显卡能效比-难言之隐只有难言没有“之隐”

前言

衡量一款芯片是否优秀，如果只能选一个指标，站长认为，CPU是“IPC”，显卡是“能效比”。

CPU每次官方新一代产品的发布会，经常把“IPC”提升幅度大势宣传一番，但是，轮到显卡新品发布会，英伟达和AMD都不公布能效比数据，这其中有什么难言之隐吗？

今天，站长就给大家解密。

正文

能效比之所以是“最重要”的指标，是因为它是显卡的：制程、GPU核心规模、GPU架构、GPU频率、显存规格和驱动全面优秀的综合表现，这点像高考总分，“语数外物化生”，看的是“六门科目总分”。

好巧，影响能效比的恰好也有六个主要因素。

1、 制程。

以RTX50和RTX40为例，分别采用TSMC 4NP NVIDIA定制工艺和TSMC 4N NVIDIA定制工艺，晶体管平均密度相当，大约1.2亿/平方毫米。制程上两者算一个层次。

此图来自于笔吧评测

2、 GPU核心规模

从上图看出，移动端能效比RTX5090>RTX5080>5070ti>RTX5070，体现了同制程和架构下，核心规模越大，能效比越高。

对比RTX5080和RTX5070TI，核心规模（CUDA核心）提升了30%，能效比提升了13%（140W）。 但此结论不适用桌面端。在桌面端能效比最大值出现在RTX5080。

经统计（见上图），从10到50系列，桌面端的能效比最佳分别是：GTX1080、RTX2080TI、RTX3070、RTX4080S和RTX5080，最近两代都是次旗舰型号。这或许能说明，在技术允许前提下，核心规模可以往上堆，直到能效比下降再停止。

考虑到40和50系列移动端旗舰版的规模都低于同级桌面的次旗舰，

可以推论： 在移动端，档次越高，能效比越高。

3、GPU架构

移动版RTX5080和RTX4090的能效比曲线在110~160W区间几乎重合，RTX5080的CUDA数量是8192个，比RTX4090是9728个少16%，这说明RTX5080依靠架构和显存两方面的优势，用相同的功耗，和核心规模更大的RTX4090性能打平，也可以说RTX4090依靠更大的规模，弥补了架构和显存的劣势。

那我们可以直接计算50架构的能效比提升幅度吗？ 不能，因为流处理器变化了，能效比也会变化。 但是，可以计算每流处理器能效比（忽略频率因素）

过程——

设：A为RTX5080的每流处理器效率因子，流处理器数量和跑分成正比（注：仅在一定区间内适用，需满足多个条件，这里不展开讨论）

由于两者在140W跑分一样 则有：9728=8192A

A=1.187

即：在140W时，RTX5080比RTX4090的每流处理器能效高18%，这是“架构和显存双提升”带来的增幅。

4、GPU频率

不同的显卡，基础频率和加速频率也不一样，GPU频率是研发公司综合考虑性能、功耗、散热条件、自身定位、产品竞争格局等多因素的最佳平衡点。

一般来说，桌面版显卡进行手动超频，如未进行降压，能效比会降低，移动版一般通过降压来实现频率提升，能效比升高。

5、 显存规格

显存功耗在整卡功耗中的占比不是一个固定值，在桌面端典型功耗占比大约10~20%，移动端为15~25%。采用能效比更高的显存，移动显卡的获益高于桌面显卡。

仍然以RTX5080和RTX4090为例，前者是16GB GDDR6，带宽是576GB/s，后者是16GB GDDR7，带宽896GB/s，增加幅度为55%。

根据目前资料，GDDR7的能效比相对GDDR6提升了50%以上。

由于：显存能效比=带宽/显存功耗

如果按55%计算，那么意味着，RTX 5080移动版在提供高出55%带宽的同时，其显存在典型负载下的功耗与RTX 4090移动版大致相同，其“能效红利”并未节约功耗，几乎完全被转化成了“性能红利”。

6、 驱动

常用：显卡能效比=跑分/平均功耗。 显卡的跑分和驱动有关。由于3DMark测试项目（如Time Spy, Steel Nomad等）对显卡压力的侧重点不同，驱动更新后，不同的项目提升比例也不相同。

总结

CPU没有传统驱动程序，我们能固定在八核、4GHz来公布IPC提升比例，显卡却难以固定在相同的流处理器数量来对比。所以，文中我们只能粗略计算“每流处理器能效比”。新一代的显卡发布，不公布能效提升幅度，其中没有“”之隐”，只有“难言”，因为它缺乏公平的对比基础，又是动态变化的数据，受影响的因素太多，难以给出一个固定的提升比例。