節(jié)能高效兩不誤 實戰(zhàn)最優(yōu)效能CPU超頻
泡泡網(wǎng)CPU頻道11月21日 對于高端DIY玩家來說，通常提升CPU的頻率來實現(xiàn)CPU性能的提升，而這不可避免的會帶來功耗的顯著提升，如何在獲得性能的前提下最大限度降低CPU的功耗成為了一個節(jié)能趨勢下的熱門話題。
我們知道CPU的功耗可以用P=kV2F公式來表示，其中V為電壓，F(xiàn)為處理器的頻率，而k為一個常數(shù)系數(shù)，與CPU的工藝及架構(gòu)相關(guān)聯(lián)。
● 省電核心：降低CPU電壓
從上面的公式我們可以看出在超頻狀態(tài)下，要降低CPU的功耗基本只能降低CPU的電壓來達成（個人用戶無法去改變CPU的架構(gòu)和工藝），而實際要想獲得超頻成功，則必須將CPU的電壓保持在一定水準，不然就會造成CPU不穩(wěn)定甚至無法開機。
但實際使用中，超頻用戶對電壓并沒有多的詳細研究，很多情況下這個電壓稍顯冗余，根據(jù)電壓的平方與功耗成正比這一關(guān)系，多加0.1V的電壓意味著功耗浪費了10%左右的電能。而如何確定CPU的最低穩(wěn)定電壓就變得非常重要了。
要探索出CPU的最低穩(wěn)定電壓需要長時間的反復試驗，基本沒有捷徑。另外CPU的最低穩(wěn)定電壓還與使用者的主板，甚至是CPU本身的體質(zhì)有莫大的關(guān)系。關(guān)于探索CPU最低穩(wěn)定電壓這部分內(nèi)容將在后面的實際測試中做一定的說明。
● 省電秘訣：降低待機功耗
從上面的理論我們似乎看到要降低CPU的功耗只能降低CPU的電壓，但是我們不要忘了現(xiàn)在的CPU都有閑置時降頻達到降低功耗的作用，從這一點出發(fā)我們就可以在超頻的同時繼續(xù)打開CPU的節(jié)能模式。
關(guān)于節(jié)能模式，通常的超頻用戶認為關(guān)閉節(jié)能模式更容易超頻，而實際超頻中造成藍屏甚至啟動不了，主要是由于CPU的電壓沒有達到穩(wěn)定CPU所需要的功率需求，當然一些外圍的散熱等問題也會造成啟動時的藍屏問題。
測試選用了Intel中高端超頻明星Core i5 3570K作為演示用，由于CPU定位中高端超頻用戶，測試主板選擇了華擎最新的Z77 OC Formula，專為超頻玩家打造。Core i5 3570K基于四核四線程不鎖倍頻設(shè)計，默認頻率為3.4GHz，Turbo Core可到3.8GHz，配備6MB三級緩存，內(nèi)置雙通道DDR3內(nèi)存控制器，TDP為77W。
測試成績方面，主要基于Benchmark，游戲部分采用了Fraps紀錄平均幀數(shù)。
● 測試平臺電源：Antec HCP-1000
Antec HCP-1000（TruePower Quattro-1000）電源可以滿足最嚴格的電腦規(guī)格需求，產(chǎn)品符合80PLUS白金牌認證，電源效率高達84%，最大可以節(jié)省25%的電能。產(chǎn)品采用了4路+12V輸出，+12V輸出最大可到1000W，3組PCI-E的接線，讓使用者能順利運行最新一代的顯卡設(shè)置，并通過了NVIDIA SLI認證，并提供超長7年質(zhì)保。
● 測試平臺SSD：OCZ Vertex 3 Max IOPS 240GB
OCZ的Vertex系列屬于它的高端固態(tài)硬盤，專為高端玩家和存儲發(fā)燒用戶設(shè)計。隨著SandForce控制器大紅大紫，OCZ也將Vertex系列升級到了全新的SF-2200方案。如今SATA 6Gbps接口大行其道，OCZ推出了基于SF2200系列主控芯片的Vertex 3 Max IOPS系列固態(tài)硬盤，產(chǎn)品涵蓋60-480GB容量范圍。
實際測試中我們選用的Core i5 3570K雖然TDP只有77W，但是發(fā)熱相對上一代Sandy Bridge并沒有降低，雖然4.8GHz是Core i5 3570K體質(zhì)的基本盤，但是實際使用中，我們要面臨長期使用體制下降以及高頻效能表現(xiàn)一般的問題，必須做一定的妥協(xié)，所以本例實際測試中我們選用了目前成熟的4.5GHz超頻方案。
我們知道絕大部分的Core i5 3570K超頻到4.5GHz都需要手動加一定的電壓，當然市面上確實存在一部分Core i5 3570K可以主板默認電壓超頻到4.5GHz。
