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AMD、英特尔游戏本功耗对比测试

2022-08-08吕震华

近年来,随着处理器微架构的革新和制程技术的演进,笔记本性能有了突飞猛进的提升,今天轻薄本的性能甚至都达到了几年前游戏本的水平,令人既高兴又感慨。但对于笔记本这种形态的PC产品来说,功耗和性能始终是存在矛盾的两端,两者之间只能取舍妥协,无法抛开功耗谈性能,即便是1.5KG重的顶级适配器,最高也只能提供300多瓦的供电,与动辄1000多瓦的台式机电源无法比,更不要说笔记本还是要兼顾续航的。

在研发高性能的笔记本处理器这条路上,两大芯片厂商AMD和英特尔走了两条截然不同的路。AMD苦研多年,推出了Zen核心的微架构,旨在提升处理器的能效比,加之台积电的领先制程技术,在性能和能耗上找到了绝佳的平衡点。而英特尔在制造工艺提升受阻,微架构多年挤牙膏后,从第11代酷睿开始暴力拉升功耗,到了今年推出号称采用革命性混合架构、大小核设计的第12代酷睿Alder Lake后,功耗竟然不降反升,达到了令人咋舌的150多瓦。

毋庸置疑,功耗的拉升必然可以带来性能的提升,现有的很多评测已经验证了这一点。但对于总封装功耗受限笔记本产品来说,这样真的是理想之路吗?在散热空间有限、总封装功耗确定的情况下,一颗对功耗和散热有更大胃口的CPU,对整机性能,对GPU性能释放,尤其是游戏性能有何影响?是有利还是有弊?我们尝试通过详尽的评测来揭开真相。

在之前的评测中,我们通过《酷睿or锐龙?25款游戏大乱斗颠覆你对两大游戏本平台的认知》一文为大家带来了25款热门游戏在1080p以及1440p分辨率下的实际游戏帧率对比测试。从测试结果来看,CPU功耗更高的天选3酷睿版笔记本电脑,在实际游戏表现上却略逊色于天选3锐龙版,这让我们产生了“锐龙处理器的能效更佳,可以在整个平台级别上分流更多的功耗给GPU,从而让整台笔记本的游戏性能表现更好一些”的猜测。当然,这个念头的产生也着实勾起了大家的好奇心,因此在最近这段时间,我们也花费大量时间进行了更深入、更全面的测试,希望能继续验证我们的猜测是否正确。

强强对抗,迸出火花

我们本次选择的测试平台依然沿用了华硕天选3锐龙版和华硕天选3酷睿版。它们来自同一厂商,模具也几乎相同,除了处理器不同之外,包括独显规格、屏幕大小、散热系统、内存、硬盘、外观尺寸等其他配置几乎完全一样。

两款机型除了CPU之外,其他硬件几乎完全一致。

天选3锐龙版的处理器选用了AMD锐龙7 6800H,其采用6nm生产工艺和Zen 3+架构,设计架构方面则是传统大核架构,配备8核心16线程,TDP为45W,最大功耗80W,基础频率3.2GHz,支持DDR5和LPDDR5内存,并内置采用RDNA 2架构的AMD Radeon 680M显卡。

天选3酷睿版的处理器则搭载了英特尔酷睿i7-12700H,它采用Intel 7生产工艺和混合设计架构,配备6个性能核心、8个能效核心,组成14核心20线程。同时,其性能核心基础频率为2.3GHz,最高频率和AMD锐龙7 6800H一样能够达到4.7GHz。

英特尔酷睿i7-12700H的基础功耗为45W,官标最大功耗为115W,并且支持DDR5/LPDDR5和DDR4/LPDDR4x内存,内置96 EU单元的英特尔锐炬Xe核显。从规格看,酷睿i7-12700H的核心和线程更多,最大功耗也远高于AMD锐龙7 6800H。但是为什么具体到游戏体验的时候,天选3酷睿版在很多具体的游戏测试中,性能成绩并不能领先于天选3锐龙版呢?我们猜测,这与处理器功耗以及系统整体功耗分配有关,于是开始以下验证。

测试条件说明

为了在测试里全面表现二者的差异,并且找出影响天选3锐龙版、天选3酷睿版游戏帧率的问题所在,我们将从稳定性测试、基准测试、实际游戏测试三个方面分别进行验证,主要以HWiNFO软件记录传感器的详细信息,深入探察两款游戏本的CPU功耗、GPU功耗等诸多方面的变化情况。所以在测试开始之前,我们将两款游戏本BIOS、显卡驱动均更新到了最新版本,并开启独显直连模式,力图消弭整个测试过程中可能会导致性能产生细微变化的不确定因素。

