廠商坑人無極限 看功耗牆對遊戲本的巨大影響

前言：

近年來遊戲本越來越受用戶追捧，其強勁的遊戲性能足夠滿足大多數玩家日常娛樂。尤其是10系顯卡問世以後，我們已經不用擔心性能不足了。然而有的時候你會發現，明明花錢買了個GTX 1050Ti的本子，玩起遊戲來卻和GTX 1050的本子差不多。這是因為性能越是強大的配件，也就越是需要過硬的散熱設計來做保障。可最近市面上不少10系遊戲本並沒有在散熱方面用心，而是開始使用功耗牆來限制發熱，從而達到降溫的目的。這種犧牲性能換取散熱的猥瑣方式，已經被很多品牌使用。廠商們彼此心照不宣，而用戶們卻被蒙在鼓裡。

顯卡的頻率表現：

想要了解用功耗牆「縮TDP」來限制頻率有多坑人，我們得先了解筆記本顯卡的工作頻率是如何決定的。

藍天GTX 580M

在早些年的筆記本顯卡上，頻率的調整方式比較簡單。比如費米架構的GTX 580M只有三個頻率檔位，它在不同的工作負載下，由vBIOS決定工作頻率。當年的廠商們還比較淳樸，沒想過用功耗牆來限制發熱。所以那個時候的顯卡，完全是按照老黃家的設計規範在工作。只要溫度不過熱，核心本身默認能到多少頻率，實際遊戲時就能達到多少頻率。那個時候，功耗牆和溫度牆僅僅是保護措施而已。

Boost頻率的加入：

在開普勒架構的時代，NVIDIA引入了Boost頻率的概念。就是在默認頻率之上再增加一個更高的頻率檔。同時該架構將頻率檔位細分化，不再是簡單的三擋調節，而是多達幾十個頻率檔位。每個頻率檔位相差13MHz，顯卡可更加流暢地調節頻率。上圖所示GTX 780M的Boost頻率比默認核心頻率高兩檔，運行大型遊戲時，只要沒遭到功耗牆和溫度牆限制，顯卡就能工作在797MHz上。

Boost 2.0：

之後在麥克斯韋架構上，NVIDIA推出了Boost 2.0的概念。這是真正意義上的Boost，它不再有固定的Boost頻率，而是一個不斷升高的動態值。雖然在上面GPU-Z截圖中仍然能看到一個1127MHz的Boost頻率，然而它並不代表顯卡運行遊戲時的實際頻率。事實上當Boost 2.0生效時，顯卡核心電壓、功耗和頻率會不斷攀升，直到觸發某一個頻率限制因素（比如功耗牆、或安全電壓上限等）後不再上升，並保持這個頻率工作。

這樣一來若是筆記本散熱足夠給力，不會讓顯卡觸發溫度牆；同時廠商也沒有故意設置非常低的功耗牆的話，該顯卡最終會達到最高頻率，這樣就是完整地發揮出了該架構核心的全部性能。

然而遺憾的是，筆記本麥克斯韋架構顯卡的Boost 2.0功能後來被老黃屏蔽了，只有台式機上才能看到。想用到該功能的玩家只能自己修改vBIOS開啟它。

Boost 3.0：

到了帕斯卡架構的時代，老黃決定讓筆記本顯卡也擁有台式機顯卡般的性能。新的Boost 3.0技術不再是台式機顯卡獨享的福利，因此這次筆記本顯卡的性能有了巨大提升。

Boost 3.0可以看成是Boost 2.0的激進版本，它的頻率提升幅度非常誇張。比如移動版GTX 1060的核心默認頻率為1405MHz，若是在沒有惡意限制頻率的狀態下，當其核心電壓升至安全電壓上限時，其頻率可以升至1911MHz。這500MHz的頻率增幅會帶來明顯的性能收益，可以說Boost 3.0是10系顯卡不可或缺的重要屬性。若是被廠商限制無法發揮全部實力，那麼就會對10系顯卡造成不小的性能損失。如果只是降低100MHz的話，對性能的影響可能還不算明顯，若是降得太多，就很坑人了。

顯卡工作頻率的決定因素：

既然10系顯卡非常仰仗Boost 3.0技術，而該技術又非常懼怕頻率限制。那麼顯卡Boost後的實際工作頻率究竟會受到哪些因素影響呢？

對於NVIDIA顯卡來說，核心頻率Boost的限制因素分為5種：PWR、Thrm、VRel、idle（早些版本的GPU-Z顯示為Util）以及VOp。顯卡在工作時，頻率究竟受到那種因素影響可以用GPU-Z來查看。

PerCap Reason就是顯示當前頻率限制原因的項目

PWR：Limited by total power limit(總功耗限制)。傳說中的功耗牆，實際上廠商們目前就是用這種因素制約顯卡頻率的。

Thrm：Limited by temperature limit(溫度限制)。這是溫度牆，要求顯卡在核心溫度達到此界限時大幅降頻以保障核心安全。

VRel：Limited by reliability voltage(可靠性電壓限制)。這個其實就是安全電壓，超過此電壓工作對核心來說是有風險的。這個電壓數值是由顯卡核心的設計架構決定的，10系帕斯卡架構的安全電壓在1.05V左右。

Idle（舊版GPU-Z顯示為Util）：Limited by GPU utilization(GPU使用率限制)，這是一種使用場景限制。比如在麥克斯韋架構的GTX 780M顯卡vBIOS中，會預設四種使用狀態。2D低負載狀態（比如待機）、2D高負載狀態（比如看高清視頻）、3D低負載狀態（比如玩3D小遊戲）和3D高負載狀態（大型單機）。前三種使用狀態都會設定一個頻率上限，受到該頻率限制時就會顯示「Idle」。而最後一種是完全放開無限制的狀態，因此正常情況下當電腦運行大型遊戲時，不會遇到Idle限制。如果廠商在3D高負載狀態上設置了頻率上限，那麼你在玩遊戲時就會遭到「Idle牆」，這種情況比較少見。

