驯服你的“电老虎”——主流主板节能技术深度剖析
特别策划
从今年开始，节能这个概念已经在IT产品中宣传得越来越广泛，从电源、显示器、硬盘、处理器到显卡、主板，众多的电脑配件厂商都在自己的产品中加入了节能的技术——可见节能的概念已经开始深入人心。在今年3月，电脑报联合Intel在全国17个城市举办了“DIY效能高手擂台赛”，就是以追求电脑的能耗比为主题，受到广大读者的关注并踊跃参加，可以说在消费者心目中，注重电脑的功耗控制已经开始在某种程度上逐渐替代“性价比”成为新的购机指导思想。
在节能概念推广大潮中，很多厂商都推出了采用节能技术的硬件产品，而主板节能技术方面，以华硕的EPU与技嘉的DES最为突出，代表了这类产品在节能上的设计思路与发展方向，接下来我们就通过技术剖析和实际测试来对它们进行全面的了解。
主板节能技术简介
在主板连接的配件当中，耗电量最高的就是处理器和显卡，所以这两个部件就是节能的重点。不过在显卡方面，一般来说是由显卡自己进行功耗控制，例如AMD的PowerPlay技术，根据显卡工作负荷大小自动调节显卡的工作频率以实现节能。因此，对于一款主板来说，要有效地改善系统功耗，节能设计的重心就必须放在处理器的供电电路上。
多相供电与智能控制
随着处理器频率的不断提高、内部晶体管的数量不断增加，处理器的工作电流也越来越大，这样就造成处理器供电电路上的电能损耗不断增加，更多的电能被供电电路中的元件转换为了热能散发掉了，形成很大的浪费，同时造成整个电路的温度升高，影响系统稳定。那么要解决这个问题的话，使用多相供电是最好的办法，将供应给处理器的电流分摊到多出来的每一相电路上，这样就大大减小了每相电路上的电流值，根据Q（热量）=I2（电流）R（电阻）t（时间）公式，减小电流就能有效地降低电路产生的热量，从而达到节能的目的。
当然，在一定条件下，采用多相电路设计的确能有效地降低主板的发热量，但这并不意味着相数越多越好，首先在成本方面，使用更多相的电路，元件数量的增加也就意味着成本大幅度增加，同时元件数量增加也提升了布线的难度；其次，在电能损耗部分，前面我们提到用多相电路来减少每相电路的热损耗——这是在处理器工作繁忙、负载较重的情况下考虑的，如果处理器处于轻负载状态，比如上网、打字等应用时，供电相数多并不见得就节能——因为每相电路要工作的话，都有一个基础功耗，当每相电路上由于阻抗而产生的热功耗损失相对于基础功耗足够小的话，由于相数多使得基础功耗增加反而导致了整个供电电路的电能损失增加，这种情况正是在处理器轻载、每相电路的电流都很小的时候出现。因此，如果能在供电电路中加入智能控制的芯片，根据处理器的负载情况自动调节供电电路相数的话，就能从真正意义上达到处理器供电最优化、最节能的目的，而这正是目前主流主板节能技术的核心设计思路。
实战主板节能
华硕：能源控制单元（Energy Processing Unit）
测试平台
处理器：Intel Core2 Extreme QX9770（ 3.2GHz，1.6GHz FSB）
内存：镁光 DDR3 2000 1GB×2
主板：华硕 P5E3 DELUXE
显卡：讯景GeForce 8800GT 512MB GDDR3
硬盘：希捷酷鱼7200.11 1TB（32MB缓存）
电源：航嘉磐石800
测试环境：Windows Vista32 + SP1
DX10
ForceWare 174.74
华硕在针对DIY发烧友的最新高端产品中，提供了EPU节能技术，通过主板上的智能PWM（脉宽调制芯片），对处理器供电电路实现相数的调整，同时BIOS也能针对处理器的电压以及倍频进行综合调节，实现电能的节省。本次我们选择了华硕采用X38芯片组的P5E3 DELUXE主板来进行测试，这款主板也采用了EPU节能技术。
华硕的EPU节能技术需要配合它自带的EPU驱动程序以及AI SUITE系列软件中的AI Gear3来实现，而这些可以在主板附带的光盘中找到。