在稳定性测试中,我们通过Furmark以及AIDA64两款测试软件对天选3锐龙版、天选3酷睿版进行严苛的双烤测试,力图还原天选3锐龙版、天选3酷睿版在长时间高负载之后的内部元件工作环境和性能表现情况。而在随后的基准测试中,我们主要通过3DMARK探察天选3锐龙版、天选3酷睿版在理论游戏性能上的表现,初步了解它们在开启增强模式以及独显直连之后的性能走向,是否能够验证我们的最初猜想。

在上一次的测试中,我们发现当测试的游戏开始逐渐增加对3D性能的需求时,华硕天选3锐龙版的帧率表现就开始慢慢超过天选3酷睿版。这一次,我们在实际游戏测试项目中选择了《骑马与砍杀2:领主》《杀手3》《最终幻想15》《荒野大镖客2:救赎》《尘埃5》《全面战争:三国》这六款游戏。一方面,它们中包括了我们上次测试的一般性能需求游戏、主流性能需求游戏、较高性能需求游戏这三个类别,且风格各有差异;另一方面,这次测试的游戏都内置了Benchmark,因此在测试时能够得到一个更公平的环境,抹去不确定性。同时,在整个测试过程中均关闭垂直同步、关闭光线追踪、关闭NVIDIA DLSS,显示器默认刷新率为165Hz,没有帧率锁定,所有游戏采用超高画质或最高画质进行1440p分辨率下的实际性能测试。按照我们的游戏经验判断标准,30fps为基本流畅游戏的入门线,45fps为流畅游戏的标准线,60fps则是非常流畅的标准线,高于60fps则为绝对流畅的标准线。在筹划好所有步骤之后,我们便开始了测试。

通过华硕管家软件,我们将两款游戏本BIOS更新至最新版,需要说明的是,天选3酷睿版的Bios版本号为10.1.2.315,天选3锐龙版的Bios版本号为10.1.2.311。

两款游戏本的GPU驱动版本均为516.59。

在测试开始前,我们通过Armoury Crate软件将两款游戏本调整至整机性能表现更优异的增强模式,并开启独显直连模式,以模拟玩家在真实游戏时使用游戏本的状态。

稳定性测试小结

考虑到在长时间游戏过程中,整机的发热量会比较高,肯定会影响到CPU与GPU的性能表现,也就是说,可能搭载酷睿i7-12700H处理器的天选3酷睿版的GPU频率会比搭载AMD锐龙7 6800H的天选3锐龙版更低。于是,我们在室温23℃的环境下,对两款游戏本进行了严苛的双烤测试,验证是否如此。从结果来看,二者的GPU平均功耗几乎一致,均稳定在118W左右。

此时,我们发现了一个比较有趣的地方,那就是明明官标最大功耗更高的酷睿i7-12700H处理器,其在双烤中的平均封装功耗竟然比AMD锐龙7 6800H低了2W多!并且,在AIDA64的温度变化曲线中,我们可以发现它的波动是比较明显。要知道我们烤机的时间仅为半小时,实际上,许多游戏迷的游戏时长会高达几小时。那么,在拉长了时间之后,这样的波动是否会导致更大的游戏帧率差异呢?是否单纯只是由于过高的发热量导致了CPU降频,从而让天选3酷睿版的游戏成绩无法战胜天选3锐龙版呢?我们的脑子里又多了几个问号。虽说在这里我们并没有得到想要的答案,但将GPU功耗与CPU功耗相加之后,其实天选3锐龙版的总体功耗输出居然还要更高一些,这点比较耐人寻味。

在双烤时,天选3酷睿版搭载的酷睿i7-12700H处理器平均封装功耗为33.8W,平均IA核心功耗为26.8W,且从AIDA64的曲线中我们可以发现它的温度波动比较明显。

在双烤时,天选3锐龙版搭载的AMD锐龙7 6800H处理器平均封装功耗为36.2W,平均核心功耗为28.7W,且从AIDA64的曲线中我们可以发现它的温度曲线变化稳定。

3DMARK基准测试

为了测试结果更精确,我们将两款游戏本关闭电源且静置冷却同样时间之后,继续3DMARK理论游戏性能测试环节。从3DMARK的测试成绩来看,我们可以发现搭载AMD锐龙7 6800H的天选3锐龙版在所有测试项目的显卡分数上均有一定程度的领先,综合分数则与搭载酷睿i7-12700H的天选3酷睿版互有胜负。Fire Strike的三个项目中AMD领先。在Time Spy及Time Spy Extreme中,天选3酷睿版则总分开始出现领先。

