DIY 2.0“效能时代”

特别策划

在IT硬件技术飞速发展的今天,我们已经能够用很平易近人的价格购买到性能强劲的电脑了,不过在硬件产品性能突飞猛进的同时,电能的消耗也逐渐在提升,特别是在显卡部分,高端显卡的功耗已经快要和一台入门级的电脑相当了,更不用说三卡、四卡并联的多显卡系统;处理器方面,随着核心数量的增加,功耗也在提升,你在用这种高性能电脑打字、上网的时候,较高的待机功耗同时也消耗掉了更多的电能。

电脑高性能带来的高功耗已经不是一件可以忽视的事情,在全球都在呼吁节约能源、保护环境的时候,IT行业也同样是义不容辞,行动刻不容缓。在这里,我们需要客观地看待电脑节能这一概念,并不是说为了节能我们都得去用低端、低性能的产品,首先我们得满足自己的应用需求,在这个前提下再尽量选择更节能的配置方案,在性能与功耗两者之间找到一个平衡点,而这个平衡点,就是我们所提出的电脑“效能”,一个在DIY 2.0时代相对“性价比”更有实际意义的重要概念。我们电脑报与英特尔合作的“英特尔&电脑报17城市效能高手擂台赛”正在进行当中,后面我们会对参赛的一些典型配置进行点评。

认识效能

在我们以前的文章中,已经对效能作了一个定义,在这里再简单地解释一下。打个比方来说,电脑运行程序,例如打游戏、作图、视频解码……这所有的工作都需要耗费相应的电能,好比一个人工作需要吃饭一样。对于不同的电脑来说,实现同样的功能、达到同样的运行速度前提下,电脑对电能的消耗越少越好。我们就称这样一个“性能/功耗”的抽象比值为“效能”。举个例子,在消耗同样功率的情况下,A配置的电脑比B配置的电脑能提供更强大的性能,那么我们就说A配置的电脑效能要高过B配置的电脑。

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豪华的配置必然有超高的功耗

那么提倡效能有什么意义呢?首先,我们来算一笔账。

假设有一家小公司,需要100台电脑作为工作机,老板为了让工作机性能强劲,选择了高端双核处理器加独立显卡的配置,其实在上班的时候,员工的应用也就是打字,或进行平面图形处理。这样档次的电脑,在这样的轻负载应用环境下,功耗也有150W左右,每天开8小时,100台一个月下来就是150×100×8×30÷1000=3600度电。如果按每度电平均0.5元计算,100台电脑一个月的电费就是1800元。

如果把这个配置换一下呢?比如选择赛扬E1200 + 945GZ的整合平台,在性能方面完全能满足一般办公应用。这个档次的配置在办公应用的时候,功耗大约为60W,这样算下来,一个月只需要消耗1440度电。比刚才那套配置少了一半还要多,算下来一个月就少花了1080元电费,又可以再添加一些设备了。这里计算的是只有100台的用户,如果是有几百上千台电脑的大公司,这个电费的差距就更加巨大了。

所以,关注效能的最大目的,就是节能,在满足我们对电脑性能需求的同时,要尽量花费最少的电能,一方面为自己节约了金钱,另一方面也为社会节约了能源。

但是,就像我们不能单纯地只考虑性价比一样,只追求单纯意义上的效能也是不可行的。举个例子,性价比很好的一套配置,它的性能并不一定能满足你的需求。例如Pentium E2160加G31或者946GZ的组合性价比很高,但对于发烧级玩家来说,要用它来玩《孤岛危机》,那也是不现实的,明显Core2 Quad系列四核心处理器+Intel X48主板以及GeForce 8800GTX级别的显卡才能满足这类玩家的需求。这个道理对于效能也适用,即便有一台电脑的效能很高,但如果它的性能不能满足使用者的需求,那也是没有意义的。

总而言之,我们在追求电脑的“效能”的时候,首先要根据自己的需求来选择,在能满足自己性能需求的前提下,尽量地选择功耗更低的产品,节约能源,注重环保,才是我们追求“效能”的真正目的。