GFX72VS在玩遊戲時會遇到罕見的「Idle牆（Util）」

VOp：Limit by operating voltage(操作電壓限制)。筆記本上很少提及這個因素，它經常在加壓超頻的狀態下出現。該狀態下核心電壓往往已經超過了安全電壓，那麼只要沒觸發功耗牆和溫度牆，顯卡頻率最終會被限制在用戶設定的操作電壓上。

在這5種限制因素中，VRel限制是代表正常工作上限；而Thrm溫度牆在限制顯卡頻率時會引起頻率劇烈下降；VOp極不常見，一般用不上。所以最容易用來限制頻率的是PWR和Idle，現在廠商們使用最多的手段是PWR限制。其作用很明顯，降頻後顯卡核心電壓和頻率都會保持在相對較低的水平。

功耗牆對遊戲本的影響：

了解了顯卡頻率表現與頻率限制因素以後，你會發現功耗牆對10系顯卡遊戲本產生了多方面的影響。

首先就是受限顯卡的性能較低。

這是受到功耗牆限制的GTX 1070，核心電壓僅有0.812V，頻率1550MHz出頭。它在運行遊戲時僅比默認核心頻率1443高了100多MHz，這點頻率的提升在遊戲中是基本感覺不到的。

而這是有網友解鎖了廠商限制後得到了火力全開的GTX 1070，這時它的核心頻率接近1900MHz，核心電壓已經充分達到VRel上限。比受限的機器提高了300MHz，更比默認核心頻率高了將近450MHz。這樣大的頻率提升是能夠在遊戲中感覺到的，它的性能完全發揮了出來。

在實際應用場景中，頻率受限的10系顯卡比性能全開的10系顯卡弱了很多。

比如在3DMark FireStrike測試中，頻率受限的GTX 1060跟未受限制的GTX 1060就差了1000多圖形分。

第二個影響就是溫度明顯降低了。因為晶元的發熱量與核心電壓並非是線性關係，發熱量降低的幅度要比電壓明顯很多。對於受限的顯卡的核心來說，它的電壓也會受限，隨之而來的就是發熱量大幅降低。於是遊戲本顯卡的工作溫度「看起來會很理想」，這就是廠商想要得到的效果。

第三個影響也與熱量有關，就是廠商不必設計更強的散熱了。「簡化」的散熱設計可以為廠商帶來各種好處：1、可以在熱管和風扇不變的情況下減少鰭片面積，降低散熱片組的厚度，進而讓筆記本機身更薄更有賣相；2、可以在熱管和鰭片不變的情況下降低風扇轉速，讓本子更安靜；3、可以在鰭片和風扇不變的情況下減少熱管數量，降低散熱成本和重量。這些好處雖然不可兼得，但是每種好處對廠商來說都是有很大吸引力的，尤其是可以降低成本的最後一種。

第四個影響也跟成本有關。就是降頻後核心功耗降低了，於是顯卡供電電路的工作壓力也降低了。不再需要更高規格的供電電路，電路的設計周期和用料成本都可以節省不少。另外從設計方案上來講，廠商可以縮減供電相數，或者更換廉價的供電原件。不過一旦使用了這類縮水方案後，廠商就必須給顯卡設置一個保守的功耗牆限制。若是用戶手動修改vBIOS破解功耗牆的話，會給這種簡化電路帶來超負荷的工作壓力，讓供電電路產生高溫燒毀的隱患。

網友曬出的「炸卡」圖片，使用高頻vBIOS後顯卡供電撐不住了

總結：

遊戲本運行遊戲時出現功耗牆限制並非個別現象，這種坑爹的設計已經蔓延到絕大多數品牌中了。除了藍天、微星的高端機型，加上惠普、戴爾、聯想、華碩、宏碁的少數低端機型以外，基本上常見的高中低檔遊戲本在玩大型遊戲時都有頻率限制問題。這種可怕的市場風氣，絕對不是由單一原因引起的。它的出現，是廠商、消費者和媒體共同的責任。

廠商迫於市場壓力，過於追求溫度好看、機身輕薄、噪音降低。同時還要追求散熱和供電設計的簡化來降低成本，那肯定要對性能做出妥協。而大量消費者日漸追求輕薄遊戲本，明知道性能高、發熱大的遊戲本與輕薄的機身設計是魚和熊掌不能兼得的，卻還是逼迫廠商不斷做輕做薄，不斷在散熱和性能上縮水。至於媒體方面主要是過於遷就廠商，評測時只撿好聽的說。對於產品存在的問題，往往一筆帶過。有媒體甚至說出了「顯卡因功耗牆降頻，這很正常」的危險言論。這三個因素相互作用，讓功耗牆問題日漸擴大。長此下去，這個「功耗牆降頻」恐怕就真的要變成正常現象了。

總而言之，功耗牆只是一種安全保障機制。請廠商不要拿來當成優化散熱和降低成本的措施，用這種方式設計遊戲本付出的代價太大了。畢竟遊戲本是以玩遊戲為主，把性能發揮出來才能更好地運行遊戲。所以我建議購買遊戲本的用戶，不要過於最求機身輕薄。更不要只看配置買電腦。因為就算是配置相同，不同廠商做出的東西也不一樣。其性能和散熱最終能達到什麼水平，還要看廠商把它限制到什麼程度才行。

最後我附上一張顯卡頻率表，表內記錄了10系移動版顯卡的Boost頻率（可上下浮動1個檔位，每個頻率檔位12.5MHz）。大家可以參考一下，看看自己的顯卡能否正常Boost。

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