电脑节能手册(第一部分)

Jun 12th, 2007 TRANSLATION

原文:Tom’s Hardware Guide
作者:Patrick Schmid, Achim Roos

  想要节约能源和减少发热,你并不需要购买最新的节能PC硬件设施,一些简单的步骤就能带来立竿见影的效果。

1、节能基础

  仅仅需要考量性能水准的时代已经过去了,当 AMD 和 Intel 的 CPU 频率攀升至1GHz的时候(而现在更是到了接近4GHz的水平)——如果能耗和散热控制不好的话甚至会导致处理器烧毁。尽管我们也可以选择一些低能耗的处理器,但是Intel仍旧在它的主流双核CPU上采用 NetBurst 架构,把处理器能耗再次提升到新高度。幸好 Core2 的问世把这个势头扭转下来,只需一半的电量消耗就可以得到更多的性能。不过这仍旧是远远不够的,我们的系统里处理器并不是唯一的耗电大户。

  电流经过电阻就会产生热量,不论我们讨论的是有成千上万个晶体管的处理器还是只有少量晶体管的音频组件,它都是这样。一台功能完备的多媒体电脑至少有四部分由硅制造的复杂组件:CPU,图形处理器,以及两个芯片组。如果你增加内存和稳压器,添加网络和音频组件,火线传输,以及额外的存储控制器,这相当于增加了30-70个独立芯片,所有这些都要消耗电能产生热量。

  缩减晶体管数量能够减小对电压的需求,同时也减小电阻和发热。这是传统的省电方式,但它也用于提高时钟频率和增加更多的晶体管来支持新功能。因为更多的晶体管数量导致更大的发热量,而这个数目的上升又是不可避免的,AMD 和 Intel 的下一代处理器将会可以关闭一些不使用的晶体管(将其置于休眠状态)和功能单元(例如二级缓存),但是我们还希望能看到处理器可以动态的切换整个处理器核心的开关状态,以此来节约电能。同时单个核心处理单线程的工作效率也会进一步提高(例如 Intel 的EDAT——Enhanced Dynamic Acceleration Technology 增强型动态加速技术——将会应用在45纳米 Wolfdale 和 Yorkfield 处理器上)。很多处理器都已经开始支持根据工作内容进行动态调整处理器频率,这显然已经成为下一代处理器的必备技术了。

  但是,PC的其它部分呢?图形处理器不是比CPU更烫手么?硬盘的能耗呢?内存需要很多电量么?两条内存和四条相比会有显著的区别么?我去吃午饭的时候该关掉显示器还是由系统电源管理来完成这个任务?要不要关掉那些不需要的主板整合设备?我们将在评测实验室里找到上面这些问题的答案。

2、比较:工作和空闲状态的能源消耗

  笔记本的能耗一般在20-50W之间(也有一些采用了桌面组件的笔记本,能耗会达到80W),桌面PC的能耗则从60W到600W不等。目前的主流配置电脑在空闲的时候消耗60-80W,如果你打开一些较复杂的应用程序的时候会消耗100-150W。我们注意到现在的 Athlon 64 X2 在在空闲状态下的功耗格外的低,而 Intel 的 Core 2 Duo 则不只是更快,在高负荷的情况下也比AMD处理器更加高效。不过你只有在迫使电脑进行繁重任务的时候才会达到那些最高能耗,所以一般而言空闲状态和正常负载状态下的能耗对于节能来说更有参考价值(除非你真的是一个超级用户)。那些每天只是收发一下电子邮件,编辑下文本、表格,做点PPT演示的人,一般只需要CPU的30-40%负载就够了,而且平均能耗保持在不到20%的水平上。

3、组件能耗需求

  下面的表格基于我们在测试实验室中收集到的数据。电源的功耗跟发热密切相关,所有的电源供应都依赖于它,电源的效率越高,转换成热量的电能就越少。主板功耗包括了所有的主板设备诸如北桥、南桥、各种控制器以及电压控制单元。处理器和内存的功耗直接依赖于主板,稳压电路的效率非常重要。此表不包括双显卡的情况。

