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显卡功耗名称的旧爱新宠:TDP、TBP和GCP(电脑电源功率估算之懒人公式)

前言:

台式机需要多少瓦电源?此文将给出两个测算公式。由于显卡是主机中的耗电大户,计算的关键步骤是要算出显卡的满载功率,而满载功率并不是名震寰宇的TDP。

正文:

显卡的功耗名称目前主要有三个:TDP、TBP和GCP,其中TDP入行最早,名气最大,另外两个属于近几年的崭露头角的新人。AMD虽然找了新欢TBP(Typical Board Power典型板卡功耗),但和老情人TDP还在拉拉扯扯,而NV已经彻底抛弃了旧爱,选择了GCP。

TDP(Thermal Design Power散热设计功耗),是反应一颗处理器(CPU或GPU)热量释放的指标,单位为瓦。早期的电脑CPU(如80386,1995年)是没有散热器的,小虫站长就是在这一年安装了自己第一台电脑,后来的80486处理器,多数也同样如此,至多贴个散热片。到了奔腾时代(1999年),TDP逐渐被厂商重视,著名的奔腾MMX/166的TDP为13.1W,奔腾PRO 200是35W。

TBP:AMD目前脚踏两只船,游戏显卡采用了一个新称呼:TBP(Typical Board Power典型板卡功耗),而在专业显卡中仍然抱着TDP不放手。

 AMD显卡功耗名称

图一

上图来至于AMD官网截图,即使是兄弟型号,显卡的功耗名称也并没有统一起来。

GCP/GSP:NVIDIA早期也采用TDP,后来则换成GCP(Graphics Card Power显卡功耗),这名称非常直白。对笔记本显卡,由于其并没有”卡“的形状,则称呼为:GSP(Graphics Subsystem Power 图形子系统功耗)。

 

TDP、TBP、GCP/GSP的数值和显卡的满载功率是有偏差的,下面一起来探究这个偏差有多大。

实测4款N卡,下图。

 TDP功耗,GCP功耗和真实功耗研究

图二

测试解读

根据一些实验证明,3DMARK的峰值高于FURMARK,因此这里我们放弃了FURMARK测试。

满载功耗并不是峰值功耗,峰值功耗需要在特定场景才能跑出来,通常在一瞬间达到,时间也极其短暂,如GTX1080的峰值功耗为244W,GCP=180W,超出了64W,实际还可能不止244W,可能峰值时间太短(以毫秒为单位),普通功耗仪无法测出,因此,峰值功耗不宜用来估算整机功耗。

满载功耗可以看做是在极高负载下的功耗值,它并非一瞬间出现,而是能多次摸到这个高度。《古墓丽影 暗影》和《孤岛惊魂5》对显卡要求都非常高,BENCHMARK可以让显卡处于极高负载状态下,GTX1060 3G、GTX1660Ti、RTX2060的GCP值就在真实功耗的上限位置,GTX1080非公版红龙,核心频率较高,超出25W算在合理范围。

根据专业网站的测试数据,合并以上测试,分析后给出如下表格:

N卡满载功耗和GCP功耗值对比表

显卡型号(非公版桌面版) 满载功耗值(W) NV官方的公版 GCP功耗值(W)
GTX1050 76 75
GTX1060(3G) 124(实测) 120
GTX1060 (6G) 121 120

GTX1070

181 150
GTX1070Ti 189 180
GTX1080 205(实测) 180
GTX1080Ti 297 250
GTX1650 87 75
GTX1660 121 120
GTX1660Ti 123(实测) 120
RTX2060 165(实测) 160
RTX2070 234 185W(FE)
RTX2080 270W 225W(FE)
RTX2080Ti 294W 260W(FE)

 注:由于非公版之间频率也有差异,会导致满载功耗值出现一定差异。

 由此可以得出以下结论:

50/60级别的满载功耗约等于GCP值,70/80级别的满载功耗稍高于GCP值,幅度通常在50W以内。
这条结论可以用来估算N卡的满载功耗。

再看AMD这边,TBP值和真实满载功耗差距几何?

