NVIDIA 3070顯卡功耗分析,500W夠用嗎?
最近比較忙,3070的功耗測試分析滯后了,網上對功耗和電源的問題又吵了起來,本次測試主要為了解決一些網友的疑慮、糾紛,并且完善我的電源推薦表格。3070是更為主流、覆蓋面更廣的顯卡,所以本文的測試信息量會更大,對顯卡功耗問題和電源選擇有擔憂的網友不妨一看。感謝我的朋友貢獻了兩張顯卡。
還是那句話,讀者需要先在我的文章「離顯卡功耗實標還有多遠?峰值功耗與電源關系終結篇」了解顯卡的功耗特性是脈沖的,近年來顯卡的峰值功耗有幾倍于芯片廠給出的TDP值而且周期規(guī)律跟幀數掛鉤,功率插座已經無太大的參考價值,后面的內容你才能看懂。不然就跟小學生看大學教材一樣。
太長不看的可以直接跳到最后看總結。
顯卡簡介
3070使用的是GA104核心,174億晶體管,少于2080Ti的189億晶體管,并且有8nm工藝,按規(guī)格來推算,功耗應該不像2080Ti那么高,實際上也是這樣。
測試的兩張3070,一張是1x 8Pin供電接口,AIC Reference公版參考設計PCB,一張是七彩虹的iGame Advanced OC,2x 8Pin接口,帶超頻按鈕可以Boost到1815MHz。前者代表的是Founders Edition和大量的公版參考型號,例如影馳黑將、金屬大師之類的型號,具有較高參考價值,后者代表的是一些非公超頻版本。

PCB背面是這樣,AIC Reference版本與FE版本非常接近,有興趣的讀者可以找來FE版本的圖自行對比。FE版本使用的電源接口是一個mini Fit 8Pin轉micro Fit 12Pin(實為6Pin)。AIC Reference版本改成2x 8Pin的焊盤,留給板廠自行配置1x 8Pin或者2x 8Pin的空間。只跑220W,那么1x 8Pin是夠用的。

1x 8Pin AIC Reference版本,核心、顯存、Boost頻率分別為1500MHz、1750MHz、1725MHz。

按PCIE電氣規(guī)格協議,1x 8Pin+PCIE插槽可支持225W功率(注意是最高持續(xù)值平均值),2x 8Pin版本上限多了150W,接口上限375W。注意這里是協議,不代表接口端子的物理上限,也不代表瞬時值不能突破。

2x 8Pin版本,Boost頻率提升到1815MHz,其余沒差。

顯卡功耗實測
不進行詳細跑分,只測功耗。
測試平臺:

2020年了,我還是要重復一下,功率插座的采樣點是錯誤的,中間隔了一個電源,測AC輸入平均值代表不了DC端功耗,看它不如看GPUZ。這里使用 示波器+ 電壓探頭 + 高帶寬的電流探頭 分別連接到顯卡的 PCIE插槽 和 8Pin輸入端 測量顯卡的輸入電壓和電流,并且進行實時運算得出顯卡的功耗。
顯卡功耗部分測試采用一顆強化過的FOCUS GX-750,它的12V電壓校準過,空載為12.00V。

以下示波器截圖,其中通道1紫色曲線為顯卡12V輸入電流,通道2橙色曲線為顯卡12V輸入電壓。M通道藍色曲線為1、2通道的乘積功耗POWER。
顯卡功耗含PCIE插槽和8Pin外接供電的12V兩部分,不含CPU功耗。
1x 8Pin 3070的功耗
運行Furmark,關掉動態(tài)背景、AA、按空格鍵,msi Afterburner把風扇轉速拉滿,PowerLimit和頻率不動。3070 1x 8Pin版本測得峰值功耗約為512W,持續(xù)500μs。

受到極短時間內負載跳變影響,此時的顯卡8Pin 12V電壓波動范圍為11.6V~12.32V,即當顯卡重載時,電壓跌落到11.6V,顯卡輕載時,12V電壓反彈到12.32V。對我改過這顆750W電源來說是輕松應對的。

跑Furmark不按空格鍵的功耗,測試時間拉長到1秒。產品頁的規(guī)格寫TGP/TDP是220W就220W,用電源管理IC來控制整體功耗還是很準,也沒超過協議限制,在GPUZ里面看也是這個讀數。

2x 8Pin 3070功耗
2x 8Pin的七彩虹iGame 3070 Advanced OC情況如下,節(jié)約時間普通模式不展開詳細講,直接按了顯卡擋板的超頻按鈕進入OC模式,msi afterburner直接+7% PowerLimit,風扇全開。
Furmark空格鍵模式,峰值功耗約為560W 持續(xù)660μs。比起單8Pin版本增加約50W,持續(xù)時間增加約160μs。12V輸入電壓沒什么變化(這個取決于電源的動態(tài)性能)。

同樣跑一下1秒的持續(xù)功耗,增加到約320W,按了OC按鈕之后,平均功耗比1x 8Pin版本的默認狀態(tài)上漲100W,比自身默認不超頻模式上漲約73W。

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電源部分,海韻A12-500的測試
我一直沒時間測這款備受爭議的電源,我喜歡大的,海韻A12-500的安規(guī)型號SSR-500RA。這一款500W電源是LLC+雙磁放大的方案,理論上比普通的單磁交叉負載能力還是要強一點的,不過我喜歡有DC-DC電路的。230V EU白牌,直出線,12V輸出能力40A/480W,5V和3.3V各18A,聯合輸出能力90W,各方面看起來中規(guī)中矩,海韻最便宜的系列。

