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NVIDIA 3090显卡功耗分析

fcpowerup
10月 1, 2020电源评测
77 55

虽迟但到。要读懂本文,你同样需要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。详情可以看我之前的科普文『离显卡功耗实标还有多远?峰值功耗与电源关系终结篇』。

你看到题图以为我要讲显卡背面的POSCAP和MLCC引发显卡黑屏跳出3DMARK的原因,其实不是。我跑了大量的Benchmark测试,都没有遇到那种问题,手上也没有足够的卡给我换电容测试。厂家要终结话题其实也很简单,只需要拿一个探头把不同组合的输出纹波测量一下就可以了。

供电:“你体质不行。”

GPU:“你电压没给足。”

但是事情吵到最后总是需要一个背锅的对不对?我把这一切的原因归结于GPU核心规模巨大、功耗太高,DVFS机制带来的高Boost频率成为了压垮显卡的最后一根稻草。

这一代显卡目前被一些故障所缠绕,所以必须做更多的测试来加深对它的了解。和上次测量3080的功耗一样,3090的功耗也是必须测量的项目,对研发端和市场端都有着指导性意义。

本次测试的3090也是AIC公版参考显卡,非FE版本,同样的2x 8Pin供电接口,GPU/Memory/Boost频率分别为1395MHz、1219MHz、1695MHz。它被众多AIC厂家作为公版使用,所测试的数据具备参考价值。3090同样基于GA102核心,和3080相比,TGP从320W增加到350W,最高TGP被限制在375W。这也是2x 8Pin供电显卡的协议上限功耗。

测试平台:

配置 型号
处理器 / CPU  Intel i9-9900K @5.1GHz 1.315V
主板 / MB  ASUS ROG Maximus XI APEX
内存 / RAM  Kingston DDR4-4000 8Gx2 @4266
固态硬盘 / SSD  Samsung SM961 256G / Samsung 970EP 500G
显卡 / Graphics Card  RTX3090
图片见下方
散热器 / Cooler  NZXT Kraken X72 + GentleTyphoon GT3000 x3
显示器 / Monitor  DELL U2720QM / U2518D
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
驱动程序 / Drivers  456.55
测试软件 / Benchmark  Furmark 1.20.8+
 3DMARK , LinX 0.65 , Heaven 4.0等等

 

卡长得跟上次的3080一模一样,GPU背面是POSCAP和MLCC混搭使用。感谢我的壕友在第一时间贡献出他的3090显卡。

显卡功耗含PCIE插槽和8Pin外接供电的12V两部分,不含CPU功耗。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。

3090显卡运行Furmark按住空格键的方法测得的峰值功耗Peak值约940W 持续700us。这是目前测到的最高值,相比3080的750W提升了190W/25.3%。也比非超频模式的Vega 64 Liquid Cooling银水版本要高。

这个时候没有同时运行CPU的测试,PCIE接口的12V电压从12.35V跌落到11.61V,跌落幅度为740mV。我用的还是一颗电压调节性能非常强的电源来跑测试,12V电压表现没有超出Intel标准规定的±5%或者PCIE电气规格书的+5%~-8%,但掉落幅度不小。

示波器调到400ms/格,总的一个屏幕的时间是4秒。调节按空格键的频率,可以观察到3090显卡的极端表现是下图这样,每一次的触发峰值功耗都能达到约900W的水平。这意味着在一些特别吃显卡资源,跑起来帧数不高的游戏里面,显卡的负载特性会呈现这样的极端,对板卡供电和电源的压力更大。

上面的图放大之后,忽略掉峰值功耗部分,测量下面较为平缓的平台功耗,大约是600W,持续时间在2~3ms。对电源来说这是100来个开关周期。电源要长时间应对这样的功耗水平,同时应对持续时间更短的、更高的峰值功耗。

看一下整机的情况,同样是Furmark,加上CPU跑LinX的功耗之后,CPU+显卡可以跑出1140W的峰值功耗,1100W也是比较常见的值。

而如果只运行3DMark Time spy Stress是下图这样。大部分时间里,CPU+显卡的峰值功耗都小于800W,偶尔会达到900W。

手上这张3090显卡使用Afterburner拉高GPU核心频率之后功耗也没见明显上涨,应该是显卡的功耗被锁死了。要再往上测那得买一张华硕Strix 3090之类的拥有3个8Pin供电的显卡回来。

