耗是电脑所有配件功耗的集合，因此，在电源、主板、风扇等产品上面依然存在不小的差距。特别是在电源和风扇方面存在很多差异。 十.真的有300W吗？整机实际功率解析
再进一步分析，一台主机的实际功率究竟是多少呢？如果按照电源的瓦数计算的话，相信很多人都会认为电脑整机的实际工作功率为300W以上，毕竟目前300W的电源已经成为市场上面的主流。但是，事实确实如此吗？下面我们就来进一步分析一下，一台主板的实际功率究竟是多少？ 我们先以Intel E6300系统为例，当系统满载工作24小时的情况下，消耗的电量为2.15千瓦·24时，也就是说如果把这个电量换成单位小时里面的功率的话仅为89.583W（2150瓦·时/24小时）。其实，一般电脑整机（不算显示器）的功率也就是90W左右，当然这里采用了功率相对比较低的8400GS作为参照，相比高端显卡来说并不只90W这么少，但是也不会多出太多。尤其对于整合平台来说，功率将会更低，毕竟少了一个显示核心，这对整机的功率方面将要少了许多。 十一.功耗评测对实际生活的指导意义
从上面的列表我们可以清楚的看到，按照一台电脑每天工作8小时的话，一周下来实际用电量也不过4度到5度电左右。即使是功耗相对比较高的E6300的整机耗电量也不过是5度，也就是说一周的实际消耗价格在3元钱左右，看到这个价格相信不少消费者会感到惊讶，的确以往可能都会感觉到电脑将会成为一个电老虎，现在通过这个评测之后，我们会惊喜的发现，其实电脑并没有大家想象的那样耗电。 不过，我们可以看出，在空载待机的情况下，CPU还是在功耗方面仅仅是存在微小的差异。即便是在满载的情况下，CPU实际工作功耗之间的差距也不是非常明显。这可能对于喜欢挂机BT的朋友来说心里更加有底了，即使每天24小时挂机，一天下来也不过2度电左右，电费也不过1.2元。相信，很多消费者都不会为这1元钱而斤斤计较吧？ 这次功耗评测主要是以CPU为主角尽享的一次整机功耗评测，其后PConline评测室还会相继推出，不同配置下的实际功耗情况敬请关注PConline评测室后续的功耗评测文章。 |
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2008-03-27 00:00
出处：PConline原创
责任编辑：hansong
