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首页 › 评测 › PC硬件 › NVIDIA 3070显卡功耗分析,500W够用吗?

NVIDIA 3070显卡功耗分析,500W够用吗?

fcpowerup
11月 7, 2020PC硬件
36 124

最近比较忙,3070的功耗测试分析滞后了,网上对功耗和电源的问题又吵了起来,本次测试主要为了解决一些网友的疑虑、纠纷,并且完善我的电源推荐表格。3070是更为主流、覆盖面更广的显卡,所以本文的测试信息量会更大,对显卡功耗问题和电源选择有担忧的网友不妨一看。感谢我的朋友贡献了两张显卡。

还是那句话,读者需要先在我的文章「离显卡功耗实标还有多远?峰值功耗与电源关系终结篇」了解显卡的功耗特性是脉冲的,近年来显卡的峰值功耗有几倍于芯片厂给出的TDP值而且周期规律跟帧数挂钩,功率插座已经无太大的参考价值,后面的内容你才能看懂。不然就跟小学生看大学教材一样。

太长不看的可以直接跳到最后看总结。

显卡简介

3070使用的是GA104核心,174亿晶体管,少于2080Ti的189亿晶体管,并且有8nm工艺,按规格来推算,功耗应该不像2080Ti那么高,实际上也是这样。

测试的两张3070,一张是1x 8Pin供电接口,AIC Reference公版参考设计PCB,一张是七彩虹的iGame Advanced OC,2x 8Pin接口,带超频按钮可以Boost到1815MHz。前者代表的是Founders Edition和大量的公版参考型号,例如影驰黑将、金属大师之类的型号,具有较高参考价值,后者代表的是一些非公超频版本。

PCB背面是这样,AIC Reference版本与FE版本非常接近,有兴趣的读者可以找来FE版本的图自行对比。FE版本使用的电源接口是一个mini Fit 8Pin转micro Fit 12Pin(实为6Pin)。AIC Reference版本改成2x 8Pin的焊盘,留给板厂自行配置1x 8Pin或者2x 8Pin的空间。只跑220W,那么1x 8Pin是够用的。

1x 8Pin AIC Reference版本,核心、显存、Boost频率分别为1500MHz、1750MHz、1725MHz。

按PCIE电气规格协议,1x 8Pin+PCIE插槽可支持225W功率(注意是最高持续值平均值),2x 8Pin版本上限多了150W,接口上限375W。注意这里是协议,不代表接口端子的物理上限,也不代表瞬时值不能突破。

2x 8Pin版本,Boost频率提升到1815MHz,其余没差。

显卡功耗实测

不进行详细跑分,只测功耗。

测试平台:

配置 型号
处理器 / CPU  Intel i9-9900K @5GHz 1.28V
主板 / MB  ASUS Z390 Workstations
内存 / RAM  Kingston DDR4-4000 8Gx2 @4000
固态硬盘 / SSD  Samsung SM961 256G / Samsung 970EP 500G
显卡 / Graphics Card  RTX3070 AIC Reference 1x 8Pin
 RTX3070 iGame Advanced OC 2x8Pin
散热器 / Cooler  NZXT Kraken X72 + GentleTyphoon GT3000 x3
显示器 / Monitor  DELL U2720QM / U2518D
电源 / PSU  Seasonic FOCUS GX-750 FC mod、Seasonic A12-500W
示波器 / Oscilloscope  Tektronix MDO3014
电流探头 / Current Probe  TCP0150 20MHz带宽+ TCP0030A 120MHz带宽
操作系统 / OS  Win10
测试软件 / Benchmark  LinX 0.65
 Furmark 1.21.2
 3DMARK等等
Drivers 457.09

 

2020年了,我还是要重复一下,功率插座的采样点是错误的,中间隔了一个电源,测AC输入平均值代表不了DC端功耗,看它不如看GPUZ。这里使用 示波器+ 电压探头 + 高带宽的电流探头 分别连接到显卡的 PCIE插槽 和 8Pin输入端 测量显卡的输入电压和电流,并且进行实时运算得出显卡的功耗。

