哪款热到能"煎蛋"？！ 14款CPU功耗比拼

前言：性能，还有功耗，This is a problem！A “BIG” problem！

　　随着处理器频率和性能的不断提升，带来的功耗以及发热量越发的不容小视。长期以来，大家对于处理器的性能和功耗一直都是争吵和辩论不休，在各大论坛和文章的评论跟帖中，AMD和Intel的拥护者相互攻击对方的功耗、发热量已经不是半天一天的事了。事实上，对于那些高功耗、高发热量的处理器产品，常常会得到“电炉”的冠名，或者额外增加了“煎鸡蛋”等功用。

　　上图为《麦兜3－春田花花幼儿园》电影片段，演示如何使用Intel奔腾4的478接口处理器做煎蛋！更具体详细的步骤请点击 这里查看。尽管用CPU来“煎鸡蛋”颇有几分恶搞的成分，但这也在很大程度上说明了处理器功耗之高、发热量之大！

　　直到目前为止，这一问题也仍然存在，似乎根本就没有一种低能耗、低发热量同时又能提供高性能的台式机处理器出现。也许您可以指出一些低能耗处理器的例子，比如Intel Celeron或者是VIA C3 ，但是这些都是以牺牲工作性能为代价来保全功耗指标的产品，与当今市场上的主流处理器产品相比，其性能相差的可不是一星半点。虽然攒机的朋友们可以不必拘泥于CPU原装风扇带来的种种限制，而是去选择一款来自专业散热产品厂家的经过特殊设计，散热效果好且噪音相对较低的风扇，但是对于大多数用户，尤其是品牌机用户来说，CPU的高能耗和高发热量问题仍然困扰着他们。作为使用者，我们现在越发无法忍受高频率处理器系统那巨大的风扇噪音和高温的CPU所散发出的巨大热量。

　　Intel 与 AMD 两家的拥护者都相信它们所忠实的品牌能够打造出安静高效的处理器产品，因而与这两个品牌有关的争论也一直没有停歇过。这次我们拿来了两大厂家十几款CPU进行功耗实测，列出三组不同状态下CPU系统的功耗，当然，网易评测室不只是关心高端游戏玩家，这次功率测试是面向大众的，从低端的Sempron和CeleronD到高端的Pentium D和Athlon64 X2都囊括其中。

小知识：CPU节能知多少？　

　　节电一直以来都一个很热门的话题，有关资料表明电脑在睡眠状态下也有能耗，约为7.5W，而进入Windows XP待机时耗电达到50W以上！对于发烧的游戏玩家，往往会配备GF7900GT或X1900XT级别的显卡，双核心的CPU，这样一来，整台主机的功耗就更加惊人了。

 　　为了更好的了解我们电脑工作时的功率，我们有必要来学习一下两大厂家在CPU方面与功率有关的技术。目前来说，节能技术经过长时间的发展，已经比较成熟了，而且已经应用到台式机CPU上面来了，这是因为台式机CPU虽然不像笔记本CPU那样具有功耗压力，但却面临着越来越大的CPU功耗所带来的越来越大的发热量问题，即CPU的功耗与性能几乎是同步提升，但散热技术的革新无法同步进行，现在的CPU所依靠的散热手段与586时代没有什么本质的差别，常规散热手段遭遇瓶颈，所以引入CPU节能技术降低CPU功耗，解决日益突出的散热问题也就成为必然。

AMD台式机CPU的节能技术：

　　AMD台式机CPU的节能技术名为Cool‘n'Quiet，这是第一种用于桌面处理器的节能技术，顾名思义，这项技术为“低温、安静”之意，可大幅减轻散热系统的压力，所以又被形象的称为“凉又静”。Cool‘n'Quiet是一项能让处理器在闲置状态下自动降低电压与频率的节能技术，与PowerNow!非常相似，可以简单把它当作PowerNow!的桌面版。

　　Cool‘n'Quiet的使用价值更多是体现在高频率（高PR值或高标号）的Athlon64和Athlon64 FX身上，单比较最高功耗，Athlon64和Athlon64 FX比Prescott核心的Pentium4只是稍好一些，但Cool‘n'Quiet技术却让二者出现质的差异：Cool'n'Quiet允许各款Athlon64和Athlon64 FX最低运行在1GHz，1.1V电压的状态下，性能大概与Athlon XP 1500+相当，完全可满足正常办公和娱乐的需要，而此时它的功耗仅有22W。在实际使用中，办公处理、多媒体娱乐、网络浏览等日常应用总是占据大部分，籍由Cool‘n'Quiet 技术，Athlon64和Athlon64 FX可长时间工作在低耗电环境下。比较保守的估计，它的平均功耗会在40至60W左右，对散热系统不会造成任何负担，风扇也可低噪音运行，称之为Cool‘n'Quiet的确颇为贴切。