整体而言,游戏理论性能测试的成绩表现基本上解释了此前在25款游戏测试中,天选3锐龙版的帧率表现为什么能够超过天选3酷睿版的原因。那么此时的功耗表现是否如我们猜测的那样,锐龙版配置的GPU可以获得更多的功耗呢?为此,我们调出了3DMARK测试中的数据,并加以梳理,得到了这样的答案(需要说明的是,我们在选取成绩时主要以GPU功耗为参考,且去掉了转场与过渡时仅仅数十瓦的GPU功耗数值以及同时刻的CPU功耗,以求得到整机在真正游戏过程中更准确的实际功耗表现,游戏测试时也会以此标准为主)。

应该说,从以上表格中,我们能够明显地看到两个趋势——一个是Fire Strike项目的GPU功耗不及Time Spy项目,后者对GPU性能的利用率会更高;另一个便是,当CPU的功耗占用更高时,GPU得到的功耗就更少,因此天选3锐龙版的GPU功耗更高,对应的便是它的显卡分数占优。这样的答案也的确验证了我们之前猜想,测试时间没有白费!但这个结果只有个位数的变化,还不是特别明显,并且还是游戏理论性能测试,可能不能完全代表实际游戏中的功耗表现,因此我们接下来将进行游戏的实战测试,希望能带来更精确的答案。

实际游戏测试小结

如果说3DMARK性能测试环节的结果是理论值,不一定能代表两款游戏本在实际游戏中的表现以及CPU、GPU功耗分配情况的话,那么实际游戏测试的成绩就能更明显地接近真实答案。我们可以看到,它们在游戏中的实际功耗表现与此前的理论3DMARK性能测试如出一辙。其中华硕天选3酷睿版在游戏实测中的CPU平均封装功耗更高,对应的便是它的GPU功耗不及华硕天选3锐龙版。那么功耗上的变化对应到游戏上又有怎样的体现呢?

从以上三个平均成绩表中,我们可以发现测试的六款游戏中,两款PC的性能表现确实出众,除《全面战争:三国》《荒野大镖客2:救赎》外,二者在其他四款游戏中均达到了绝对流畅的游戏帧率表现。在《尘埃5》《骑马与砍杀2:领主》《杀手3》《最终幻想15》四款游戏里,华硕天选3锐龙版均有领先(在《最终幻想15》测试项目中,天选3酷睿版得分6622,天选3锐龙版得分6682),特别是《尘埃5》《骑马与砍杀2:领主》,不仅帧率差异较大,对应的GPU功耗差距也比较明显。而在《荒野大镖客2:救赎》中两款游戏本的成绩差异不大。仅有《全面战争:三国》这一款游戏,天选3酷睿版小幅领先天选3锐龙版。

所以,从实际游戏中的功耗表现也能看出这个情况,虽然天选3酷睿版的CPU功耗更高,但在实际游戏中GPU性能占更大的权重,因此能够将功耗更多分配给GPU的天选3锐龙版在该环节得到了胜利,终于证实了我们在上一次测试时留下的猜想,揭开了真相。

TIPS:

在谈总结之前,我有一个小插曲想给大家分享一下。一开始由于《尘埃5》的功耗问题,我和评测室的阿伟产生了争执,那便是为何天选3酷睿版会出现GPU功耗与天选3锐龙版差异这么大的情况?

“不可能,绝对不可能!”看到他如此坚决,又结合稳定性方面的考虑,我最初产生了“可能是由于天选3酷睿版机身内部过热导致降频,从而进一步导致GPU频率下降”的判断。于是看了一下GPU频率的统计数据,结果在《尘埃5》中,AMD机型独显的平均频率为1753MHz,而酷睿机型独显的平均频率为1683MHz,看上去酷睿机型的GPU频率确实降低了。但阿伟认为这个因素并不绝对,因此我们在两款游戏本冷却完毕之后不仅重新进行了同样的测试,同时还加测了一次显卡混合输出模式,以及挑选了几乎与天选3酷睿版性能一致的另一款酷睿i7-12700H处理器游戏本进行了对比测试,希望能够确保结果的正确性,而后面两次测试的结果依然如此。

熟悉满血版NVIDIA RTX 3060 Laptop GPU的朋友应该知道,它的GPU功耗为115W。而由于NVIDIA Dynamic Boost技术,NVIDIA RTX 3060 Laptop GPU能够在高负荷性能的游戏或应用里抢占一部分的CPU功耗,从而使得其整机的GPU表现更优秀。因此在这里我们又产生了一个猜测:在部分游戏中,是否由于英特尔处理器太过强势,从而使得NVIDIA Dynamic Boost技术并不能很好地将功耗分配给GPU?