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国家节能认证标志

影响效能的重要因素

对于电脑整机来说,理论上只要是会消耗电能的配件,都是影响整机效能的因素(甚至机箱散热设计也会在一定程度上影响效能),所以影响效能的因素非常多。不过,电脑里几大主要的配件,对整机的效能影响最为明显,比如,处理器、显卡、主板芯片组、电源等等。一般来说,处理器和显卡是系统中的耗电大户,主板芯片组耗电量也比较高,而硬盘功耗一般在9W到12W范围内。对于高配置的电脑来说,比如采用四核心处理器以及双显卡SLI的系统,满负载功耗至少有300W以上,而普通双核心处理器与整合主板的组合,满负载功耗也不过150W左右。接下来我们会用实际的测试数据来进行说明。

下面的效能测试采用了CineBench R10和AquaMark3两款测试软件来完成。其中CineBench R10考查处理器性能,能让处理器的每个核心都处于重负载的状态;AquaMark3考查整个系统的DX9游戏性能,能让处理器和显卡都处于比较高负载的状态,借此我们可以了解系统在这两种情况下的功耗与性能情况,同时计算出系统的效能。

测试软件简介

CineBench R10

著名3D图形设计软件的性能测试版,主要考查的是CPU在3D图形设计的后期渲染方面的处理能力,对CPU的多任务处理能力有很高的要求,多核心的处理器在这项测试中会比单核心的处理器得分高出许多。本项测试中的系统功率,我们定义为功率1。

AquaMark3

经典的DX9游戏性能测试软件,其游戏版的中文名为《怒海潜将3》,采用DX9引擎。由于采用的是DX9引擎,即便是采用DX9级别集成显卡的用户,同样也能完成测试。本项测试中的系统功率,我们定义为功率2。

注:(CineBench R10得分×28/功率1+ AquaMark3分数/功率2)=效能评分

处理器部分

处理器是整机电能消耗中重要的组成部分,同时也是对整机性能影响最大的部分,因此可以说CPU的效能高低在很大程度上决定了整套系统的效能高低。例如,Intel采用45nm制程的Core2 Duo处理器,在提供更高性能的同时又相对65nm的产品降低了功耗,效能表现就相当不错。这里我们在同样的平台配置环境下,使用不同档次处理器来进行比较,看看它们对整机功耗和效能有什么样的影响。

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测试平台

内存:金士顿 DDR2 667 1GB×2

主板:华硕 P5K Deluxe

显卡:GeForce 8600GTS

硬盘:希捷7200.10 250GB

电源:航嘉磐石800

工程师点评:

由于其它配件相同,所以测试结果中的功耗差距就完全来自CPU。可以看到,同样采用酷睿2架构的三款Conroe处理器的功耗随着处理器的性能提升而提升,而双核的Core2 Duo E4300与四核的Core2 Quad Q6600由于在频率以及核心数量上都有较大差距,所以功耗差距也达到了50W以上(50W大约是一台笔记本电脑的总功耗),而Intel最低端的四核处理器Core2 Quad Q6600与Core2 Extreme QX9770这样的顶级45nm四核处理器的功耗差距则仅有29W,功耗提升幅度相对较小。这主要是因为Core2 Extreme QX9770使用了45nm制程,所以在频率以及缓存都大幅度提升的同时,功耗的提升并不是太大。不过,早期的双核处理器Pentium D820由于采用了90nm制程,而且沿用的是漏电流比较大的Prescott核心,所以功耗高得惊人,赶上甚至是超过了目前顶级的Core2 Extreme QX9770处理器,可见其效能相当之低。

从前面的曲线图也能清楚地看到,对于Intel处理器来讲,越是高端的处理器,功耗越高(相同架构前提下),但性能也更强,综合计算之后,效能也更高;早期的Pentium D处理器由于制程上的落后,功耗非常之高,而且性能也不如新的酷睿2处理器,效能自然很差。

总的来说,对于处理器来讲,制程和架构越先进,处理器的功耗越低,同时性能也更高;而使用同一架构设计的处理器中,一般来说是越高端的型号效能越高,当然这并不是意味着我们为了追求效能就得去买最贵的处理器,前提还是要在满足性能需求的情况下,尽量选择功耗低的型号——追求效能也是相对的。