根据目前一些测试,统计如下:

A卡满载功耗和TBP功耗值对比表

显卡型号(非公版桌面版) 满载功耗值(W) TBP功耗值(W)

RX570

187 150
RX580 234 185
RX590 244 --
RX VEGA 56(公版) 237 210
RX VEGA 64(公版) 327 295
Redeon VII(公版) 350 300

从上表看出,中档以上的A卡,其满载功耗也稍高于TBP值,幅度通常在50W以内。

满载功耗略高于官方给出的标准值,是多种原因共同导致。原因之一是对”满载“”最大“等定义上的偏差,其二是采用的非公版频率略高。其三是驱动不同也能导致一些差异。

我个人推测,无论是NV的GCP、还是AMD的TBP,很可能就来至于TDP的改名而已,虽然TDP并不是电功耗,但是由于其数值和极高负载时的真实功耗接近,改个名字更能贴近用户,因为TDP更多的时候是给散热器厂家的标准,而用户更关心实际功率,并以此为依据选择电源。

既然偏离值都不大,我们就有了主机电源额定功率(RP:rated power)的估算公式:

主机适配电源额定功率计算公式

图三

公式解读

1、CPU TDP:是指CPU在最大负载时候释放的热量,并不是真实功耗。理论上说,TDP是小于CPU真实峰值功耗。但是,可以近似地把TDP的值看做日常重度负载下的功耗值,因此,可以借用TDP这一指标,去估算主机的满载功耗。需注意的是,这里的“满载”含义,是指不超频、不用专用程序去压榨。
2、CV修正值:显卡TDP为75W时,CV=0(为什么为0上文已有验证),显卡TDP大于75W时候,可取值15W,Nvidia的16/20系列和AMD VEGA系列考虑整体主机配置会略高,再加30W,此时CV=15+30=45W。对于超过2个机械盘的多硬盘主机(如服务器),CV值还将上调。
3、其余配件功耗打包估算为40W,参考值:主板 6W、8G-DDR4 2W/根、1TB机械硬盘:8W/个、固态硬盘:2W/个,外加光驱、键鼠、散热器和若干机箱风扇
4、/0.6:在满载时仍然保留40%冗余功率。
5、没有独显可把显卡TDP看做为0,实在不放心也可以再加个50W。
此公式为小虫自创,并非什么权威公式,用户可以根据实际情况做一些调整,适当小点或者大点都可以,如算出来时683W,用650W电源,算出来是741W,用额定750W都可以。

验证:

GTX1050/GTX1050Ti :TDP65W   官方建议300W电源

(75+65+40)/0.6=300W    和官方推荐功率精准一致。

GTX1060:TDP65W  官方建议400W电源

(120+15+65+40)/0.6=400W 和官方推荐功率精准一致。

GTX1070Ti/GTX1080  :TDP180W,官方建议500W

(180+15+65+40)/0.6=500 和官方推荐功率精准一致。

GTX1080Ti:TDP250W,官方建议600W

(180+15+65+40)/0.6=616W  符合。

GTX1660/GTX1660Ti :TDP65W,官方推荐450W

(120+45+65+40)/0.6=450W   和官方推荐功率精准一致。

RTX2060:TDP160W,官方推荐500W

(160+45+65+40)/0.6=516W   符合

RTX2070:TDP185W  官方推荐550W

(185+45+65+40)/0.6=558W   符合。

 RTX2080

TDP:225W  官方推荐650W

(225+45+65+40)/0.6=625W   符合。

 RTX2080Ti

TDP:225W  官方推荐650W

(260+45+65+40)/0.6=683W    符合

AMD这边用这个公式还准不准呢?