在AI Gear3调节软件中，我们可以看到，这里提供了5挡调节项，包括了“Max Power Saving Mode（最大节能模式）”、“Medium Power Saving Mode（中等节能模式）”、“High Performance Mode（高性能模式）”、“Turbo Mode（加速模式）”、“Auto Mode（自动模式）”。不同模式下的处理器频率、工作电压都有所变化，越是省电的模式，处理器频率和电压就越低。这里我们比较好奇的是，也许这里的智能降频、降电压功能是基于Intel SpeedStep技术完成的（酷睿2全系列处理器都支持SpeedStep）？因此，我们在测试之前关闭了主板BIOS中对SpeedStep技术的支持，测试的结果是，EPU技术完全独立完成了对处理器的频率、电压调节，但同时也可以配合SpeedStep实现更灵活的倍频自动调节。让我们来看看各种模式下处理器的频率和电压，以及功耗的情况。
测试中我们使用CineBench R10来让处理器的4个核心都达到100%占用率，借此模拟处理器高负载的情况。可以看到，在最大节能模式下，处理器的外频被降低到了360MHz，同时倍频也被降低到了6，处理器工作电压被降到了1V，此时，整机待机功耗最低，仅有121W，满载功耗也只有150W而已。此时即便是满载功耗的情况下，处理器温度也只有38℃而已，CineBench R10的得分与Core2 Quad Q6600相当。中等节能模式下，频率有所提高，同时功耗和发热也有所提高，满载功耗提升了55W，满载工作温度提升了17℃，性能相对最大节能模式大约提升了42%；高性能模式下，待机功耗相对最大节能模式有了8W的提升，而满载功耗甚至有了70W的提升——这可是完全来自CPU；加速模式则只是相对高性能模式有了很少量的提升。综合这几种模式来看，还是自动模式最有意义，在待机的时候最节能，在满载工作时性能最好。
另外，值得一提的是，如果在BIOS中开启了对SpeedStep技术的支持，表1中使用8×倍频的模式还会自动在低负载情况下提供6×的倍频模式，这样的话，就能在原来的基础上更加节能。所以我们强烈推荐大家将SpeedStep与EPU技术同时开启以实现最好的节能效果。
EPU技术使用要点：
●主板必须提供对EPU技术的支持。
●必须安装EPU驱动程序，配合AI SUITE软件进行调节。
●使用自动调节模式能实现最好的功耗/性能平衡。
●配合Intel的SpeedStep技术使用效果更好。
技嘉：动态节能技术（Dynamic Energy Saver）
测试平台
处理器：Intel Core2 Extreme QX9770
（3.2GHz，1.6GHz FSB）
内存：金士顿 DDR2 10066 1GB×2
主板：技嘉 GA-EP35-DS3（P35）
显卡：讯景GeForce 8800GT 512MB
GDDR3
硬盘：希捷酷鱼7200.11 1TB（32MB缓存）
电源：航嘉磐石800
测试环境：Windows Vista32 + SP1
DX10
ForceWare 174.74
技嘉的动态节能技术（Dynamic Energy Saver）对于处理器供电电路的相数控制更为灵活一些。华硕的EPU提供了4相和8相两挡自动调节的PWM芯片，而技嘉则可以实现从2相到6相的逐相调节。本次我们选择了技嘉的GA-EP35-DS3（P35）主板来进行测试，虽然技嘉的DES技术最早是应用在针对高端用户的产品，但很快就在面向主流用户的P35主板上也使用了该技术，DES技术也逐渐在普及。
同样的，技嘉的DES技术也必须配合附带的DES控制软件来实现，如果不安装DES软件的话，主板不会提供节能的功能。
技嘉DES的调节也非常简单（当然前提是能看懂简单的英文），软件界面的左下角有LEVEL1、LEVEL2、LEVEL3三挡可选，这里调节的是处理器的核心工作电压，具体调节值可以参见表3的详细数据。不过经过我们实验，电压的变化仅在处理器满载的时候发挥作用，其余时候处理器电压都控制在1.04V的低电压模式下以实现最大节能的目的。测试中我们也发现，DES只提供了三挡电压的手动调节，其它节能调节都是依靠系统自动完成，对初级用户来说十分方便。界面的最上方显示的是目前节约了多少电能——你可以看看开启DES后使用一天电脑能省多少电，换句话说就是能省多少钱。