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显卡部分

显卡也会很大程度地影响整套配置的效能表现,特别是在涉及游戏应用的时候,显卡对于整机的性能影响也很大,同时高端显卡的功耗也是惊人的,要控制好整套配置的效能,在满足性能需求的前提下,显卡的GPU/VPU选择也是很重要的。

就目前显卡的功耗情况来看,一块高端的GeForce 8800GTX显卡在满负荷工作时,功率达到180W以上也是正常的,而集成显卡的功率又可以低至十几W,所以定位不同的显卡在功耗上的差别也是巨大的。

测试平台

处理器:Core2 Duo E4300

内存:金士顿 DDR2 667 1GB×2

主板:华硕 P5K Deluxe

硬盘:希捷7200.10 250GB

电源:航嘉磐石800

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工程师点评

这里我们选用了Core2 Duo E4300处理器作为了固定平台,通过改变显卡来改变系统的游戏性能与功耗。从测试结果可以看到,GeForce 8800GT虽然拥有最高的性能,但同时它的功耗也是最高的。而且,在第一项只涉及CPU运算的CineBench R10测试中,由于不需要显卡来计算,所以显卡性能在这里并不会对整体的性能产生影响,但显卡带来的高功耗却是存在的,而且会在很大程度上影响系统效能。

我们可以看到在CineBench R10测试中,采用GeForce 8800GT的平台得分与采用GeForce 8600GTS的平台得分基本相同,但功耗却要高出11W。在AquaMark3游戏测试中,GeForce 8800GT的性能最高,不过效能却不如GeForce 8600GTS,其实这也是因为Core2 Duo E4300的定位相对GeForce 8800GT来说显得稍低,如果选用更高档次的处理器,采用GeForce 8800GT的平台效能还会进一步提高,这从另一方面也说明了配置均衡性对系统效能的影响,越是配置均衡的系统,效能表现也越好。

从曲线图上来看,采用Radeon HD2600Pro显卡的这一套平台效能得分最高,一方面它采用了65nm的制程,降低了功耗;另一方面它的性能也保持在与Core2 Duo E4300定位相当的水平上,属于比较均衡的搭配,所以最后的效能表现会比较出色。测试中我们也选用了GeForce 7300GS这样的老显卡,可以看到它虽然功耗不算高,但性能明显低了许多,所以效能得分也比较低。

在显卡的选择上,首先要选择制造工艺比较先进的(目前主流是65nm),然后与处理器的性能定位要相当,才能让系统拥有更高的效能。当然,这一切还是有前提的,那就是首先要满足玩家对游戏速度的需求,这时再谈效能才有意义。

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高端显卡提供高性能的同时也带来了高功耗

电源部分

电源的转换效率,也会影响到整套系统的功耗情况。比如,在低负载情况下,电源的转换效率一般来说不及满负载环境;品质较差的电源很难实现80%的转换效率,这意味着有不少的电能都被电源给消耗掉了,因此选择一款符合Intel标准(如ATX 12V 2.3规范)的、高转换效率的电源,对于提升整套系统的效能也是很有帮助的。这里我们分别选择了不同功率档次的电源,看看它们对效能的影响如何,测试中证明同负载情况下整机功耗越高,电源的转换效率越低。

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测试平台

处理器:Core2 Extreme QX9770

内存:金士顿 DDR2 667 1GB×2

显卡:GeForce 8800GT

主板:华硕 P5K Deluxe

硬盘:希捷7200.10 250GB

工程师点评

这里我们主要是观察不同功率的电源在同样负载的情况下转换效率如何。从测试成绩表可以看到,450W以上的电源产品在转换效率方面的表现都还不错,相互之间差距很小,保持在2%左右。这里我们特地选择了一款额定功率仅有220W的电源来进行测试,看看如果是电源额定功率不能达到系统需求,会对效率有什么影响。很明显,用220W的电源来对付功率近260W的平台当然表现不如高功率的电源,转换效率相对较低(不过能稳定运行也算相当不错了),可见,选择一款能满足系统功率需求的电源同样对提升效能很有意义。当然,我们这里只是为了做试验才这么做,大家在实际使用的时候请一定要选择能满足系统额定功率需求的电源,否则对系统或者电源都会有损伤,而且会导致系统不稳定。