显卡功耗部分测试采用一颗强化过的FOCUS GX-750,它的12V电压校准过,空载为12.00V。

以下示波器截图,其中通道1紫色曲线为显卡12V输入电流,通道2橙色曲线为显卡12V输入电压。M通道蓝色曲线为1、2通道的乘积功耗POWER。

显卡功耗含PCIE插槽和8Pin外接供电的12V两部分,不含CPU功耗。

1x 8Pin 3070的功耗

运行Furmark,关掉动态背景、AA、按空格键,msi Afterburner把风扇转速拉满,PowerLimit和频率不动。3070 1x 8Pin版本测得峰值功耗约为512W,持续500μs。

受到极短时间内负载跳变影响,此时的显卡8Pin 12V电压波动范围为11.6V~12.32V,即当显卡重载时,电压跌落到11.6V,显卡轻载时,12V电压反弹到12.32V。对我改过这颗750W电源来说是轻松应对的。

跑Furmark不按空格键的功耗,测试时间拉长到1秒。产品页的规格写TGP/TDP是220W就220W,用电源管理IC来控制整体功耗还是很准,也没超过协议限制,在GPUZ里面看也是这个读数。

2x 8Pin 3070功耗

2x 8Pin的七彩虹iGame 3070 Advanced OC情况如下,节约时间普通模式不展开详细讲,直接按了显卡挡板的超频按钮进入OC模式,msi afterburner直接+7% PowerLimit,风扇全开。

Furmark空格键模式,峰值功耗约为560W 持续660μs。比起单8Pin版本增加约50W,持续时间增加约160μs。12V输入电压没什么变化(这个取决于电源的动态性能)。

同样跑一下1秒的持续功耗,增加到约320W,按了OC按钮之后,平均功耗比1x 8Pin版本的默认状态上涨100W,比自身默认不超频模式上涨约73W。

 

电源部分,海韵A12-500的测试

我一直没时间测这款备受争议的电源,我喜欢大的,海韵A12-500的安规型号SSR-500RA。这一款500W电源是LLC+双磁放大的方案,理论上比普通的单磁交叉负载能力还是要强一点的,不过我喜欢有DC-DC电路的。230V EU白牌,直出线,12V输出能力40A/480W,5V和3.3V各18A,联合输出能力90W,各方面看起来中规中矩,海韵最便宜的系列。

时间所限,先测一下影响显卡兼容性的OPP过载项目,测得OPP点为675W / 135%额定功率,9ms触发保护,能带到135%还算不错。低端的电源都说不准的,就像抽奖一样,有一些没保护的能拉到非常高的负载,有一些输出能力不行的,120%都跑不了。

测试1.5ms的极限爆发输出能力,测得到870W / 174%额定功率,电压跌至9.4V,UVP关机,真是不得了啊。

海韵A12-500带10400+3070显卡的可行性?

当然有测过才有发言权。

手上没有10400/10400F,拿9900K关掉2个核心降频降压到4.3G全核心、1.07V来模拟,实测满载功耗平均值接近100W,比我看到的很多10400F功耗还是要高一截。

使用的显卡是1x 8Pin的3070,默认状态不超频,CPU+显卡叠加的峰值最高只测到约610W,相当低。CPU锁住频率之后,CPU的功耗几乎就跑不上来。整机的功耗主要是显卡,其次才是CPU。

极限情况下的电压表现如下图。这一段2.5ms的负载跳变是比较苛刻的工况,由于显卡负载从约5A跳到约39A,Step有34A那么大,8Pin上的电压从12.29V跌落到11.5V,再重新回到约12.1V。电压的范围没有超出Intel标准的±5%,表现可以的。