另外，我们也能从软件的界面上清楚地看到处理器供电电路使用的相数，在低负载情况下，可以看到只适用了2至3相电路，满载的时候会使用到全部的6相电路。DES还提供了一项处理器节流技术，可以进一步降低功耗，不过实际测试中我们发现打开它之后系统性能下降严重，所以在后面的测试中我们将它关闭。
DES的特点是，即便是处理器处于100%频率运行状态，只要选择了电压调节挡，工作电压都会降低以实现节能，这一点我们不能肯定地说它是以牺牲少量的系统稳定性来换取电能的节省，但不排除有这样的可能。不过，从节能效果来看，的确是非常显著的，在获得同样等级的CineBench R10得分情况下，选择最省电的LEVEL3模式甚至可以获得29W功耗的节省。从温度来看，如果不开启DES功能，满载工作时的处理器温度会达到64℃之高，而开启之后，使用最省电的LEVEL3模式，处理器温度降到了57℃，降温效果十分明显。
总的来说，技嘉的DES技术的节能效果的确十分明显，它的设计思路是除了依靠Intel处理器本身能够向下调节倍频的功能来实现处理器频率动态调节外，还使用了供电电路相数动态调节以及供电电压动态调节的设计，同时，在降低工作电压的同时并没有降低工作频率，所以处理器性能没受到影响（但降低电压势必在一定程度上影响稳定性）。
DES技术使用要点：
●主板必须提供对DES技术的支持。
●必须安装DES控制软件。
●如果要使用DES技术，建议不要在主板BIOS中手动调节处理器参数。
工程师点评
硬件评测工程师 王诚
EPU与DES的节能效果
首先，假设我们的电脑每天运行8小时，其中5小时上网（轻负载，约等于待机），3小时全负荷运行游戏，如果使用DES技术可以节省（119-104）×5+（204-175）×3=0.162KWh电能。设想一下，如果是网吧，拥有500台电脑，每天24小时开机，按照前面的负载比例，一个月30天下来，使用DES就能省7290度电。
从EPU与DES两款主板节能技术来看，控制的重点除了处理器供电电路相数外，还是落脚在处理器的工作电压与倍频上，当然EPU对处理器的外频也进行了调节。从我们实际的测试情况来看，DES的节能效果非常显著，在使用LEVEL3挡、性能不受到损失的情况下，可以比不使用DES节省14%的电能，EPU技术则在最节能模式下可以节约33%的电能，效果同样显著。值得一提的是，主板节能技术除了省电之外，对于降低处理器以及供电电路的温度也有明显效果，这对于延长系统使用寿命以及稳定性都很有帮助。
总的来说，EPU比较适合玩游戏的朋友——在平时上网的时候能最大限度地节能，在玩游戏的时候能提供超过默认频率的性能；DES在任何模式下都比较省电，即便是在默认频率下，也能相对不使用DES时节省不少的电能，它比较适合需要长时间运行大型软件的用户。
主板节能技术的易用性
EPU与DES都是通过相应的软件进行控制的。对于EPU来说，只要安装华硕随主板赠送的软件光盘中的AI SUITE，就可以安装好EPU驱动程序和AI Gear3控制软件。从软件界面来看，AI Gear3比较人性化的地方是将每一个省电挡都用形象的图标来表示：步行、汽车、飞机、火箭等等，一般用户都能理解这些图标代表的省电程度，因此使用起来很容易上手。对于DES，也是安装控制软件即可，不过三个省电挡用很小的英文字标出LEVEL1、LEVEL2、LEVEL3，相对来说不太醒目，而且初级用户不看说明书的话也不清楚每一挡代表的意义，所以值得改进一下。不过两款控制软件都有一个缺点：没有提供中文界面。
主板节能，必将普及
对于主板节能这一类特色技术，目前还主要属于高端主板的卖点，不过已经有厂商在主流的产品中使用类似技术——例如本次测试中的技嘉GA-EP35-DS3，就采用了P35芯片组。可以预见，很快主板节能技术就将普及到主流产品当中。
另外，主板节能技术作为产品的特色设计，厂商自然要大力宣传，设计成用软件控制就能让用户在使用的时候留下深刻印象，不过我们认为在逐渐普及之后，主板节能技术应该直接整合到主板BIOS当中，由系统自动完成节能的工作，而不需要我们使用额外的软件进行控制——毕竟使用软件控制相对复杂，而且软件本身也要占用系统资源。主板节能成为标准化设计，必然是以后主板发展的趋势，就像现在主板使用单芯片双BIOS设计一样普遍，由于电脑的普及程度已经很高，因此这对于节约电能来说是有非常大的意义的。