经过我们前面的测试与分析,相信大家对于各个主要配件对整机效能的影响情况已经有了一定的了解,接下来我们会以本次“英特尔&电脑报17城市效能高手擂台

赛”中的一些参赛配置为实例进行讲解,看看如何搭配才能让电脑效能最大化,同时也避免一些低效能的配置情况出现。

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80PLUS是目前最严格的电源转换效率认证

参赛配置实例点评

配置一

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工程师点评:

本套配置选择了Intel的Core2 Duo E8200处理器,这款处理器采用了45nm制造工艺,同时具备了6MB的二级缓存。一方面先进的制造工艺有效地降低了功耗,另一方面优秀的架构和大容量的二级缓存也带来了强大的性能,所以在处理器效能方面,这款配置表现得很好。显卡方面,GeForce 9600GT采用了65nm制造工艺,相对于早期8系列的显卡(采用80nm工艺)来说,功耗更低,同时性能也更好,所以整套配置在游戏中的效能表现也相对出色。正是因为这套配置无论是从配置均衡性还是性能、功耗控制方面都比较优秀,所以在最后的效能评分中获得了近3000分的好成绩。这套配置充分证明了先进的制造工艺和强劲的性能组合时,系统的效能才能得到最佳化,因此在这个性能档次的电脑中,这套配置算是相当不错的。

配置二

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工程师点评:

在Pentium E这一档次的配置中,这套参赛配置也算是表现比较突出的。首先是系统搭配的均衡性,Pentium E2200本身发热比较低,而其性能在这个价位上算是比较突出的,搭配同样定位中端主流的Radeon HD2600XT显卡(65nm),从性能上来讲是相当般配的,同时两者都属于比较节能的产品,所以在实际测试中的功耗也很低,因此最后的效能得分在同档次配置中相当突出。这套配置对于中端主流用户来说,性能够用,同时又非常省电,是一套很注重效能的配置方案,就这一点来讲,十分值得推荐。

配置三

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工程师点评:

在双核赛扬组的参测配置中,配置三算是相对典型的,从处理器本身来讲,赛扬E1200虽是Pentium E的简化版,但它仍然基于Conroe架构制造,在低端产品中的性能仍然很好,而且其热功耗设计为65W,发热也并不高,所以在同档次处理器中的效能表现还是不错的。但本套配置选择了GeForce 8600GT显卡,相对赛扬E1200来说定位稍高,在性能提升的同时功耗提升得更多,因此从均衡性上来讲有些欠缺,好在问题并不明显,因此效能综合评分还是得到了1770多分的成绩。

配置四

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工程师点评:

本套配置的均衡性问题就比较明显了,对于GeForce 9600GT来说,Core2 Duo E6XXX或者是Core2 Duo E8XXX系列更能使其发挥出全部性能,用处理器的高效能在一定程度上弱化掉显卡相对较高的功耗这个问题,只有在整套配置不出现明显的“头重脚轻”问题时,性能与功耗才能达到平衡点,对于这套配置,将显卡换为Radeon HD2600Pro或者是GeForce 8500GT,效能表现会更好一些。

总结

通过我们详细的介绍和测试、实例分析,相信大家已经对如何选择一套配置均衡、效能出众的电脑有了明确的方向。当然,值得强调的是,首先要以自己的需求为主,在满足自己的应用需求之后,再来考虑系统的效能问题,才是有意义的。否则大家都去买最低端、最省电的电脑,而性能完全不能满足自己的需求,也失去了我们追求效能的真正意义。

在DIY 2.0时代,效能已经成为继性价比之后新的主题,越来越多的厂商在设计和生产产品的时候更加注意产品的效能——在提供更好性能的同时更省电、更环保。这对于整个行业来说是一个很值得提倡的概念,对于整个行业发展以及地球环境的保护都有重大的意义,让我们为了地球、我们的家园更加美好,携手努力吧。