把显卡换成七彩虹 iGame 3070 Advanced OC并且解锁OC模式,PowerLimit+7%,CPU+显卡的峰值功耗累加可以冲到约627W。下面这一段也是比较苛刻的工况,高负载持续了6ms。

这个时候PCIE 8Pin的12V电压最低掉到10.67V,没办法,功耗太大而且持续输出时间达到6ms以上,只要不掉到显卡UVP的情况就不会有问题,不低于10V还是安全的,只是已经低于PCIE电气规格要求的-8%,也就是11V。

 

总结:

1、市面上的3070有1x 8Pin、2x 8Pin甚至3x 8Pin的版本,TDP/或者说TGP从220W到270W都有。

2、1x 8Pin的3070 AIC Reference测得平均最高功耗220W,峰值功耗约513W。跟AMD 5700XT、NV 2070 Super是一个档位的。

3、1x 8Pin的接口配置足够3070不超频使用。不超频的情况下,1x 8Pin是够用的,2x 8Pin的端子有更多冗余。3070单8Pin在不超频的正常模式下,满载功耗约220W,插槽分担65W,8Pin分担155W,每个12V的端子分担约4.3A电流,有一个端子失效,另外两个分担6.5A也没问题。

4、2x 8Pin的3070如果不超频,跑起来功耗和1x 8Pin的没太大的增幅。

5、3070出厂即灰烬,超频徒增功耗。3070打到OC模式,3DMark Time Spy跑分增加了约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,是撑不住OC模式的,320W的功耗,插槽分担65W,8Pin要分担255W,超出PCIE电气规范限制,PCIE插头只有3个Pin是12V,每个Pin要分担约7A的电流,按常见端子6-8A规格,有一个端子接触失效其他两个端子就会过载,可能由于温度过高而熔断线材、壳子,没有余量的。也就是说,超频的别买单8Pin的3070,买了单8Pin的不建议超频。mini-Fit端子有插拔次数限制,也别经常插拔。

7、用9900K关掉核心和降频来模拟10400,实际的功耗应该比10400再高一些。搭配海韵A12-500W电源,CPU和显卡的峰值功耗测下来在610-627W,测了一通宵一下午没发现有更高的值,换成另外的电源,最高可以测到680W的峰值功率,应该是由于12V电压偏高导致的。

8、对于海韵A12-500来说,它的过载保护点设置在675W/135%,带上面这套配置再加上主板、内存、SSD、散热设备,没有太多的余量。电源工作在被榨干模式。

9、带超频的3070工作在极限榨干模式,遇上功耗波峰,海韵A12-500的12V会掉到10.6V左右,不到电源和板卡的UVP欠压保护点,电源仍然可以工作。如果不care掉压问题,海韵A12-500可以跑出870W的峰值输出能力。

10、试了其他的两颗500W电源,分别是酷冷至尊G500和航嘉WD500K金牌,也同样可以带超频模式的3070。重载也会掉0.7~0.8V,不过这两颗电源的出厂电压设置稍高,遇到几百μs的峰值掉到11.4V左右,卡在Intel标准下限。不是所有500W电源都能有这几颗一样的性能。简单的算术,500W跑120%就有600W的超载输出能力,不是每一颗电源都能跑120%。

11、回应标题,500W够用吗?可以带,余量没有。超出500W额定功率以外不保证输出质量。CPU也是一个很重要的决定性因素,结合CPU功耗来选。

12、单8Pin的3070散热器规模稍微夸张了点。如果不打算给玩家留超频空间,是可以缩小点规模,做成ITX显卡也不错。不过现在的市场还是喜欢大的。

13、之前承诺过的,更新一下最新的电源推荐表格1.4。3070选650W相对比较好,有余量,实在预算不足,500W勉强可以。

14、再次感谢借我显卡的朋友。如果本文对你有帮助,请分享给你的朋友。

 

扩展阅读:

