提升每瓦性能与每元性能 主流台式机处理器能耗管理技术简介与体验

　　怎样的处理器才是好产品？可能有的读者会说性能越高就越好。诚然，性能高的确会给用户带来更好的体验，但如果为了性能，而需要付出多得多的电力消耗与购买成本就得不偿失了。因此AMD、英特尔两大处理器厂商早就开始为它们的处理器开发了多种能耗管理技术一其目的只有一个，在处理器性能增长的同时，尽量减少它们的耗电量，提高处理器的每瓦性能。同时处理器厂商也通过采用各种新技术，尽力降低主流处理器的销售价格，让消费者为处理器支出的每一元钱都更加物有所值，做到性能、功耗、成本三不误。今天我们就将首先向大家介绍当今主流台式机处理器主要使用的能耗管理技术，并对它们的实际效果进行体验。

　　凉又静+Turbo Core AMD的两大杀手锏

　　Cool‘n’Quiet即凉又静是AMD处理器一个非常经典的技术，这项技术早在AMD的Athlon 64处理器上就已经出现，用来降低AMD处理器在轻载与待机状态下的功耗。在主板BIOS中开启“Cool‘n’Quiet Technology”项目后，凉又静技术就能发挥作用。用户如果使用CPU-Z等软件监控CPU可以发现，CPU的倍频不再是之前的固定值，而是拥有了一个浮动空间。比如A10-7850K APU的默认频率为3.7GHz，在启用了凉又静技术后，它在待机状态下，将使用最小倍频x17，这个时候CPU的频率就会自动降低到1.7GHz(100MHz×17)，在工作负荷处于中度或轻度状态的时候，其频率仍可能控制在3GHz以内，只有在高负载状态下才会自动提升到3.7GHz或更高。同时，在低频率状态下，AMD处理器还会使用更低的工作电压，如在1.7GHz下，A10-7850K的工作电压仅有0.4～0.5V左右，只有在四核心全开的重载环境下才会提升到1.4V。显然频率与电压的降低，可以有效降低处理器的功耗。

　　当然，处理器的频率也不是越低越好，在不少应用中我们也需要处理器的所有核心或某部分核心全速、甚至超速工作，以获得更好的使用体验。为此AMD从2010年的羿龙处理器开始，又为其处理器产品增加了Turbo Core技术。AMD Turbo Core技术主要针对提高CPU工作效率而进行频率调节，在TDP热设计功耗允许的范围内，将需要使用的工作核心主频提升至默认频率以上，同时将非工作核心频率降低来保证CPU的功耗不会超过默认TDP数值。举例来说，如果你需要使用A10-7850K这颗APU进行像SuperPi、wPrime这样的处理器运算任务，那么它会自动提升处理器核心的频率，而降低GPU核心的频率一A10-7850K CPU核心的频率可从默认的3.7GHz最高动态超频到4GHz。而如果你需要使用GPU核心去进行通用运算，APU则可自动降低CPU核心频率，并提升GPU核心的工作频率，其GPU核心频率最多可从654MHz提升到720MHz。总体来说，TurboCore技术会根据任务类型、处理器温度、任务执行线程数，自动选择最适合执行的核心，并对该核心进行小幅超频，令系统无需增加太多的耗电量即可为用户提供更好、更快的使用体验。

　　Speedstep+Turbo Boost英特尔能耗管理技术解析

　　而英特尔的能耗管理技术其主打的就是大家熟悉的Speedstep。该技术最早应用在笔记本电脑上，英特尔在Pentium4时代将其引入桌面平台。其基本原理和AMD的凉又静技术类似，都是依靠设定额外的低电压、低频率工作状态，降低处理器在待机或者轻负载状态下的能耗。如Core i3、Core i5等英特尔处理器在待机状态下的频率往往仅800MHz，只有在满载状态下才会全速运行。同时，为提升处理器在各类应用程序下的运行速度，英特尔处理器则整合了名为Turbo Boost的睿频技术。该技术同样会根据任务类型、任务所需线程运算数量，对处理器核心或显示核心进行加速。举例来说，如进行多线程渲染运算，那么Core i5 4450的处理器频率将由默认的3.2GHz提升到3.3GHz。如任务只是单线程运算，则其频率可进一步提升到3.4GHz。而如果是进行3D游戏应用，处理器的显示核心频率则会自动以1.1GHz的最高动态频率运行。不过需要注意的是，英特尔只有Core i5、Core i7两类定位较高的处理器支持睿频技术。

　　主流处理器能耗管理技术效果展示

　　既然两大处理器厂商都具备相关的能耗管理技术，那么其实际使用效果到底如何？为此我们特别选取六款具备代表性的主流处理器，为大家展示它们的实际使用效果。从使用习惯来看，目前用户在使用电脑时主要进行以下三类应用：1.游戏应用，我们将通过运行《使命召唤：高级战争》或《尘埃：决战》来体验；2.日常应用，包含上网浏览、图片处理、视频与文档编辑等多种应用，通过运行PCMark8 Creative测试模拟；3.OpenCL通用运算，如金融科学类运算、3D图形渲染等应用，通过运行Libre Office金融运算体验。因此在这个展示过程中，我们不仅将展示每款处理器在进行这些应用时的性能表现，还将记录其平台(不含显示器)每进行一个应用一小时的能耗，并据此计算出其平均功率（相对于采用瞬时功率测量数值，这将更加科学、真实），然后再根据功率数值、零售价格，分别计算它们在进行每一个应用时的每瓦性能、每元性能，毕竟这些数值越高、使用成本越少的处理器才算是一款好产品，那么当前的这些主流处理器是否符合我们的这一期望呢？

