显卡功率测试方法更新

张祖强

NVIDIA PCAT简介

这款显卡功率测试套件的英文全称为Power Capture Analysis Tool（中文直译为功率捕获分析工具，下文简称PCAT），其作用是提供非常精确的显卡总功率和每瓦性能，设计目的自然是为了降低显卡功率数据的采集和分析难度。PCAT包含了多个硬件和一款软件，硬件方面的核心主要是PCAT模块、PCAT PCIe转接板，同时还包含一些配套设备，如O LED模块、1根4Pin杜邦数据线、1根Micro-USB转USB-A数据线、3根8Pin PCIe供电线。通常情况下，显卡供电主要通过PCIe插槽和电源，而P C AT模块和P C ATPCIe转接板的作用是捕获PCIe插槽和电源给显卡的电力数据，并通过处理之后在OLED模块上实时显示。相比其他显卡功率测试方法，PCAT有以下几大优势：

·让PCIe显卡的功率测试更简单，且结果详实;

·适用于任何GPU供应商，不依赖于私有的API调用;

·直接测量电路板总功率，不再猜测和推断;

·取决于测得的电压，精确到千瓦的一千分之一以内;

·无须焊接

当然，PC也能通过Micro-USB转USB-A数据线连接PCAT模块，从而读取实时功率数据，并通过名为“PCATUtilit y”的软件进行实时显示。这款软件UI设计简洁明了，上半部分主要显示的是功率（包括显卡的实时、平均、最大总功率）以及电压和电流等数据，而下半部分则主要显示功率变化的折线图，同时我们还可以根据实际需求来调整折线图显示的项目和时间等。对了，PCAT Utility还有一项非常重要的功能—数据记录。我们可以简单理解为一个显卡功率的Benchmark，它可以将指定时间段内采集到的显卡功率数据生成表格，所以相比查看左上角的临时统计数据，PCAT Utility的数据记录功能要更加准确、实用。值得一提的是，PCAT还可以和 FrameView协同工作，我们在使用FrameView记录游戏帧率的同时，还可以通过FrameView生成的日志查看每瓦性能和PCAT总显卡功率（该功能仅限NVIDIA显卡）。

PCAT显卡功率实测

有了PCAT，我们就能直接测量显卡的功率，所以在实测环节中我们首先想要得到的答案是显卡在待机和烤机时的功率到底是多少。为此我们特别找来5款NVIDIA GeForce RTX 30系显卡，并通过PCAT Utility分别在待机和烤机（使用Furmark在1080p分辨率下烤机10分钟）状态下观察它们的功率情况。事实上，我们可以从多个方面来分析PCAT测得的数据。例如同一款显卡在运行不同游戏，以及不同分辨率下运行同一款游戏的功率如何。不仅如此，我们还可以将PCAT测得的数据做成折线图，以此考察显卡在运行过程中的功率变化情况，所以除了观察参测显卡在待机和满载状态下的功率，我们会把测得的数据从以上几个方面进行解读。

从我们的测试成绩来看，参测这款RTX 3060显卡在使用Furmark烤机10分钟后，其功率约为174W。相比使用功率测试仪测试整个测试平台的总功率（约324W），使用PCAT测得的功率更加准确，而且不会受到测试平台硬件（如处理器电源、散热器）更换的影响，所以PCAT的测试数据具有更高的参考价值。

通过测试成绩我们可以看到，同一款显卡在运行不同游戏时的帧率也有所不同。例如RTX3060在1080p分辨率和最高画质下运行《银河破裂者》Benchmark时的平均功率约为130W，运行《德军总部：新血脉》和《极限竞速：地平线4》这两款游戏的Benchmark时，RTX 3090的平均功率约为117W。此外，通过对比RT X3060在1080p和4K分辨率下运行参测游戏时的功率，我们不难看出，分辨率越高显卡的功率也越高。所以我们也提醒那些近期想要入手更高分辨率显示器的玩家，请注意你现有电源可提供的功率是否足够。

在本次测试中，我们还选择了3款性能比较接近的显卡（RTX 3060Ti、RTX 2080 Ti、RX 6700XT）来对比他们在运行3DMark和不同游戏时的功率情况。综合我们的测试结果来看，RT X 2080 Ti在大多數测试项目中的平均功率最高，RT X 3060 Ti的平均功率最低。从这3款参测显卡运行《德军总部：新血脉》《银河破裂者》《极限竞速：地平线4》的功率变化曲线我们不难看出，RX 6700XT在测试中的功率波动幅度最小，而RTX3060 Ti和RTX 2080 Ti的功率波动幅度要稍大一点，功率曲线图对于广大游戏玩家来说没有太大意义，但能帮助研发工程师了解显卡的功率变化情况，并对显卡进行相应的优化。

小结

相比使用功率测试仪和GPU-Z、H W i N F O64等软件侦测显卡功率，PCAT测得的显卡功率更加准确，同时也具有更高的可对比性。此外，PCAT还可以每秒生成10个详细的显卡功率数据，方便我们更直观地了解显卡在运行过程中的功率变化情况。配合PCAT，FrameView还可以生成显卡能耗比，通过这一数据，我们就能分析基于不同生产工艺和架构的显卡在能耗比方面的差异，这对于我们今后的显卡评测也具有非常高的参考价值。

所以在今后的显卡功率测试中，我们会增加PCAT的测试结果，同时保留功率仪测得的整个测试平台总功率，方便大家参考。