NVIDIA 3080显卡功耗分析及750W电源兼容性情况

NVIDIA 3090显卡功耗分析

124
本文系作者 @fcpowerup 原创发布在 FCPOWERUP。未经许可,禁止转载。
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评论 (36)
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  • fdajlk

    发现跑blender在个别角度渲染情况下复杂度不一样导致的功耗激增电脑会直接掉电式关机隔一秒后自动开机

    2年前
  • William

    到时候又要一群电源焦虑的出来了,啊啊啊你这不够,瞬时功耗

    3年前
  • ten

    波峰510w是整机功耗吧,3070显卡没有这么高,cpu也释放不少功耗。

    3年前
    • fcpowerup

      @ten: “显卡功耗含PCIE插槽和8Pin外接供电的12V两部分,不含CPU功耗。”

      3年前
  • NacilKH

    那个i9 10900X和3060ti用650w的带ok吗

    4年前
  • sean

    你好,我最近在看ups,发现10年前旧案至今无定论,中文圈却无讨论,
    非正弦波ups对apfc电源兼容性是否真有问题甚至烧电源?
    各家电源/ups官方回复不建议apfc用ups,但又说90%电源兼容,
    或ups功率选电源额定的1.25倍也可以,问题是家用ups一般600w。
    不知你如何看待,你过手那么多电源好像ups这块还是空白,
    apfc启动瞬间功率是否会超额定,方波是否会吱吱声甚至烧电源,谢谢。

    4年前
    • 山远水济

      @sean: 我有一台600W的国产UPS(雷迪斯H1000M),伪正弦波。UPS上接了一台双盘位NAS,一台电脑主机(8700+GTX970,500W电源),一个显示器。
      平时打字上网的时候,UPS负载显示在8%~10%。当我玩游戏的时候,UPS负载在50%左右,有一定概率报警超载。之前我一直以为UPS质量问题,还和售后小哥联系,售后小哥也说不出个所以然来。现在想想,不知道是瞬时功耗超了,还是你说的兼容性问题。我电源是鑫谷ZP500P,主动FPC+LCC半桥+DC,额定500W,网上参数说最大功耗700+W。UPS显示负载50%相当于玩游戏的平均功耗在300多瓦左右。也许是瞬时功耗上到600瓦了(或者500多反正超出UPS额定范围了),以前没有UPS的时候电源一直扛得住所以我不知道。

      4年前
  • qsxazd

    请问10500+HCG650的电源够带双8pin的3070吗?还是直接750(不超频全默认使用),谢谢

    4年前
  • 黄为坤

    哎~我现在就是10400,用的是鑫谷500W金牌电源,刚买了3070AD OC,看来电源还是要换750W的

    4年前
  • 蒿蚝好昊

    请问 CPU 的 PL 一般在哪里可以查到呢?

    4年前
  • ASD

    万人血书,测测海韵CORE呗

    5年前
  • 风语

    10700f配3070是不是不需要750w

    5年前
    • 风语

      @风语: 我现在买了gx650在纠结要不要退

      5年前
  • Gavin

    大佬!电源推荐表中把intel的i7和amd的7代u划等号是否不妥,ryzen3700xTDP是65W就算开PBO也就110+。是不是和大部分的i5一样了啊。那3700+3070用650W就够用啊!

    5年前
    • fcpowerup

      @Gavin: 我觉得还行,现在AMD的功耗稍低,i7不猛超功耗不会高太多,误差有个50W的话不影响选购电源。结论说得够明白了,就是字面上的意思:3070选650W相对比较好,有余量,实在预算不足,500W勉强可以。

      5年前
    • wdjnnnnnvv

      @Gavin: Ryzen用默认和PBO模式峰值功耗很低的,因为电压调控dLDO扛着

      4年前
  • Gavin

    想用Ryzen3700带3070, 650W是不是也够用呢,显卡和cpu都不超频的情况下?