实际上在本次测试的大部分游戏中,Dynamic Boost技术都在发挥作用,不管是酷睿机型还是锐龙机型,独显都从CPU处分配到了一定的额外功耗,只是从具体对比可以发现,酷睿机型,独显分配到的额外功耗比锐龙机型少,甚至在《尘埃5》游戏中Dynamic Boost分配机制表现得并不明显,最后独显和处理器仅维持115W+45W左右的功耗组合,而锐龙机型在这里可以维持123W+35W左右的独显+处理器功耗组合。显然在《尘埃5》中,酷睿处理器在功耗分配上更加强势,抢占了不少独显应该被分配到的功耗。

通过丰富的想象、多次的摸索和深入的测试,我们发现了在同系列游戏本中,在其它规格配置相同仅CPU不同的情况下,更高的CPU功耗对实际游戏性能影响的真相。可以看到,在游戏本总封装功耗确定且有限的现实条件下,功耗需求更高的CPU确实会更容易抢GPU的功耗资源,影响GPU性能释放,从而带来实际游戏性能的差异。这一发现验证了我们上次测试中的猜测,也为我们的一系列游戏测试暂时画上了句号,希望能给纠结于锐龙版和酷睿版游戏本怎么选的用户有所参考。

最后来看看,618之后一个多月的终端优惠情况。除CPU不同之外,其他配置均一致且颜色均为日蚀灰的天选3锐龙版比天选3酷睿版仍旧要便宜500元。这个更便宜的价格完全够大家升级配置,或者将预算花在更合适的地方。

总结

自从代号“Alder Lake”的第12代酷睿发布以来,凭借P核加E核的大小核设计,英特尔在线程数上取得了领先,也在各大CPU理论测试中大幅度提升了性能,风头正盛。但在我们上一次25款游戏的全面测试中却发现,搭载着酷睿i7-12700H的天选3酷睿版在实际游戏上的表现略逊于搭载着AMD锐龙7 6800H的天选3锐龙版,这完全打破了我们惯有的认知。因此,这一次我们通过稳定性测试、基准测试、实际游戏测试,再结合全时段功耗记录之后,对两款游戏本再次进行了全面分析。

从整个测试来看,不难发现AMD锐龙7 6800H的能效比控制确实做得更为出色,从而让游戏本在实际游戏测试中的表现更出色,且在压力测试中的稳定性更高。而酷睿i7-12700H的高性能严重依赖于更高的功耗,在笔记本电脑总封装功耗有限的情况下,在实际游戏中功耗胃口更大的它反而会拖了GPU的后腿。

对于游戏本来说,要想增加整机功耗上限非常考验机身内部的散热设计,而且,目前即便是比板砖还重的适配器,最高也只能提供300W多的供电,已经达到了笔记本适配器供电的能力上限,无法与台式机拼功耗。况且,对于笔记本来说,高功耗对电池续航时间也是很大的挑战。

这样来看,搭载酷睿i7-12700H的游戏本,在游戏性能方面略逊于搭载AMD锐龙7 6800H的同型号GPU游戏本,自然是正常的。或许有不少读者还会疑惑,为什么我们不比CPU性能。在这里我们依然重申一个观点:如果你购买游戏本的目的主要就是为了玩游戏,那么在游戏中的实际性能表现才是首先应该考虑的关键因素。因此,我们整个测试均是基于玩家的实际使用来进行的,测试的指向性也是在游戏方面,没有针对处理器理论性能再做专项测试。

当然了,除了性能之外,性价比也是用户购买游戏本的重要因素。特别是从618到暑期,再到开学这一期间,无论是在暑期玩游戏放松身心,还是到学校需要一台笔记本来兼顾学习与娱乐,目前应该是许多朋友会购入游戏本的高峰期。由于购入这类产品的多是经济高度依赖父母的同学,我们认为产品售价还是很有必要考虑的——在JD官方旗舰店查询天选3锐龙版、酷睿版如今的价格后,可以发现配置、颜色相同的前者比后者要便宜500元。也就是说,无论你是关注游戏本的实际游戏性能表现,还是准备省下更多的预算,同系列游戏本里的锐龙版无疑是更合适的选择。

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