　　Cool‘n'Quiet需要处理器硬件、驱动程序和主板BIOS三方面的支持，AMD的新一代Athlon64、Athlon64 FX、Athlon64 X2以及部分Socket 754/939接口的Sempron产品都支持该项技术，只要安装最新的CPU驱动便可以感受到Cool‘n'Quiet带来的“低温体验”。凭借这项技术，AMD终于在功耗问题上大翻身，过去它的产品一直给人高功耗、高发热的印象，英特尔的产品则口碑优良，而现在情况刚好反过来。

Intel台式机CPU的节能技术：

　　目前，在Intel的台式机CPU方面，部分基于Prescott核心的单核心CPU（Pentium4 6XX系列）以及部分基于Smithfield核心的双核心CPU也采用了EIST技术，通过操作系统检测CPU的负荷而实时调整CPU的运行频率以及电压，如果在一段时间内CPU负荷比较低的话就会将其降至2.8GHz的运行频率。但与笔记本CPU所采用的EIST不同，台式机所采用的EIST只是一种简化的节能技术，并不能提供多个电压或频率工作点，这里的EIST技术只能降低到2.8GHz这一个频率而已，其实就是把CPU的倍频降低到X14来实现2.8GHz的低频的，这是由于Prescott核心CPU的倍频最低为x14的限制而来，Smithfiled也只不过是两个Prescott核心而已，仍然有这个限制，所以2.8GHz的PentiumD 820和3.73GHz的Pentium4 EE是不支持EIST技术的，因为它们都是x14的倍频。

　　不过就算只是简化版的EIST技术，但对降低CPU的功耗已经有很明显的功效了。例如Pentium4 6XX系列CPU虽然由于比Pentium4 5xx系列CPU多了1MB的二级缓存而使晶体管数目有较大幅度的上升，但是在实际运行的过程中，对于大多数用户而言，多数时候CPU并不会运行在高负荷状态，所以在打开EIST技术的情况下Pentium4 6xx系列CPU的发热量实际上比同频率的Pentium4 5xx系列CPU的发热量有较大幅度的下降。这对于用户来说当然是件好事了。

CPU功率测量方法

　　我们测试的目的是测量在PC电源|稳压器上的CPU功耗。功耗以瓦为单位，对于供给处理器的DC电流，一瓦等于一伏安，也就是电压与电流的乘积。为了用瓦来表示CPU的功耗，我们将用测到的电压乘上电流。在这里，需要像大家说明的是，AMD K8架构的处理器中集成了内存控制器，而据AMD方面的透露，内存控制器部分在工作中的功耗约为15～20W，而Intel的处理器中并无集成内存控制器，其内存控制部分的工作由主板的北桥芯片组负责，这部分的功耗同样约为15～20W。所以在客观的角度看，AMD的CPU实测功耗要减去15W－20W的值才是同等对比条件下的值。（注:以下测试值均未减去这个部分数值）

·怎么测量CPU功率？

　　怎么测量？我们要测量CPU的功率，但是不可能直接在处理器的针脚处测量，因为所有的配线都被做在了主板上，而电流的测量通常需要把仪器|仪表接入电路。从原理出发吧，首先，我们知道CPU的供电是ATX+12V提供的，只要通过测量ATX4针+12V的电压值和电流值，再通过电流和电压计算其功率就行了。当然，测量时选择的主板一定要选择只使用ATX+12V向CPU供电的主板。

　　解决了原理问题，接下来解决怎么测量电流和+12V电压的问题了，电流方面，我们选择了安培表，当然这不是一般的安培表，而是装配了霍尔效应感应器的钳式电流表，这个测量五金|工具可以从旁路测量和显示通过电线的电流，无需打断线路。这个产品已经不是什么新玩意了，几年前的产品在测试20安的直流电时可以达到1.5%的精度，当然我们手头上的就刚刚入手的，精度更是相当高。

　　电压方面我们来看一下面这款特别的电源吧，这款电源有很多特别之处，其最值得称道的是带有液晶监控面板，能够显示电源当前温度和功率，还有正12V的电压值。由于电源质量当然不错，在测试时+12V电压值一直固定在12.29V和12.27V这两个值。