RX570  官方推荐450W

 (150+15+65+40)/0.6=450W   和官方推荐功率精准一致。

RX580  官方推荐550W

 (180+15+65+40)/0.6=500W   和官方推荐功率精准一致。

RX Vega56  官方推荐650W

 (210+45+65+40)/0.6=600W  低于官方值50W,仍在合理区间。

RX Vega64  官方推荐750W

 (295+45+65+40)/0.6=741W  符合。 

以上16款型号,除了RX Vega56这款偏离了50W,其余15款均符合官方推荐值,而且,有9款显卡通过此公式计算出来和官方推荐值精准一致。

 

由于CV修正值的存在,此RP公式的适用范围较大,但相对不太简便。由于我们个人用户通常不会装两个CPU,3、5个机械硬盘,也不会大幅度超频,更不会经常用FPU跑浮点,因此,即使是TDP95W,不超频仍然可按65W计算,同时对CV取较大值(15+30)W。这意味着,此公式可以化简为只根据显卡TDP的单一指标,就可以计算主机适配的电源功率。

因此我们可以偷懒,把图三的公式简化。

其实懒人也有境界之分的,

初级:炒菜太麻烦了,到餐厅吃饭还要走路,喊个外卖。

中级:叠被子太麻烦了,反正晚上睡觉还要盖的。

高级:买电脑还要算功率,好麻烦哟!有没有10秒就能算出来的?

有:

适配电源功率估算之懒人公式

验证:

核显主机,TDP可取0,用(150/0.6)=250W即可。

如选择GTX1650显卡,那么主机适配电源为:(75+150)/0.6=375W,官方推荐300W,超出75W。

如选择GTX1660显卡,那么主机适配电源为:(120+150)/0.6=450W,和官网推荐一致。有用户问,额定400W行不行呢?不超频,选择知名品牌电源,是可以的。如果不放心,多加50W~100W当然是没问题的。

如选择RTX2080显卡,那么主机适配电源为:(225+150)/0.6=625W,取整到600W~650W都是合适的。

电源额定功率过小有质量隐患,过大则性价比下降。

结束语:

懒人公式虽然精确度稍低,但是简单,明确,可根据实际情况加减取整。另外, 买电源一定不能只看额定功率,几十元杂牌的额定500W电源多为虚标,不足为信,就算采用某些特殊办法额定达标,其输出不稳定或者电流不纯净(纹波不合格),会导致其它硬件损坏,有的用户贪图便宜选择伪劣电源,很快硬盘就挂了,然后骂希捷、西数质量差。

 

最新咨询/评论

  • **** 2019-11-14 12:30 评价等级:很好

    小虫老师,您好,我的电源是400W的,能用锐龙2600X+RX 560XT吗?

    站长回复:

    您好,额定400W可以

  • **** 2019-10-25 09:55 评价等级:很好

    老师,我想问一下这个公式有没有考虑超频呢?

    站长回复:

    可以小超(体验性的),不改变散热器,长期和大幅度超频肯定要上调功率。

  • **** 2019-06-14 17:37 评价等级:很好

    我想说一下楼上的提问里关于对电源转换率的理解误区,大牌电源铭牌标定多少瓦的输出就是多少瓦,跟你金银铜铁牌的转换率一点关系都没有!转换率高只是输入端省点电,不要再被无良商家偷换概念洗脑或者自己瞎理解了!

  • **** 2019-05-27 08:56 评价等级:很好

    这里还有铜牌银牌金牌转换效率不同的问题,400的铜牌转换效率为400*0.82=328w,金牌为400*0.87=348w,功率差20w,虽然不多但一个是转换效率有保障另一个在更大的电源上差值差的就更多了

    站长回复:

    不同负载的转换率是不同的,这实际是另外一个问题,如果两个问题叠加考虑,会把一个简单问题复杂化。

  • **** 2019-05-26 15:19 评价等级:很好

    为什么要留40%这么多啊。。

    站长回复:

    转换效率高,更安全。

  • **** 2019-05-26 14:40 评价等级:很好

    i3 8100加自带核显再战2年!打游戏开中特效毫无压力!现在没必要去追新。嘿嘿!

    站长回复:

    中小的还可以,大型的也可以,降低分辨率即可,只是画质就有点惨

  • **** 2019-05-25 20:03 评价等级:很好

    “核显主机,TDP可取0,用(120/0.6)=250W即可。”
    应为
    “核显主机,TDP可取0,用(150/0.6)=250W即可。”

    站长回复:

    谢谢提示,已修正

  • zhang**** 2019-05-25 19:09 评价等级:很好

    A卡这功耗也太高了

    站长回复:

    看情况Navi能耗比也恼火

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