节能PC新主张
趋势观察
谈起节能、环保,人们往往很容易想到家电产品,PC似乎成为被遗忘的角落。其实,一台普通台式电脑的功率在200W左右,而服务器、存储设备则有可能达到上千瓦。据估算,2007年我国IT产品的总耗电约为400亿~500亿度,几乎相当于三峡电站一年的发电量!不过,从今年开始,PC发展的主题将从性能至上开始逐渐向节能优先转变,而且这个变化从整机规范到部件设计,俨然成为不可阻挡的趋势。
能源之星的影响力
从1992年开始实施的能源之星标准,在今年7月20日正式发布了新版4.0标准,新标准在节能方面的规定比老版本3.0标准更加严格和全面。其中,要求电源转换效率由原来的72%提升到至少80%,这是一个提升能源利用效率的要求,一台每天使用8~10小时的电脑一年可以节约100度左右的电。
在新的4.0版中,对待机、休眠、空闲等各种工作状态也做了更严格的规定,根据配置的不同,台式机待机、休眠、空闲的功耗限制低于2W、4W和95W(双核处理器、2GB内存、独立128MB显存的显卡、高清解码输出配置),对于笔记本电脑的要求更为严格。
在这样的标准下,截至目前为止也只有102个型号的笔记本电脑与72个型号的台式电脑通过了认证。不过,在业界极富领导力的许多企业或厂商,包括Intel、联想、摩托罗拉等都明确大力支持能源之星4.0标准,并纷纷表示会尽快推出全面支持新标准的产品。能源之星并不是一个强制性的标准,但业界对它强有力的支持态度,已经明显地看出节能已经成为产品设计的新热点。

编注:关于能源之星4.0标准的详细内容,请参阅《电脑报》2007年第34期《能源之星4.0将带来什么》一文。
能耗大户“变脸”
1.处理器节能——焕然一新
Intel公司在NetBurst架构时期,CPU的TDP(热设计功耗)都在100W左右,中高端产品甚至达到125W的功耗。频率提升带来了高功耗、散热等方面的困难,为了扭转不利的局面,提高产品竞争力,Intel在2006年年中推出了更加注重低功耗的Core微架构和酷睿2系列处理器。
酷睿2系列处理器与老对手AMD K8核心的Athlon64 X2在TDP上基本相当,都是65W左右,但性能却比对手胜出一筹,因而Intel又恢复了以往市场的强势。2007年,Intel公司更是在各种不同场合大力宣扬LPIA(Low Power Intel Architecture,低功耗Intel架构)的优越性。