 

电源兼容性就等后面有空再补上,说一下我的观点。

1、3090峰值功耗940W,持续700μs。比3080提升190W/25%。

2、3090的功耗已经超过了Vega 64 LC,不过Vega 64 LC在超频之后功耗会反超,3090只是官方限制了超频。

3、需要超频的还是建议选择3x 8Pin的版本。

4、3080很多时候功耗会跑到460W以上,3090很多时候也可以跑到550W~600W。

5、加上一颗高端的CPU之后,在游戏或者是3D测试中,整机功耗是经常可以达到800W水平的。

6、750W电源超载到800W比较轻松,但是应对1150W级别的峰值,750W的电源需要跑到153%的额定功率。由此引发的电源过载保护也是正常的。

7、650W电源有极个别也可以带3090,但这部分厂家推荐的850W。3090应该有着与它相匹配的电源。

8、过载能力在140%以上的850W电源来带3090会相对合适,这个合适指的是相对经济,不铺张浪费。

9、3090显卡选择1000W的电源会多一些富余。

 

电源评测review 科普Guide
55
本文系作者 @fcpowerup 原创发布在 FCPOWERUP极电魔方。未经许可,禁止转载。
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评论 (77)
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  • lightman

    1000W还是保险的,某虹3080 基本全是3 8PIN也不知道是摆设还是有助于超频,不过目前鉴于3080的体质超频没戏

    2年前
    • RagnarokChan

      @lightman: 解功耗的前提就是要3 8Pin,2个8目前看起来还是挺勉强的.公版故意限制功率也是有意而为之了.

      2年前
    • lightman

      @RagnarokChan: 有一种,有腿没肉不能走的感觉哈哈哈哈

      2年前
  • lightman

    8、过载能力在140%以上的850W电源来带3090会相对合适,这个合适指的是相对经济,不铺张浪费。
    大佬太保守了,虽然全网踩高瓦电源,但3090这种炼金卡用户也基本上也瞧不上850W电源,谁还不希望多点富余

    2年前
  • 振华:振兴中华

    1.有些只买2千元上下的有天生自爆率的钢化玻璃的机箱“,却想买个便宜的650W电源。这些人很蠢!!!!!2.都买了3090显卡,还抠门啥呢???直接买【小姐姐fcp】不时的推荐:船AX1600!!(美国伟创力代工缺点:对华为后续极不友好,举一反三的对华服务态度!) ,3080-3090用海韵派系电源或振华系电源1200W以上,让电源轻松余量的工作。

    2年前
    • 深圳

      @振华:振兴中华: 站长用的是9代i9测试。“振华电源的大陆代理”的海报:10代i9+3090,推荐用的是振华1300W电源。。。信息来源于围脖:https://weibo.com/2896497384/JlMiEwTqu?from=page_1006062896497384&type=comment#_rnd1601662429337

      2年前
    • fcpowerup

      @深圳: 9代U不见得比10代U低功耗。军威之前微信发的跟这个可不一样,振华自己标称有100W余量,实测保护也是最宽松的设计,怎么就推荐那么大瓦数?

      2年前
    • 粤

      @fcpowerup: 电源行业都会留意同行海韵或业界名人的声音。”军威、振华”也许看到大魔王FCP们的呼吁,于是也跟着推荐大电源了??????5月底6月初军威搞了一波LG1300w促销999包邮(清库存???)早已断货。这波9月推荐海报仍然写着LG1300W。——漫展萤火虫……不急!,你也许有必要就近探访一下广东军威及振华。获取电源业内第1手的情报,那是你最擅长的。——不忘初心,牢记使命!

      2年前
  • Jao

    “拿一个探头把不同组合的输出纹波测量一下就可以了”这个测量的方法是怎么个操作的, 不了解高频信号测试方法,有时间科普一下呗。

    2年前
  • Fuckman4

    有钱人应该以所有峰值功耗相加为前提买电源。
    穷人就忍一忍吧,以电源超载后不会翻车为前提买电源。

    2年前
    • 勿以善小而不为

      @Fuckman4: 买好显卡,买花架子的高价机箱,……却舍不得买高W的好电源,非要让“电脑心脏:电源血压 瞬高可能猝死”的风险,那些超载产生的纹波,不会比正常时更稳定好看,会破坏电脑其它器官的健康!!!