组件 最佳情况 最差情况
电源 5-15 W 40-60 W
主板 10-15 W 30-50 W
处理器 12-30 W 60-120 W
内存 5-15 W 30-50 W
硬盘 3-5 W (2.5”) 10-15 W (3.5”)
显卡(单卡) 3-10 W (整合) 25-180 W (PCI-E接口)
Total 38-90 W 195-475 W

4、测试配置

  我们采用了Gigabyte P965 主板和 Intel Core 2 这一传统搭配。

系统硬件
Socket 775 Intel Core 2 Extreme X6800 (Conroe 65 nm, 2.93 GHz, 4 MB L2 Cache)
Motherboard Gigabyte 965P-DQ6
Chipset: Intel P965, BIOS: F10
测试硬件
内存 I 2x 1024 MB DDR2-800 (CL 4.0-4-4-12)
Corsair CM2X1024-6400C3 XMS6403v1.1
内存 II 4x 512 MB DDR2-800 (CL 4.0-4-4-12)
Corsair CM2X512-8500C5 XMS85053v1.1
显卡 Zotac 8800GTS
GPU: Nvidia GeForce 8800 GTS (500 MHz)
内存 320 MB GDDR3 (1200 MHz)
硬盘 I 750 GB, 7,200 RPM, 8 MB Cache, SATA/300
Seagate Barracuda ES
硬盘 II 100 GB, 7,200 RPM, 2 MB Cache, UltraATA/100
Western Digital WD1000BB
硬盘 III 120 GB, 7,200 RPM, 8 MB Cache, UltraATA/100
Seagate Barracuda 7200.7
硬盘 IV 160 GB, 7,200 RPM, 8 MB Cache, SATA/150
Seagate Barracuda 7200.7
电源 Skyhawk Power One 600W GM570PC
驱动及软件
Nvidia 显卡 Forceware158.22
Intel 芯片组 Version 8.3.0.1013
DirectX Version: 9.0c (4.09.0000.0904)
操作系统 Windows XP, Build 2600 SP2

5、系统

  我们的测试系统在WinXP下,空闲状态功耗为162W。

如何省电:

  • 配置电源节省模式,在待机状态下的功耗减少至仅5.3W。大多数系统都允许用户随意按一个键或者鼠标即可把系统唤醒,恢复工作非常方便。很多系统也能够自动从待机状态切换至休眠状态,将系统完全关闭一段时间。
  • 系统需要一直运行着么?不需要的话就把它关掉。
    关机之后:它真的彻底停止运行了么?检查一下电源输出,因为某些PC和显示设备在关闭之后仍会维持少量的功率。

省电量:休眠模式可以节约下来95%。

6、CPU

打开你的处理器电源管理功能吧!所有 Athlon 64 处理器包括 Sempron 家族在内全部支持 Cool’n’Quiet,Intel 的所有 Socket 775 处理器也都支持 SpeedStep,功能跟 AMD 的差不多。开启这些功能之后处理器的功耗也随着这些降温措施而显著降低。

如何省电:

  • 在BIOS中开启 Cool’n’Quiet 或者 Enhanced SpeedStep (EIST) 功能。
  • 安装最新的处理器驱动程序(对于AMD处理器而言)。
  • 把你的计算机电源使用方案设置为“便携/袖珍式”。

省电量:我们的 Core 2 Extreme 系统在开启了 EIST 功能之后功耗从162W降低到150W。如果你用的是 AMD Athlon 64 X2 或者 Pentium 4 或者 Pentium D 的话效果更佳。

7、硬盘

  硬盘的耗电量很稳定地维持在10W左右,或者繁忙的时候会稍多一点。这样,算起来就很简单了,你每加一块硬盘系统就会提高10W功率。如果你的系统里装了三块硬盘,那么就需要考虑一下将来给替换成一个大的。你可以把三块 80~200GB 的硬盘卖个30-40美元,然后加80美元换个400GB 的。500GB 容量的硬盘很快也会降价到100美元以下。

如何省电:

  • 打开硬盘的省电模式,尤其是那些24×7运行的系统。

省电量:马达停转的时候每个硬盘节省电量大约8-9W,如果换用大容量硬盘,则少一个硬盘就减少10W。

8、内存

  主内存会非常显著地影响到电能消耗,频率和电压毫无疑问是至关重要的,不过本文先来看看配置的影响,对于频率和电压的讨论将在第二部分进行。

  使用两条内存,系统在空闲状态的功耗为150W(启用了 Enhanced SpeedStep),换成四条内存之后功耗提升8W至158W。我们不建议使用单条内存,这样将失去双通道带来的双倍内存带宽。

如何省电:

  • 不要增加内存电压,除非你真的非常需要超频。
  • 如果可以的话尽量使用2条内存而不是4条(用2×1 GB 替换掉 4×512 MB)

省电量:在我们的 DDR2-800 测试系统中2条内存和4条内存有8W的功率差别。

9、显卡

  下表列出了分别采用目前各种比较流行显卡的系统功耗情况,结果数据不仅是来自于我们的测试配置的主板平台,不过不同平台之间的区别都在个位数以内,因此可以忽略不计。2D数据是Windows下运行的表现,3D则是在运行3DMark06期间的表现。

系统功耗 (W) 2D 3D
GeForce 8800 GTX SLI 244.5 435
GeForce 8800 GTX 164 258
GeForce 8800 GTS (640 MB) SLI 222 350
GeForce 8800 GTS (640 MB) 136.5 208
MSI GeForce 8800 GTS (320 MB) OC SLI 219 355
MSI GeForce 8800 GTS (320 MB) OC 132 204
GeForce 8800 GTS (320 MB) SLI 219 344
GeForce 8800 GTS (320 MB) 130.5 200
GeForce 8600 GTS (256 MB) 96 147
GeForce 7950 GX2 SLI 190.5 330
GeForce 7950 GX2 125 207
GeForce 7600 GT SLI 122.5 192
GeForce 7600 GT 89 131
GeForce 6800 GT SLI 163 265
GeForce 6800 GT 108 166
Radeon HD2900 XT CF 215 471
Radeon HD2900 XT 142 285
Radeon X1950 XTX CF 134.5 340
Radeon X1950 XTX 103 228
Radeon X1900 XT (256 MB) CF 131 328
Radeon X1900 XT (256 MB) 103 220
Radeon X1900 GT 104.5 198
Radeon X1300 XT CF 112 192
Radeon X1300 XT 92.5 152
Radeon X850 XT 101.5 189

如何省电:

  • 选择能提供足够性能,同时在空闲状态(2D)下的能耗也可以接受的显卡型号。
  • 在已经具有整合显卡的系统里,如果你想要最小化系统功耗和发热的话,最好不要使用独立显卡。

省电量:在空闲状态下,使用整合显卡和高端独立显卡的功耗差别是巨大的,简单的显卡只消耗大约25W而顶级型号则需要至少40W。

10、显示设备

  无论我们谈到的系统功耗是60W还是几百瓦,这都还没有包括显示器的功耗呢。我们已经提到了:如果你不需要的话就关掉它。CRT显示器19寸以上的至少要100W,TFT则根据屏幕大小在25W到50W之间不等。高端用户会使用2条显示器,还有些人比如我们的网站BOSS,使用三台显示器。这些都使得你的显示设备成为系统里的头号能源杀手。所有显示设备都有省电模式,可以把能耗控制在几瓦特之内。

如何省电:

  • 配置省电功能,在不使用显示器的时候将其转换到省电模式,尤其是当你使用不止一台显示器的时候。
  • 晚上离开的时候关掉显示器。
  • 使用较大的显示设备而不是多个较小的显示设备。

省电量:这在很大程度上依赖于使用的显示设备。由于显示设备占据了系统功耗的20-30%,所以在不需要的时候关掉它们可以节约相当可观的能源。

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  译注:翻译去掉了2节废话,分别是原文的第二节“Saving Energy Makes Sense 节能有意义”和第四节“How To Start Saving 如何开始节约”。

2 Responses to “电脑节能手册(第一部分)”

  1. 钢管 says:

    哼哼表给自己偷懒找借口,本来只要写11个字,现在要注释一正句,傻了吧, 挖卡卡卡卡

  2. amor mio says:

    凸……凸翻楼上的

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