安培、图灵、RNDA比一比：三大年夜架构显卡能耗比比拟测试

详细理解能耗比不大略

英伟达新一代的RTX 30系显卡，就采取了全新的安培架构并且利用了比较上一代图灵显卡更前辈的三星8nm制程工艺，在官方的宣扬中，英伟达测试表明，在《掌握》这款游戏中，在60 FPS时基于图灵架构的GPU所花费的功耗是安培架构GPU的1.9倍，即安培架构显卡在这里表现出相对付图灵显卡1.9倍的能耗比提升。

不过对付详细的理解能耗比，实在并没有这么大略。

首先，对付同一张显卡来说，它的能耗比实在并不是固定的，运行在不同核心频率的时候，它的能耗比会变得不同。
类似于上图的曲线，可以将纵坐标理解为性能值（或者说不同的核心频率），横坐标便是功耗，如果功耗比是个定值的话，这条线该当是条直线，但是实际上这条线是一条斜率逐渐减小的曲线。

英伟达的Max-Q显卡更能明显的解释这个问题。
由于桌面端显卡对付散热与功耗的哀求相对宽松，以是显卡工程师对付桌面端显卡的设计紧张追求性能，以是桌面端显卡一样平常会位于性能功耗曲线上较为右上方的位置，来供应最大性能。
而移动平台上则不一样，它对散热与功耗的哀求严苛，并且对付游戏条记本来说，性能也不能太弱。

以是工程师会在性能功耗曲线上找到一个得当的位置，即能供应不错的性能，功耗需求也不高，并以这样的频率来设计Max-Q显卡。
与桌面端显卡比较，Max-Q显卡在性能功耗曲线上的位置更靠左下方，斜率更大，也便是能耗比更高。

这里我们回到上面英伟达的那张宣扬图，可以看到，上图的1.9倍的能耗比提升是将图灵架构的能耗比取在了较高的位置（图灵曲线靠后的位置），而安培架构的能耗比取在了较中间的位置，这样打算得来的结果也不能说错，但是对付实际的情形来说，消费者买到的安培显卡它的能耗比一样平常是不会位于曲线较中间的位置。

那么我们怎么探究能耗比呢？很大略，我们以结果为导向，探究桌面端不同显卡的能耗比的差异，我们就以买到的显卡默认的性能和功耗的差异，来看他们的能耗比差异。
以是也别管什么GPU核心功耗、显存功耗了，就看消费者买到两张不同架构的显卡，默认情形下利用，对付整卡来说，能耗比有什么差异。

这里再说一下，虽然同一代架构桌面端显卡不同型号的频率不一样，但是由于GPU Boost的缘故原由以及显卡本身的整体设计，默认情形下能耗比是差不多的。
本次测试我们就将图灵架构显卡选择了两款型号，分别是影驰RTX 2070 SUPER HOF Classic和影驰RTX 2060 SUPER金属大师OC，读者可以通过他们的能耗比表现验证一下。

而新一代的RTX 30系显卡，我们选用的是影驰RTX 3080金属大师，此外，我们还比拟了AMD的Radeon RX 5700 XT公版显卡。

测试平台

由于比拟的显卡中有支持PCIE 4.0的显卡，以是还是选择搭建了一套AMD平台来进行测试，个中CPU为AMD 锐龙9 3900X，主板为ROG CROSSHAIR VIII FORMULA，采取了4根单条16GB的芝奇 皇家戟 DDR4-3600内存，并且测试过程中在BIOS里打开XMP让内存运行在3600MHz的频率上，除此之外其他均为默认设置不做改变。
至于其他硬件方面，如下表所示：

性能测试

由于游戏性能测试对付完全的显卡性能表示不足风雅，偏差较大，以是性能测试这里只选用理论性能测试，我们以3DMark作为显卡基准性能测试，测试项目包括Fire Strike、Fire Strike Extreme、Fire Strike Ultra、Time Spy、Time Spy Extreme共五个项目。

个中Fire Strike、Fire Strike Extreme、Fire Strike Ultra三个项目分别测试的是显卡在DX11游戏中的1080p分辨率、2K分辨率和4K分辨率下的性能指数，Time Spy、Time Spy Extreme两个项目则是显卡在DX12游戏中的2K分辨率和4K分辨率下的性能指数，由于AMD Radeon RX 5700 XT并不支持实时光芒追踪，以是没有加入Port Royal项目的测试。
详细成绩见下表，表中所列成绩均为3DMark显卡单项的得分。

性能比拟

通过以上性能测试的数据，综合取均匀值，以RTX 3080的性能为基准的100分的话，则RTX 2070 SUPER、RTX 2060 SUPER和RX 5700 XT的性能指数如下表所示：

满载功耗测试

功耗测试用的是英伟达的PCAT工具，PCAT套装包括两个硬件以及一个软件。
首先是一个PCI-E转接卡，这个转接卡特殊之处在于上面有一个接口可以与下一个硬件连接起来，使PCI-E插槽的功耗可以被记录下来；之后便是PCAT模块，这个模块上面有6个PCI-E 8P供电接口、1个OLED显示屏和一个用于吸收PCI-E转接卡功耗讯息的4P接口。

在4P接口那边的3个8P接口是连接到显卡上的，而对面的3个则是连接到电源上的，而上面的OLED屏幕就会显示实时的功耗讯息以及电压。

有了改装过的PCI-E转接卡以及PCAT模块后就可以知道显卡的实时功耗了，但是如果是想更加全面的测试显卡功耗的话，那么还须要PCAT功耗剖析软件。
在这个软件中，可以看到从打开软件后探测到的显卡最高、最低、均匀功耗，并且附有一张显卡功耗的实时图表，还可以选择在图表中显示哪一起的功耗。

将以上2分钟内各张显卡的瞬时功耗加总取均匀值得到的均匀功耗如下：

可以看到，虽然基于新一代安培架构的RTX 3080显卡在性能上比较图灵架构的RTX 2070 SUPER、RTX 2060 SUPER和AMD的RX 5700 XT有巨大提升，但是同样的功耗方面也增加了很多。

由以上测得的性能比拟和功耗比拟我们可以打算出这四张显卡的能耗比指数如下：

总结，先说一下RTX 2070 SUPER与RTX 2060 SUPER，这两张显卡基于相同的图灵架构打造，通过测试可以看到，只管这两款核心的频率并不相同，但是由于GPU Boost的缘故原由以及显卡本身的整体设计，它们的能耗比是一样的（不到1%的差距可视为测试偏差）。

而对付采取了全新安培架构和三星8nm工艺的桌面端RTX 3080显卡来说，其相对付上一代的图灵架构桌面显卡，在能耗比方面具有了12%的提升，相对付AMD的第一代RDNA架构桌面显卡，则是有18%的能耗比提升。

作为最新安培架构家族中第一个与玩家见面的显卡型号，RTX 3080不论是在性能还是在价格方面都是为高端玩家带来了惊喜，通过之前的首发测试可以看到，面对目前的游戏环境，RTX 3080可以胜任任何游戏在最高画质下以60FPS稳定运行，可以确切的说，对付打算玩4K游戏的PC玩家，RTX 3080便是目前最得当的选择。