而說到默認電壓，我在這里做一些簡要的說明，實際Sandy Bridge或者Ivy Bridge產(chǎn)品，Intel官方都沒有給出默認的電壓標準，只是給出了一個正常的工作范圍。對于實際使用基本看各主板的電壓調(diào)節(jié)范圍了。測試使用的華擎Z77 OC Formula主板搭配Core i5 3570K經(jīng)過一番的調(diào)試，最終在1.315V才能夠穩(wěn)定，相比起來這顆CPU的體制很一般。
測試成績我們一共截取了三個情景：主板BIOS設(shè)置全部默認，當然此時CPU的頻率也是默認設(shè)置，在1.6GHz-3.8GHz之間波動。
關(guān)閉Intel EIST自動降頻節(jié)能技術(shù)
關(guān)閉CPU C1E、C3、C6休眠狀態(tài)
第二個場景為常規(guī)的最大性能化模式，關(guān)閉主板以及CPU的節(jié)能選項，并將CPU的核心電壓設(shè)置為Fixed模式，在這種模式下CPU的電壓為鎖定狀態(tài)，電壓設(shè)置為恒定的1.315V，并不會因負載降低而降低電壓，另外CPU的頻率也一直恒定在4.5GHz。
第三個場景為超頻最大化節(jié)能模式，開啟CPU和主板的全部節(jié)能選項，另外將CPU的電壓設(shè)定為Offset模式，并手動增加一個0.065V的補償值，這樣最大電壓也可以到1.315V。
功耗測試我們依次考察了三個不同環(huán)境的待機和滿載功耗表現(xiàn)，其中待機狀態(tài)為系統(tǒng)完全閑置，而滿載功耗選擇了著名的烤機工具Orthos來實現(xiàn)。
上圖一共記錄了三個平臺下的六組測試數(shù)據(jù)，默認系統(tǒng)環(huán)境下的表現(xiàn)三者差別基本不大，不過我們還是可以看到在關(guān)閉了CPU節(jié)能模式后的Fixed電壓模式，待機功耗達到了91W，比超頻Offset模式和默認BIOS模式都高出了不少。
滿載功耗測試中，默認BIOS表現(xiàn)最為搶眼，滿載僅為111W。而另外兩個超頻環(huán)境的平臺都達到了150W以上，其中超頻Offset模式和超頻Fixed模式分別為152W和156W，基本相當，畢竟此時CPU的各項參數(shù)表現(xiàn)基本一致。
說明：本次測試由于涉及到CPU功耗，實際數(shù)值非常小，這對于大部分電源來說負載都非常低，效率也很一般，如果除去轉(zhuǎn)換效率，實際功耗還要降低20%左右。也就是說整個平臺全部默認CPU滿載情況下還不到100W。
關(guān)于CPU超頻和功耗的詳細對比請參考：
基于上面的功耗測試后，為了更加真實的反映用戶的實際使用情況，我們加入了一組模擬用戶實際使用耗電量測試。測試時間為4小時：1小時上網(wǎng)、聊QQ；1個半小時玩3D游戲；1個小時看電影視頻；半小時的PC閑置。
從上圖可以看出，雖然是短短的四小時，三個環(huán)境平臺下的表現(xiàn)也有很大的差異，其中默認BIOS環(huán)境下耗電為0.447KWh，而另外兩種超頻環(huán)境下的耗電量分別為0.516KWh和0.552KWh。
或許4小時的耗電量差距不足以引起用戶的注意，如果以全球每年出貨的4億臺PC，按每天4小時計算，我們只需要簡單的動一下手就可以節(jié)約100億KWh的電量，也就是中國最大水利發(fā)電站三峽一年的1/8輸出量。
看了上面性能的簡單測試后，我們還是來看下它們各自的性能表現(xiàn)吧。首先進行的是CPU的多線程測試工具CineBenchmark 11.5，從測試成績可以看出超頻后的兩種情形相比默認提升非常明顯，基本和CPU頻率提升幅度相當。
另外我們注意到同頻率不同環(huán)境下的兩種超頻模式，性能有微小的差距，我們猜測是CPU在運行CineBenchmark 11.5前有一個計算過程浪費了一小段時間，進而導致性能稍微落后非節(jié)能模式。
接下來我們還是請出了權(quán)威的3DMark 11，測試還是選取了Performance下的物理測試，實際測試中情形和CineBenchmark 11.5相類似，略有不同的是兩種超頻環(huán)境表現(xiàn)基本一致。
● 總結(jié)：
從以上的設(shè)置和測試來看，不鎖倍頻的CPU超頻，性能可以得到線性的提升，然而卻帶來了功耗的線性提升。而多年來關(guān)于超頻關(guān)閉節(jié)能的做法也確實需要改變了，畢竟現(xiàn)在的節(jié)能模式已經(jīng)完全可以滿足超頻的需求（電壓Offset模式），這可以使CPU待機功耗得到顯著的下降，對比之下性能并沒有下降，孰優(yōu)孰劣，玩家一看便知，當然這一切都是建立最低穩(wěn)定電壓的前提下?！?
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