·测试步骤

我们主要测试了以下三种状况下的功耗指标：

　　CPU全频率空闲状况——此种情况模拟在CPU在默认频率及电压下空闲时，测试系统的功耗指标。

　　CPU单核满负载状况——运行一个SP2004使单核心CPU满负载运行或双核心处理器一个核心满负载运行状况下，测试系统的功耗指标。

　　CPU双核满负载状况——运行两个SP2004使整个处理器满载运行状况下，测试系统的功耗指标。

测试平台介绍：

　　在为两个品牌的CPU搭建测试平台时，我们尽可能地选择相同的配件以期达到公平的测试环境，同时为按照不同的工作频率、工作电压、工作状况记录各款产品所消耗的功率。在测试中使用到的相同的系统硬件配置如下：

　　七彩虹 6600GT 128MB显卡
　　SevenTeam　ST-600EAE电源
　　Maxtor 7Y250 7200Rps 250GB 硬盘
　　罗技光电高手键盘鼠标套装

　　Intel方面，我们选用了PentiumD 930、920、830、820、805；Pentium4 661、631和CeleronD 345做代表。

　　AMD方面，我们选择了一款单核的Sempron 3000+和Athlon64 3000＋，另外还有4款双核心的Athlon64 X2，分别是3800+、4400+、4600+、4800+。

　　具体的测试数据请看下文：

各款处理器性能测试成绩对比

　　Winstone 2004是一套功能强大的系统综合测试软件，包括Business Winstone 2004和Multimedia Content Creation Winstone两大部分。前者测试的是系统对日常商业应用软件使用的性能，后者则模拟较为专业的多媒体应用领域软件环境进行测试。

　　从测试的结果我们可以看出，低端方面，AMD的Sempron 3000+处理器无论在商业应用还是多媒体性能上均优于Intel的赛扬D 345，领先幅度在10％以上。中端主流处理器方面，AMD的Athlon64 3000＋和Intel的P4 631相比性能在伯仲之间，相比Intel双核心的PD 805也稍胜一筹，即时与PD 820、920相比同样不落下风。高端方面，AMD的几款双核心产品则表现出压倒性的优势，即时是最低端的双核心Athlon64 X2 3800＋也足以令Intel双核双雄PD 830、930汗颜。

　　当然，我们这里说的只是从性能的角度考虑，大家真正要购买的时候还要考虑下它们各自的价格，还有的就是往往被人忽视但实际上却不容忽视的功耗问题，这也将是我们下文的焦点！

待机状态下功耗数值对比

　　在整个测试过程中，每款CPU的电压值无论在什么状态下都相稳定，下面是全系列CPU的电压值，以下功率计算都是以下面的值为准的，下文不再重复。

　　进入系统稳定后，电源显示出来的功率如下，从下图我们可以看到，各个平台不包括显示器，待机时基本稳定在90瓦特以下，Intel方面，单核的CeleronD的待机时系统就达到88W，PentiumD 830也是比较惊人的，达到83W，相对来说Pentium4 6X1的情况比较乐观，支持Intel最新的EIST节能技术可以大大降低处理器在日常使用过程中的平均功耗。再看一下在所有AMD处理器中，单核的Sempron和Athlon 64待机功率反而更高，高频的4800+相对来说功率要比其他型号稍高一点。

　　待机状态下ATX+12V 4针供电电流差差异比较明显，Intel的处理器的电流值相比AMD的要高出不少。

　　下面我们通过上面的成绩来计算一下CPU的功率吧，Sempron 3000+采用的是Palermo核心官方数据表明最高功率是62W，在当待机时比起支持节能技术的Athlon64 X2逊色很多，0.09微米工艺的Toledo核心支持Cool‘n'Quiet节能技术在待机时表现得相当不错。65纳米制程 PentiumD 930、920也表现得不错，PentiumD 920 和 PentiumD 930处理器的实际核心频率分别为2.8GHz 和 3.0GHz，但在待机时倍频降低到X14来，也就是说都运行在实现2.8GHz的频率下，我们看到待机时都是29W。90mn的8XX系列表现比较让人失望，其功耗居高不下。PentiumD 8xx系列是采用90nm工艺把两个物理内核“叠加”而来，晶体管数量高达两亿三千万以上，即使应用了Speedstep节能技术也无济于事！

 

单核满负载状态功耗数值对比

　　接下来运行一个SP2004，运行到step2等电源显示的数值稍稍稳定下来后，我们再用安培表来测量电流值，记下这组数据。对于单核的P4 631和661来说，由于支持Intel的超线程技术，相当于有两个逻辑处理器，在任务管理器查看，这时CPU占用率正好是50%。

　　上图可以看出，AMD闪龙的虽然不支持Cool‘n'Quiet节能技术，但是在满载时系统负载只是79W，而CeleronD 345则达到了103W。

　　电流方面，支持待机节能技术的CPU的电流值都有大幅度提升，基本上都加了一倍，而PentiumD 830的电流值从之前待机时都甚高的4.1A加大到9.82A，幅度相当惊人。下面我们来看一下CPU功率。

