顯卡功率測試方法更新

張祖強(qiáng)

NVIDIA PCAT簡介

這款顯卡功率測試套件的英文全稱為Power Capture Analysis Tool（中文直譯為功率捕獲分析工具，下文簡稱PCAT），其作用是提供非常精確的顯卡總功率和每瓦性能，設(shè)計目的自然是為了降低顯卡功率數(shù)據(jù)的采集和分析難度。PCAT包含了多個硬件和一款軟件，硬件方面的核心主要是PCAT模塊、PCAT PCIe轉(zhuǎn)接板，同時還包含一些配套設(shè)備，如O LED模塊、1根4Pin杜邦數(shù)據(jù)線、1根Micro-USB轉(zhuǎn)USB-A數(shù)據(jù)線、3根8Pin PCIe供電線。通常情況下，顯卡供電主要通過PCIe插槽和電源，而P C AT模塊和P C ATPCIe轉(zhuǎn)接板的作用是捕獲PCIe插槽和電源給顯卡的電力數(shù)據(jù)，并通過處理之后在OLED模塊上實時顯示。相比其他顯卡功率測試方法，PCAT有以下幾大優(yōu)勢：

·讓PCIe顯卡的功率測試更簡單，且結(jié)果詳實;

·適用于任何GPU供應(yīng)商，不依賴于私有的API調(diào)用;

·直接測量電路板總功率，不再猜測和推斷;

·取決于測得的電壓，精確到千瓦的一千分之一以內(nèi);

·無須焊接

當(dāng)然，PC也能通過Micro-USB轉(zhuǎn)USB-A數(shù)據(jù)線連接PCAT模塊，從而讀取實時功率數(shù)據(jù)，并通過名為“PCATUtilit y”的軟件進(jìn)行實時顯示。這款軟件UI設(shè)計簡潔明了，上半部分主要顯示的是功率（包括顯卡的實時、平均、最大總功率）以及電壓和電流等數(shù)據(jù)，而下半部分則主要顯示功率變化的折線圖，同時我們還可以根據(jù)實際需求來調(diào)整折線圖顯示的項目和時間等。對了，PCAT Utility還有一項非常重要的功能—數(shù)據(jù)記錄。我們可以簡單理解為一個顯卡功率的Benchmark，它可以將指定時間段內(nèi)采集到的顯卡功率數(shù)據(jù)生成表格，所以相比查看左上角的臨時統(tǒng)計數(shù)據(jù)，PCAT Utility的數(shù)據(jù)記錄功能要更加準(zhǔn)確、實用。值得一提的是，PCAT還可以和 FrameView協(xié)同工作，我們在使用FrameView記錄游戲幀率的同時，還可以通過FrameView生成的日志查看每瓦性能和PCAT總顯卡功率（該功能僅限NVIDIA顯卡）。

PCAT顯卡功率實測

有了PCAT，我們就能直接測量顯卡的功率，所以在實測環(huán)節(jié)中我們首先想要得到的答案是顯卡在待機(jī)和烤機(jī)時的功率到底是多少。為此我們特別找來5款NVIDIA GeForce RTX 30系顯卡，并通過PCAT Utility分別在待機(jī)和烤機(jī)（使用Furmark在1080p分辨率下烤機(jī)10分鐘）狀態(tài)下觀察它們的功率情況。事實上，我們可以從多個方面來分析PCAT測得的數(shù)據(jù)。例如同一款顯卡在運行不同游戲，以及不同分辨率下運行同一款游戲的功率如何。不僅如此，我們還可以將PCAT測得的數(shù)據(jù)做成折線圖，以此考察顯卡在運行過程中的功率變化情況，所以除了觀察參測顯卡在待機(jī)和滿載狀態(tài)下的功率，我們會把測得的數(shù)據(jù)從以上幾個方面進(jìn)行解讀。

從我們的測試成績來看，參測這款RTX 3060顯卡在使用Furmark烤機(jī)10分鐘后，其功率約為174W。相比使用功率測試儀測試整個測試平臺的總功率（約324W），使用PCAT測得的功率更加準(zhǔn)確，而且不會受到測試平臺硬件（如處理器電源、散熱器）更換的影響，所以PCAT的測試數(shù)據(jù)具有更高的參考價值。

通過測試成績我們可以看到，同一款顯卡在運行不同游戲時的幀率也有所不同。例如RTX3060在1080p分辨率和最高畫質(zhì)下運行《銀河破裂者》Benchmark時的平均功率約為130W，運行《德軍總部：新血脈》和《極限競速：地平線4》這兩款游戲的Benchmark時，RTX 3090的平均功率約為117W。此外，通過對比RT X3060在1080p和4K分辨率下運行參測游戲時的功率，我們不難看出，分辨率越高顯卡的功率也越高。所以我們也提醒那些近期想要入手更高分辨率顯示器的玩家，請注意你現(xiàn)有電源可提供的功率是否足夠。

在本次測試中，我們還選擇了3款性能比較接近的顯卡（RTX 3060Ti、RTX 2080 Ti、RX 6700XT）來對比他們在運行3DMark和不同游戲時的功率情況。綜合我們的測試結(jié)果來看，RT X 2080 Ti在大多數(shù)測試項目中的平均功率最高，RT X 3060 Ti的平均功率最低。從這3款參測顯卡運行《德軍總部：新血脈》《銀河破裂者》《極限競速：地平線4》的功率變化曲線我們不難看出，RX 6700XT在測試中的功率波動幅度最小，而RTX3060 Ti和RTX 2080 Ti的功率波動幅度要稍大一點，功率曲線圖對于廣大游戲玩家來說沒有太大意義，但能幫助研發(fā)工程師了解顯卡的功率變化情況，并對顯卡進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化。

小結(jié)

相比使用功率測試儀和GPU-Z、H W i N F O64等軟件偵測顯卡功率，PCAT測得的顯卡功率更加準(zhǔn)確，同時也具有更高的可對比性。此外，PCAT還可以每秒生成10個詳細(xì)的顯卡功率數(shù)據(jù)，方便我們更直觀地了解顯卡在運行過程中的功率變化情況。配合PCAT，F(xiàn)rameView還可以生成顯卡能耗比，通過這一數(shù)據(jù)，我們就能分析基于不同生產(chǎn)工藝和架構(gòu)的顯卡在能耗比方面的差異，這對于我們今后的顯卡評測也具有非常高的參考價值。

所以在今后的顯卡功率測試中，我們會增加PCAT的測試結(jié)果，同時保留功率儀測得的整個測試平臺總功率，方便大家參考。