      2年前
    • 勿以善小而不为

      @Fuckman4: 大多数“穷人”买咸鱼市场电脑,或买i3或赛扬,用的可能是集显,用的是500w或以下电源。,有钱人买3080宝马3090法拉利,没必要在电源投资上抠门!

      2年前
  • U艇

    想知道在跑测试的过程中,一块750w电源有多少时间处于输出质量不合格的状态

    2年前
    • fcpowerup

      @U艇: 那要看是什么样的750W电源。有一些确实电压会掉到比较低。有一些可以撑住。如果按帧时间比例,大概接近三分之一时间。

      2年前
  • Jao

    站长,我把你的文章转载一下吧,待的网站不能加外链,只能转载了。XD

    2年前
    • fcpowerup

      @Jao: 不能加外链的网站?

      2年前
    • Jao

      @fcpowerup: A站那边不能发外部链接,只能发站内的,我想加你这网站的超链接都难搞。
      无语的A站是还不能用MD写了。

      2年前
    • fcpowerup

      @Jao: 哦还有这种规定

      2年前
    • Jao

      @fcpowerup: 那我还是转载一下吧,好东西要分享出去,我会规范转载的。

      2年前
  • biocv

    问下大佬,我现在用的安钛克hcg650金牌全模组十年保那个,2700x+vega56都是默频用了两年,我要是上3080感觉电源好像还够用,如果换电源的话能否买同系列的hcg850直接电源那头模组线一拔一插就行,理线工作量太大了。同时我也看了下振华的hg850,不知道和hcg850比哪个好点,也可以再加点买evga g3 1000w怎么样 ?

    2年前
    • fcpowerup

      @biocv: 厉害啊你650W都能带Vega 56,那可以不用换电源继续带3080试试看了,如果重启再反馈。

      2年前
    • biocv

      @fcpowerup: 好的,我显卡是蓝宝石超白金vega56默频用的,显存频率只有800mhz,看他们超的太折腾都超到950去了,这玩意功耗这么高吗。。。曾经偶尔有几次突然死机然后屏幕显示就只有一种颜色,只能手动长按机箱电源键强制关机,是电源造成的吗,电源过载保护应该是断电重启吧,我这个也没断电啊。

      2年前
    • fcpowerup

      @biocv: 没有过载保护、欠压保护的可能会由于欠压而让显卡掉驱动、花屏、黑屏、无响应,就是显卡已经宕机了,主板还没有,只能提供长按电源键来关机。如果有保护的,PG会先拉低,主板随之会重启。看来你是这样的情况,电源没保护或者保护相当宽。

      2年前
    • mmoon

      @fcpowerup: 我之前用的580一点都超不上去,连20mzh都不行。我以为是显卡太雷,看你这么一说,那可能是我电源的问题了,之前580用的400w电源还是双路的。

      2年前
  • TTTTC

    大佬,你好。我想问一下,我上个月配的长城G7 750W全模组电源撑得住吗?不然我又要换电源,才买的电源,鬼知道这一代显卡这么耗电。

    2年前
    • Fuckman4

      @TTTTC: 实际上了才知道你的电源是顶级非公还是丐中丐

      2年前
    • fcpowerup

      @TTTTC: 显卡买了吗,买了用上再看吧

      2年前
    • Dominic

      @fcpowerup: 大佬,想问下艾湃的电源长期使用带30系没问题嘛? 有必要打算换个振华海韵嘛

      2年前
    • Dominic

      @Dominic: 还不清楚这个品牌的设计,不知道会不会一波带走硬件,挺怕红星炸弹的哈哈哈

      2年前
    • fcpowerup

      @Dominic: 目前的测试看起来没有不良的问题,虽然AGM在国外JG的评测里面有一些异常的纹波。

      2年前
    • lightman

      @fcpowerup: 3Q!

      2年前
  • 星辰

    矿龙电源目前带丐图师没有问题,3900X加上3090跑测试和游戏尚未出现黑屏等问题

    2年前
  • 星辰

    矿龙电源目前带丐图师没有问题,3900X加上3090跑测试和游戏尚未出现黑屏等问题

    2年前
    • fcpowerup

      @星辰: 矿龙的瓦数足够大,1250W吧

      2年前
  • 探险者

    不知道海韵的850十年金带TUF怎么样。

    2年前
    • 养猫

      @探险者: 是GX850吗?这个额定超载有150%足够了。po主说有140%就行了~我用的PX850抄不到过载数据不知道行不行

      2年前
    • Joshua

      @养猫: 请问海韵focus GX1000能过载多少呢?在哪里可以查到相关数据?