相比Intel在节能领域的高调推广,AMD公司更重视用行动来诠释自己在CPU节能设计上的理念,在今年年中,它们拿出了新的BE系列处理器。BE系列处理器是45W TDP处产品,比如最早出现在市场上的Athlon X BE-2350,与之前的Athlon64 X2 4000+规格完全一样,都是同样基于65nm的Brisbane核心,但功耗从65W一下子降低了30%。在Phenom以及Intel下一代45nm Penryn处理器出来之前,BE系列处理器在性能/能耗比上还是有一定的优势。
CPU在功耗上的进步,不仅是采用65nm或者45nm制程那么简单,设计思路上的革新才是推动节能理念实现的根本。从现有关于Phenom的资料中我们可以看到,AMD公司K10系列产品的每个核心都支持独立5级P-State调节,也就是说,用户可以有针对性的、独立的设定每个物理核心的工作状态,这对节能是非常有帮助的。
从单纯追求频率与性能的单核心处理器,到每个核心都还在做“齐步走”运动的多核心处理器,再到每个物理核心独立调节工作状态,节能理念渗透到了CPU设计的每一个角落。而EIST(增强型英特尔节能技术)、Cool‘N’ Quiet(冷又静)等技术不断更新版本,Intel公司甚至在调整核心步进时也不忘对节能技术打补丁。
小贴士:
EIST全称为“Enhanced Intel SpeedStep Technology”,它能够根据不同的系统工作量自动调节处理器的电压和频率,以减少耗电量和发热量。同时,由于发热问题得到解决,所以电脑机箱也不须使用太多风扇进行散热,噪音问题也得以控制。
2.显卡节能——任重而道远
在显卡方面,不管是NVIDIA公司还是AMD公司,对节能技术的发展就不如CPU厂商那么卓有成效,高端显卡的满载功耗已经在200W以上,远远超过CPU而成为系统内头号能源消耗大户和最热的“火炉”。目前桌面PC中,显卡主要的节能手段就是在不运行3D应用时关闭3D核心同时降低运行频率。
对于DirectX10显卡,目前核心频率主要意味着ROP(光栅化处理引擎)的频率,而核心频率/显存频率与非常重要的Shader频率是可以独立调节的。比如在NVIDIA公司在163.71版本以后的驱动中就把Shader频率与核心频率的关系重新设定,这就为显卡节能打开了一扇窗户。但这还不是全自动的节能模式,如果借鉴CPU领域的设计思路,节能挖掘空间还很大。
而且最近NVIDIA和AMD两大巨头都纷纷表示,在下一代产品中将会让产品更加“组件化”,对2D、3D核心独立设计的思路也趋于明显。这显然是桌面PC显卡向移动版本产品学习,很值得鼓励。

编注:关于对GeForce8系列显卡超频Shader频率的详细介绍,请参阅本报2007年第38期《性能提升,功耗不增——GeForce 8系列另类超频法》和第39期《不刷新BIOS照样单超Shader》两篇文章。
3.其他配件——悄然“变脸”
而机箱内第三大功耗大户——磁存储,在节能面前表现得非常镇定自若。内存从DDR、DDR2到DDR3,电压在逐步降低,功耗也同样在下降(DDR3内存的功耗比DDR2减少30%);桌面硬盘则是固守7200RPM的阵线,通过用垂直存储等技术来提升性能,而不是简单地将大幅增加功耗的10000RPM产品推向市场。
在外设方面,显示器算是能源消耗大户(尤其是CRT显示器),在PC系统中显示器的能耗比重甚至可以占到20%~25%。目前市场上LCD除了常见技术指标比拼以外,产品功耗是50W还是55W也逐渐成为不少产品的“卖点”。因为内置的IU(Intelligent Uni-frequency,智能单频)芯片差异,功耗可能有10%以上的差异,但这样的差异以往一直被大多数用户所忽视。感受到节能大潮压力的厂商,明智地将LCD功耗作为卖点,这也是节能理念深入人心最好的佐证之一。
结语:节能不全等于节电
节能和节电这两个概念是有一定区别的,谈及这个话题就要涉及计算机的规范。早期的电源规范并没有规定电源的满载转换效率,直到ATX 12V 1.3版电源规范出台,才规定了电源的满载转换效率必须达到68%以上。而在ATX 12V 2.0/2.3版以后,电源满载转换效率的标准提升至80%以上,而功率因数则需要大于或等于0.9。
以具体例子来说,两个型号的350W电源,一个满载转换效率是70%,另一个是85%。面对一个实际功耗250W的系统,前者可能会出现“拖不动”的状况,而后者不仅可以稳定地运行甚至可以再加上一块中档显卡组成SLI平台。两个型号的产品都拿着同样的“工资”,在这里不存在节电的问题,但符合更高节能标准的产品也就是具备了更强的“工作能力”。所以,节能标准也是性能指标,广受用户欢迎而渐成趋势也就成为必然。
节能除了技术细节以外,更重要的是设计理念,和节约资源同等重要的是对于资源的控制与管理。比如今年以来在国内亮相频率颇高的RoHS规范,这就是一个强调环保、健康,重视资源可回收与可重复利用性的标准。RoHS规范被重视,被多个行业作为标准,这更说明全方位的节能时代已经来临。