    5年前
  • lx92119

    能否评测一下flex电源,比如itx圈热门的7660b和一些网店改的7760b?作为ITX玩家迫切需要你的帮助

    5年前
  • Fuckman4

    3070 配益衡 600W Flex-ATX 看似很稳
    塞 Flex-ATX 电源的多是 4L 机箱
    CPU 好不到哪去
    9600K / 5600X 黑峰岭 到顶了
    现在就差哪个 3070 能塞 4L 机箱
    目前可行方案只有 ZOTAC TWIN 自制散热
    难度颇大
    只能过一阵子 HP DELL 联想 出品牌机再看有没现成短卡拆机了

    5年前
    • Fman4

      @Fuckman4: 然而矿潮来袭,大卡都没了,更何况小卡。
      而且有人说他 3070 + SF750 显卡供电模块烧了,听得我心好慌,赶紧把 SF750 淘汰掉,换个 2 倍 SF750 价钱的全球首发 银欣 1000W SFX-L。

      4年前
  • 任大爷

    我的配置是9700k+Z390 电源目前是贼船750W RM750x 80PLUS金牌,想上rog3070 但是我看他推荐的电源是750w,不知道我这个带的动否?

    5年前
    • fcpowerup

      @任大爷: 可以

      5年前
    • 任大爷

      @fcpowerup: 我就是怕电源会被榨干,我不超频,重在稳定。

      5年前
    • 调律者

      @任大爷: rm750x,上3070,搞就是了

      5年前
  • 阿波

    要是用个850带i5+3070有什么坏处吗

    5年前
    • fcpowerup

      @阿波: 多花点钱

      5年前
  • U艇

    结合楼主的测试,还有一些案例,我发现显卡的最大功耗,都是在高低负载场景切换的时候达到的。比如从2D的加载动画场景切换到3D的正式场景。不知能否从软件层面限制住显卡的最高瞬时功耗,比如强行限制到350瓦?像这种场景切换,哪怕卡顿一下,玩家应该也没多大的抱怨吧?

    5年前
    • fcpowerup

      @U艇: 软件层面不太行,多堆点输入电感电容会有点用。

      5年前
    • U艇

      @fcpowerup: 笔记本端是怎么解决这个问题的?

      5年前
    • fcpowerup

      @U艇: 笔记本的MXM模块的规格厂家都是了解的,可以进行电源匹配设计,而且笔记本并联的电池就是一个巨大的电容,很容易应对峰值功耗。建议阅读 https://www.fcpowerup.com/end-gpu-spike-peakpower/

      5年前
    • Billy

      @U艇: 可以的,amd内部还专门讲过这个技术 好像叫做 peak current control之类。不过对显卡状态和频率的控制是需要很多设计的,而且我们平时看到的频率是一个基础频率再乘一些倍数,需要相应的硬件来控制。另外就是电容,之前海韵翻车,网上有人说有些批次是带电容的模组线,不那么容易翻车。

      5年前
    • fcpowerup

      @Billy: AMD的PowerShift都没有讲清楚到底控制是在什么时域的。不容易翻车跟电容相关性不大,反而早期带电容的那些批次是容易保护的。你可以看我写的终结篇,了解整个事件https://www.fcpowerup.com/end-gpu-spike-peakpower/

      5年前
    • Billy

      @U艇: 软件层面就是BIOS和驱动

      5年前
  • wawa

    你更新,我点赞,纯粹又简单
    其实这个500瓦,根本就不够带3070吧,只是很多人的标准是不重启,不死机,不黑屏就算能带,哪怕是掉压引起的驱动重置,可能他也怪到驱动去了,根本想不到电源这

    5年前
    • fcpowerup

      @wawa: 确实是不同人的标准不一样,有一些UP主用650W带3080重启了,也说没什么问题。

      5年前
    • blh7855

      @wawa: 8700K+3070电竞之心,实测550W的长城g5是够的,半年了没出任何问题,双烤渲染打游戏。

      4年前
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