      2年前
  • ff838

    我海盗船的RM1000i带一块3090+AMD3900X,都默认用不超,OK嘛?

    2年前
    • fcpowerup

      @ff838: RM1000i是比较早的型号,应该可以,你试试看。

      2年前
  • LittleChan

    终于解决了心中的困惑了,750W的海韵FX,4.8G的8700K,影驰金属大师OC 3090 ,跑3d Mark 压力测试居然会过载保护,而功率表只显示了550w 左右,原来是这样!!

    2年前
  • JACK

    站长能不能测一下3 8pin 3090的峰值功耗,最近炸了几个3090 和高额定电源,看看是什么原因。

    2年前
    • fcpowerup

      @JACK: 手上没有3xPIN的卡。最近的情况等分析吧。

      2年前
    • Fuckman4

      @JACK: 我个人怀疑是新驱动的锅,这次炸卡的人,不论中国论坛还是EVGA,全部在回避自己用哪个版本的驱动。

      2年前
    • fcpowerup

      @Fuckman4: 早期第一版驱动不太稳定

      2年前
  • clover

    站长,看完你的文章,我振华金牌LEADEXG 750W带3700x+3090宕机,重启可以继续用,看功耗表并没有超过650W,根据你的数据我可以理解为我看到的功耗只是平均值,但是有某个瞬间,3090功耗直接飙升,然后电源就boom了宕机的意思吗?(别吐槽显卡不对等,我是攒机,找到好价一个一个换的那种QAQ)

    2年前
    • wawa

      @clover: 你功耗计看到的不是平均值,是你功耗计刷新时间不够,测试里出现的峰值是按纳秒毫秒这样的单位出现的,你的买到的功耗记看不到这么短时间的,但虽然时间短,电源也得吃下去

      2年前
    • clover

      @wawa: 懂了 就是慢刷新率的东西捕捉不到,唉 还是不抠门了,该上个好电源了,可是看站长最近有一篇intel要搞电源新协议的那个文章,看了又有一点郁闷,怕Rule一个1000w以上的电源没多久就淘汰了之类的

      2年前
    • fcpowerup

      @clover: 那不叫BOOM,不要随随便便说BOOM,BOOM是炸机包括炸晶体管和电容等元器件。重启是保护,卡死可能是欠压,或者板卡本身问题。建议替换法排除是电源的问题。

      2年前
  • Igniz

    这么说就是itx从此就不用考虑3090呗
    看6900吧

    2年前
    • Fuckman4

      @Igniz: 技嘉 TURBO 降频跑,SF750 可以带。

      2年前
  • HiuraMika

    不知道大佬有没有测振华那个2000w电源的打算

    2年前
    • fcpowerup

      @HiuraMika: 方案跟之前测的1600T2没太多区别

      2年前
  • 今石洋之

    站长,6900xt出了你会测么?如果真是平均功耗300w,峰值跟3080差不多,那sf750就可以带了

    2年前
  • LV

    能不能给一些双卡的电源配置攻略呢,实验室是用双卡来深度学习,打算用双3090,CPU是10920x,目前市面上最大的电源也就是振华的2000w了吧,看样子也只是勉强够用的感觉?
    顺便再问一下,如果是双路rtx titan,1300w电源够用吗,因为1600w好像只有海盗船有。如果不够又不想买海盗船那又得给它整个2000w了吗?

    2年前
    • GBH

      @LV: 你可以买俩电源啊,GPU+CPU+GPU一边连一组就行。CPU各取两边电力。

      2年前
  • 九局下半

    大佬,我来求助了,我现在用的电源是8年前买的海韵白金P860,现在换了5900x+3080/3090(哪个先买到就用哪个),求指点是否必需换电源了,另外最近高瓦数电源断货比较严重,不知道海韵白金px1300w,海韵tx1000w(这个走到哪商家都在推荐,不知道是不是没人买),rog 1200雷神,安钛克sg白金/钛金 1000w,这些选择其中之一,有格外推荐的么,还是选相对便宜的就行。求大佬不吝赐教。

    2年前
    • fcpowerup

      @九局下半: 1、先试一下能不能带,我觉得应该带不了。
      2、这几颗都是海韵PRIME方案,都可以按自己的预算来选。

      2年前
  • FCCCCC

    打算TR3970X+4*RTX3090,电源方案选择有点头疼了。
    2000W档的电源选择不多,有些型号还缺乏评测数据,
    就是有评测也不一定会测试过载保护相关(放在2年前普遍认为这么大功率还能过载?)

