NVIDIA 3090显卡功耗分析 – FCPOWERUP极电魔方

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NVIDIA 3090显卡功耗分析 – FCPOWERUP极电魔方

2024-06-23 20:12| 来源: 网络整理| 查看: 265

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。

 



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