　　中高端处理器展示AMD A10-7850K VS.Intel Core i5 4460

　　产品简介A10-7850K采用四核心四线程设计，其内部的Radeon R7显示核心拥有多达512个流处理单元。同时，这款APU支持DDR 32133内存，这为进一步提升APU3D性能创造了条件。处理器核心上，它则采用了性能更好的压路机架构设计，其Boost频率高达4.0GHz。Core i5 4460隶属英特尔Core i5系列产品，同样采用四核心四线程设计，其配备的HD Graphics 4600核芯显卡拥有20个EU执行单元。而在处理器核心上，它则采用了较新的Haswell Refresh核心，支持睿频技术。

　　每瓦性能与每元性能分析

　　从体验上来看，两款处理器带给用户的体验差异很大，A10-7850K可为用户提供在全高清画质下流畅运行《使命召唤：高级战争》的能力，同时其通用运算的的性能领先Core i5 4460了244%，意味着在相同时间内，A10-7850K完成的运算任务量要比后者多得多。同时从每瓦性能的角度来看，由于性能领先幅度较大，因此A10-7850K在游戏应用、通用运算中的每瓦性能数值均明显大于Core i5 4460，其中通用运算性能的每瓦性能领先幅度达到120%以上，这意味着A10-7850K在这两个应用中每消耗一瓦可以为用户提供更大、更多的回报。而在PCMark8中，由于A10-7850K领先Core i5 4460的幅度稍低，因此它的每瓦性能略低于后者，不过其在PCMark8的整体性能表现上，A10-7850K则仍有16.8%的领先。而从每元性能性能来分析，凭借A10-7850K与Core i5 4460之间存在261元的较大价差，再加上A10-7850K在每个测试项目上都获得了较大领先，因此其在每元性能上均大幅战胜了Core i5 4460。所以整体来看，无论是从电力消耗还是购买成本上，A10-7850K都能为用户带来更多的回报，更加物有所值。

　　中端处理器展示 AMD A8-7650K VS.Intel Core i3 4150

　　产品简介 A8-7650K是AMD新近推出，一款定位中端的A PU产品，其同样采用基于统一内存架构设计的Kaveri核心，拥有四颗处理器核心。与A10-7850K相比，其最大的不同在于显示核心的流处理器规模有所减少，从512个缩减为384个。其他方面它仍支持DDR3 2133内存，其最大动态加速频率可达3.8GHz。

　　这款定位中端的Core i3 4150处理器采用了双核心四线程设计，由于是定位不高的Core i3系列产品，因此它不支持Turbo boost睿频加速技术，其处理器核心在满载频率下只会工作在其默认的3.5GHz下。同时，它的核芯显卡规格相对于Core i5系列也有所削减，EU执行单元数量减少至16个。

　　每瓦性能与每元性能分析

　　总体来看，A8-7650K与Core i3 4150在性能与功耗表现上，与它们的A10系列、Core i5“大哥”相比非常类似。A8-7650K在游戏、通用运算或日常应用体验中较Core i3 4150均有非常大的性能优势一A8-7650K仍具备在全高清画质下流畅运行《使命召唤：高级战争》的能力，其通用运算速度比Core i3 4150快了240%，在PCMark 8 Creative性能测试上有13.6%的领先。而Core i3 4150最大的亮点在于双核心设计让它的功耗更低。同时从每瓦性能、每元性能的角度出发，A8-7650K APU在整体上仍具备更好的表现。凭借较大的性能领先优势，以及低于Core i3 4150 190元的价差，它在每元性能测试上均大幅战胜了对手，而在每瓦性能表现上，除PCMar k 8因性能优势相对偏小略低于对手外，它也在所有测试中轻松击败了Core i3 4150。

　　入门级处理器展示 A6-7400K VS. Pentium G3258

　　产品简介 A6-7400K是Kaveri系列APU中的入门级产品，采用双核心设计，并配备Radeon R5显示核心，流处理器数量达到256个。同时，处理器频率最高可加速到3.9GHz。Pentium G3258也采用双核心设计，配备拥有10个EU单元的HD Graphics核芯显卡。

　　每瓦性能与每元性能分析

　　在低端处理器中，A6-7400K仍继承了其前辈的特色，在游戏应用、通用运算、日常应用三大应用中相对于Pentium G3258处理器有较大的性能领先优势一可以在全高清画质下流畅运行像《尘埃：决战》这样的主流3D游戏，通用运算性能领先幅度在240%以上。这也使得它在游戏应用与通用运算中的每瓦性能均大幅超越后者。而在PCMar k 8的测试中，A6-7400K在整体性能上依然领先了600分，每瓦性能则达到Pentium G3258的89%。同时，由于在售价上A6-7400K相对于Pentium G3258仍有一定的优势，比后者低了60元。因此在每元性能上，A6-7400K也在所有测试项目中大幅领先。

　　不可忽视的每瓦性能与每元性能

　　什么是真正有意义的节能，低功耗就是节能？综合以上六款主流处理器的体验来看，这显然不是正确的答案一就像文中的体验结果一样，虽然两款处理器定位相当，但其中一款处理器的游戏运行帧速只有另外一款产品的一半，无法流畅运行游戏，通用运算速度仅仅只有近1/4，相信没有用户会为了这款处理器的低功耗而愿意备受煎熬。所以真正有意义的节能是处理器所消耗的功耗与性能成正比，用户为购买这款处理器所花费的金钱也与它的性能成正比，且比值越大越好，而每瓦性能与每元性能就是购买处理器前最值得参考的数据。

　　文/张海峰