    2年前
    • fcpowerup

      @FCCCCC: 2000W的电源不用考虑过载了,直接按额定功率来使用,不够用就再加一个

      2年前
  • ddzz坤烨

    我就想问一下,在没有高采样率的仪器的情况下,怎么根据tdp估算峰值功率。

    2年前
    • ddzz坤烨

      @ddzz坤烨: 我发现好像是三倍的关系。

      2年前
    • fcpowerup

      @ddzz坤烨: 2~3倍是常见的,但是不借助仪器测不到持续时间

      2年前
  • willex

    请教大侠,如果接了双卡,手头又有现成的两个电源,双电源有什么不利因素吗?谢谢。

    2年前
    • fcpowerup

      @willex: 首先你得找一个机箱能装2个电源的

      2年前
    • willex

      @fcpowerup: 嗯,之前在几大品牌里面找双电源机箱,确实非常稀罕,有也是天价。后来发现工控机很多都能支持,价格也不算贵。

      2年前
    • willex

      @willex: 嗯,之前在几大品牌里面找双电源机箱,确实非常稀罕,有也是天价。后来发现工控机箱很多都能支持,价格也不算贵。双电源一般要用一根同步启动线,不知道这种形式会不会对电脑产生不利的影响。例如启动时候的肯定不如单一电源那么同步,还有在运行时主板接受一个电源,显卡接受另一个电源,长期这样配合不知道会不会产生问题。

      2年前
  • 动漫侦察兵

    请问 R5 3600\200ge +3090*2 海韵prime金牌 gx1300 能带的动嘛?

    2年前
  • maxwell

    叔叔家的新电脑用850W带5950X加3090,真不愧是叔叔

    2年前
    • fcpowerup

      @maxwell: 哪一款电脑?现在新的电源有针对性优化说不定是可以的,但大超不一定行。

      2年前
    • Talulah

      @fcpowerup: 应该是rog g35吧,台达白金850w,也许带的动?毕竟oem这里不会给你搞个带不动的方案,至于解锁功耗可能就不好使了

      2年前
  • 瞳子

    我9900k5.1G带3090烧了个rm850_(´ཀ`」 ∠)_

    2年前
  • azuse

    Hi,我想问一下,如果tgp是350w,峰值可能940w(这个应该是整机吧),这时候显卡供电用的8+8pin的pcie供电线,是插一根好还是两根好呢?一根16awg线最高支持400w,遇到峰值功率够用吗?是不是插两个16awg的pcie供电线,分别接到模组电源两个接口上,电源输出功率能更大?

    1年前
    • fcpowerup

      @azuse: 省流总结:有多少个8Pin的显卡就接几条线。
      1、承载瓶颈是端子,不是线材,你可以去B站看我的线材测试,单条跑50A。
      2、承载能力算的是长时间,不需要算峰值功率。
      3、单个端子额定6~8A,好点的9A+,12V里面只有3条,你可以自行计算可以跑多少W。
      4、烧毁事件都是由于接触不良,或者端子老化,但多接一条线材可以尽可能避免这种事情。
      5、输出功率是你的显卡需求和电源共同决定的,不是多接一条就多一倍功率。

      1年前
  • AMD

    按住空格键的方法是啥意思,请指教

    10月前
    • fcpowerup

      @AMD: 切换负载开关,你可以试一下,可以让显卡的功耗上下窜,持续功耗不是最高,但更像游戏里的工况,峰值功耗可以达到最高。

      10月前
  • zteddy

    感谢大佬科普,用来作深度学习的机器,4块3090,2000W的电源,请问是不是只用其中三块也不能稳定运行?

    9月前
    • fcpowerup

      @zteddy: 要看你的显卡跑起来负载的情况,是交错的峰值还是叠一起,然后再看电源的保护特性。都得实测。

      8月前
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可爱又迷人的反派角色
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