時間所限,先測一下影響顯卡兼容性的OPP過載項目,測得OPP點為675W / 135%額定功率,9ms觸發(fā)保護,能帶到135%還算不錯。低端的電源都說不準的,就像抽獎一樣,有一些沒保護的能拉到非常高的負載,有一些輸出能力不行的,120%都跑不了。
測試1.5ms的極限爆發(fā)輸出能力,測得到870W / 174%額定功率,電壓跌至9.4V,UVP關機,真是不得了啊。

海韻A12-500帶10400+3070顯卡的可行性?
當然有測過才有發(fā)言權。
手上沒有10400/10400F,拿9900K關掉2個核心降頻降壓到4.3G全核心、1.07V來模擬,實測滿載功耗平均值接近100W,比我看到的很多10400F功耗還是要高一截。
使用的顯卡是1x 8Pin的3070,默認狀態(tài)不超頻,CPU+顯卡疊加的峰值最高只測到約610W,相當低。CPU鎖住頻率之后,CPU的功耗幾乎就跑不上來。整機的功耗主要是顯卡,其次才是CPU。

極限情況下的電壓表現如下圖。這一段2.5ms的負載跳變是比較苛刻的工況,由于顯卡負載從約5A跳到約39A,Step有34A那么大,8Pin上的電壓從12.29V跌落到11.5V,再重新回到約12.1V。電壓的范圍沒有超出Intel標準的±5%,表現可以的。

把顯卡換成七彩虹 iGame 3070 Advanced OC并且解鎖OC模式,PowerLimit+7%,CPU+顯卡的峰值功耗累加可以沖到約627W。下面這一段也是比較苛刻的工況,高負載持續(xù)了6ms。

這個時候PCIE 8Pin的12V電壓最低掉到10.67V,沒辦法,功耗太大而且持續(xù)輸出時間達到6ms以上,只要不掉到顯卡UVP的情況就不會有問題,不低于10V還是安全的,只是已經低于PCIE電氣規(guī)格要求的-8%,也就是11V。

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總結:
1、市面上的3070有1x 8Pin、2x 8Pin甚至3x 8Pin的版本,TDP/或者說TGP從220W到270W都有。
2、1x 8Pin的3070 AIC Reference測得平均最高功耗220W,峰值功耗約513W。跟AMD 5700XT、NV 2070 Super是一個檔位的。
3、1x 8Pin的接口配置足夠3070不超頻使用。不超頻的情況下,1x 8Pin是夠用的,2x 8Pin的端子有更多冗余。3070單8Pin在不超頻的正常模式下,滿載功耗約220W,插槽分擔65W,8Pin分擔155W,每個12V的端子分擔約4.3A電流,有一個端子失效,另外兩個分擔6.5A也沒問題。
4、2x 8Pin的3070如果不超頻,跑起來功耗和1x 8Pin的沒太大的增幅。
5、3070出廠即灰燼,超頻徒增功耗。3070打到OC模式,3DMark Time Spy跑分增加了約200分,平均功耗增加70W,收益太小了。
6、如果只有1x 8Pin的接口配置,是撐不住OC模式的,320W的功耗,插槽分擔65W,8Pin要分擔255W,超出PCIE電氣規(guī)范限制,PCIE插頭只有3個Pin是12V,每個Pin要分擔約7A的電流,按常見端子6-8A規(guī)格,有一個端子接觸失效其他兩個端子就會過載,可能由于溫度過高而熔斷線材、殼子,沒有余量的。也就是說,超頻的別買單8Pin的3070,買了單8Pin的不建議超頻。mini-Fit端子有插拔次數限制,也別經常插拔。

7、用9900K關掉核心和降頻來模擬10400,實際的功耗應該比10400再高一些。搭配海韻A12-500W電源,CPU和顯卡的峰值功耗測下來在610-627W,測了一通宵一下午沒發(fā)現有更高的值,換成另外的電源,最高可以測到680W的峰值功率,應該是由于12V電壓偏高導致的。
8、對于海韻A12-500來說,它的過載保護點設置在675W/135%,帶上面這套配置再加上主板、內存、SSD、散熱設備,沒有太多的余量。電源工作在被榨干模式。
9、帶超頻的3070工作在極限榨干模式,遇上功耗波峰,海韻A12-500的12V會掉到10.6V左右,不到電源和板卡的UVP欠壓保護點,電源仍然可以工作。如果不care掉壓問題,海韻A12-500可以跑出870W的峰值輸出能力。
10、試了其他的兩顆500W電源,分別是酷冷至尊G500和航嘉WD500K金牌,也同樣可以帶超頻模式的3070。重載也會掉0.7~0.8V,不過這兩顆電源的出廠電壓設置稍高,遇到幾百μs的峰值掉到11.4V左右,卡在Intel標準下限。不是所有500W電源都能有這幾顆一樣的性能。簡單的算術,500W跑120%就有600W的超載輸出能力,不是每一顆電源都能跑120%。
11、回應標題,500W夠用嗎?可以帶,余量沒有。超出500W額定功率以外不保證輸出質量。CPU也是一個很重要的決定性因素,結合CPU功耗來選。
12、單8Pin的3070散熱器規(guī)模稍微夸張了點。如果不打算給玩家留超頻空間,是可以縮小點規(guī)模,做成ITX顯卡也不錯。不過現在的市場還是喜歡大的。
13、之前承諾過的,更新一下最新的電源推薦表格1.4。3070選650W相對比較好,有余量,實在預算不足,500W勉強可以。

14、再次感謝借我顯卡的朋友。如果本文對你有幫助,請分享給你的朋友。