 

　　Sempron 3000+功率不高，而CeleronD 345的功率还是比较丢脸的，不过我们看到了65nm的PentiumD 930\920都表现得相当不错，　分别是56.8W和54.72W，不过相比起AMD的产品来说还是较为汗颜的。

 

满载状态下功耗数值对比

　　最近我们同时运行两个SP2004进行测试，等待两个程序都运行到step2时，功率稳定后我们再记录下一组数据。从测试看来，单核运行两个SP2004时处于假死状态，系统极度繁忙，不过也是达到100%负载，所以功率也没有什么变动。P4 631和661虽然也是单核的，但是支持Intel的超线程技术，相当于有两个逻辑处理器，但是在运行两个SP2004时也显得相当吃力，系统负载也比一半负载测试时加了4W和2W。

　　满载的情况下，整个系统的功率也不是我们想像中的高，当然各种平台会有所差异，主要体现在CPU与显卡的不同。整个系统的对比中，AMD平台全部应用了DDRI内存，而Intel平台全部应用DDRII平台，所以在系统功率方面两者比较接近，AMD的A64 X2与PD 8XX对比有明显的优势，不过65nm的PentiumD 9XX出现后就基本上打成平手。

　　从计算出来的功率看出，我们Sempron 3000+官方的最高功率是62W，而我们测试时稳定在38.52W，这并不能说明什么，因为在我们跑其它程序时，突发功率是有可能达到62W的。

 

总结：

　　其实，从众多网友的反馈上我们已经知道相对于AMD K8架构的处理器产品，Intel目前主流处理器在功耗和发热量上均高出不少，特别是采用“Prescott”和后续的“SmithField”核心的系列产品更是有“电炉”之称，从我们的测试结果来看，这个名称并不为过。Intel采用65nm技术“Cedar Mill”核心的单核心处理器和“Presler”核心的双核心处理器在功耗和热量上都有所改进，但是从我们测试的结果来看，实际情况似乎并不如外界估计的那么乐观，相比起AMD目前90nm的主流产品，其功耗和热量仍然维持在较高的水平。

　　综合我们的整个测试来看，在低端处理器方面，Sempron无疑是个更好的选择，它在性能表现上要优于赛扬D，同时在功耗以及热量上也具有优势。粗略估算，一台采用Sempron 3000＋的电脑，平均每天工作10小时，一年以300天计算，以北京商业用电0.8元每千瓦时来算，可以节约电费60元。对于个人用户来说，一年60元也许并不算多，但是对于拥有成百上千台电脑的公司或者网吧来看，100台机器一年能节省6000元，1000台就是60000元。此外，电脑的功耗和发热量的降低，有利于延长电脑的寿命，这部分就不是我们可以简单计算的了。

　　中端处理器方面，Athlon64 3000＋在性能上的表现比PD 805、PD 820、PD 920出色，与P4 631相比则不相上下，同时无论在极端工作状态还是空闲状态下，它的能耗都比主要的竞争对手PD 805和PD 820低上不少，而且它的价格也时最便宜的。因此，毫无疑问，它才是最值得推荐的中端处理器。

　　高端处理器方面，AMD的双核心Athlon64 X2在性能和功耗的表现上无疑是非常出色的，但是它们毕竟不是市场上的主流产品，价格高高在上。

　　总的来说，我们看到，AMD处理器的功耗要比Intel的低上不少，可以大大降低处理器在日常使用过程中的能源消耗，节能带来的好处有两方面，一方面电脑的发热量大大降低，有利于延长电脑的寿命；第二方面，可以省电，在中国，一直供电紧张，使用一块节能的处理，也是一个的环保意识的体现。

　　其实AMD和Intel两方都在桌面处理器的功耗方面花了不少功夫，先后推出了很多种节能技术，不过大部分用于笔记本，只有小部份用于台式机，根本原因就是一些节能技术牺牲了系统的性能，这是与台式机是背道而驰的，为了追求更高的性能，台式机CPU功率是越来越大，电源也从以前的200多瓦就可以满足到现在的350W甚至更高。物极必反，AMD与Intel也早就意识到了吧，最近AMD新一代桌面处理器的也会推出低功耗版本，最高只有35W。相信以后的CPU功率方面会得到很好的控制。

　　这次测试只完成了两有个厂家一小部分产品的测试，其它型号的测试将会在以后的评测中送给读者，有兴趣的读者可以关注一下网易评测室的相关报道。