調低電壓才能更強？A卡降壓超頻簡易體驗

AMD最新的Radeon RX 5700系列顯卡已於2019年7月7日上線，7nm工藝、全新RDNA架構，著實讓老黃和粉絲們把注意力都放到那上面來，畢竟蘇媽今年要「Win」。而現在，我們不妨再來回味一下降壓超頻這一小操作。

為什麼要降低工作電壓？

我們知道GPU內部是由巨量的晶體管構成，由於現在GPU等數字集成電路中的晶體管數量及核心面積大幅增加，讓這些晶元的性能也大幅增加。不過這也會使得晶元的功耗迅速提升。但我們也清楚地知道這些晶體管並不是理想晶體管，所以組成的門電路也不是理想門電路，所以GPU或CPU就會產生功耗及發熱。

晶元製造工藝經過這麼多年的發展，已經能在相對低的電壓下讓晶元進行工作，但遺憾的是，工藝的難點在於如何減少晶體管的寄生電阻等寄生效應的存在，使得晶元的晶體管會「漏電」。所以晶元製造商通過工藝控制這些情況的發生。而一種晶元製造工藝有不同的電壓、電流範圍，所以我們可以看到某些晶元在某一電壓區間工作。

所以我們可以通過增加一定的電壓來提升晶元材料的電子遷移率，這樣也就可以通過提升晶元的工作頻率來提高性能。這就是為什麼通常會採取增加電壓，提升頻率來提升GPU等晶元性能的原因。

顯卡核心的功耗可以簡單地用 W = F x V2 x C（W：功耗，C：核心總容阻，F：頻率，V：工作電壓，核心總容阻作為參數基本不變）這個公式來紙面表達。所以我們可以通過增加一定的電壓來提升晶元材料的電子遷移率，這樣也就可以通過提升晶元的工作頻率來提高性能。這就是為什麼通常會採取增加電壓，提升頻率來提升GPU等晶元性能的原因。

但假如顯卡的核心工作電壓提高，並且把核心頻率儘可能地拉高時，在顯卡BIOS功耗限制一定的條件下，容易引發GPU在一定負荷下工作時核心頻率被拉低，離標明的Boost頻率還有一段距離時就已經降了下去，這個過程在滿載時會重複出現，導致測試過程中被認定為不穩定，分數下降。

進行核心超頻之前，先說說核心電壓的工作原理。我們知道處理器核心內部是由巨量的晶體管構成組成，而這些晶體管並不是理想晶體管，存在門延遲（Gate Delay）等問題。核心的FET充放電需要一定時間，只有充放電完成後採樣才能保證信號的完整性。而這個充放電時間和電壓負相關，即電壓高，則充放電時間就短。就越能保證信號的完整性。核心超頻後，工作頻率升高，原來可以滿足充放電延遲的電壓就可能無法保證信號完整性了，這時提高電壓，就可以降低延遲，從而重新滿足信號完整性。但是，有時候對顯卡核心加壓超頻後，由於功耗爆表達到BIOS紅線，核心頻率再無精進甚至有所下降，最終基準成績測試、遊戲幀率可能會出現達不到理想成績的情況。

此前，我們就曾經測試過將AMD Vega系列顯卡的GPU核心電壓下調一定的幅度，就可以在默認頻率以及超頻的狀態下獲得性能上的提升。這是因為，在RX 5700以前的AMD Vega、RX 5系顯卡中，每一個GPU核心的體質都不相同，為了能讓它們儘可能地穩定運行在較高的核心頻率下，在出廠時，廠商會把顯卡的核心電壓拉高那麼一點點。但其實，就是這個操作，會導致加壓後的顯卡更加容易撞到功耗和溫度牆。

這張訊景RX 590 AMD 50周年紀念版就存在這個默認電壓高了那麼一小點的小問題，它在進行基準性能測試時分數對比RX 590黑狼版要低上一點，原因就是出自這裡。RX 590 AMD 50周年紀念版在GPU負載拉滿之時，平均GPU核心頻率只有1480 MHz左右，還遠未加速至1600 MHz的工作頻率。

默認狀態

降壓方法與測試相關說明

而解決這個問題的方法，一個是通過AMD Radeon Software顯卡驅動程序內的WattMan設置界面對顯卡的核心參數進行調整；或者用諸如微星的AfterBurner等超頻軟體把GPU的核心電壓降低。

這一次，我們將分別在默認狀態、默認超頻狀態、降壓後、降壓超頻後的情況下進行3DMark FireStrike基準測試，分別對比它們的成績，記錄這幾個狀態下，訊景RX 590 AMD 50周年紀念版的功耗和溫度。測試平台使用英特爾酷睿i7-8086K處理器，搭配ROG Strix Z370-F Gaming主板。測試顯卡則是訊景RX 590 AMD 50周年紀念版，因為它出廠的運行電壓比較高，GPU-Z監測數值平均為1.25V。內存選用了威剛XPG龍耀D80 DDR4-3200 8 GB*2，操作系統是Windows 10 Pro 1903 64-bit，顯卡驅動是AMD Adrenalin 2019 Edition 19.6.3。

RX 590 AMD 50周年紀念版在默認狀態下滿載時，它的工作電壓在1.25V左右，而在WattMan面板里，它顯示的並不是顯卡具體的工作電壓，而是默認以1150mV為滿載電壓，進行調整時會按比例反應到工作電壓上。進行降壓時，我們在把核心電壓降低至1.15V左右時，通過了3DMark的壓力測試，核心頻率滿載時穩定在1600 MHz。

調低電壓後，穩定1600 MHz

基準測試

在顯卡驅動默認狀態和降壓狀態下嘗試進行超頻時，我們在1660 MHz和1650 MHz之間切換了好幾次，最後還是在1650 MHz的設定下通過3DMark FireStrike壓力測試，所以測試將以這個頻率為參考，小夥伴們可以自主嘗試更高的頻率以及更低的電壓，畢竟這就是超頻的樂趣所在。

超頻至1650 MHz

在3DMark基準測試中，將RX 590 AMD 50周年紀念版超頻至1650 MHz後，性能比默認狀態下高了6%左右。而把電壓往下拉100mV後，對比默認狀態下，有了4%的平均提升；而降壓超頻後，對比默認狀態的超頻模式也有約1%的提升。

溫度與功耗測試

然後我們再來看這四個狀態下，RX 590 AMD 50周年紀念版的滿載溫度和功耗情況。

在溫度測試過程中，測試時全程進行封箱處理，機箱為分形工藝R6 TG，測試環境溫度約為26.5℃。滿載溫度的測試場景是循環運行3DMark FireStrike壓力測試，數據通過GPU-Z的Log to File功能記錄，以下為溫度測試曲線。

在功耗測試環節，通過我們專用的顯卡功耗測試儀器，可以分別精確地測量顯卡PCI-E、外接電源介面的瓦特數，並提供實時記錄文件。測試顯卡滿載的功耗數據在3DMark FireStrike壓力測試場景中記錄獲得。

從測試結果來看，RX 590 AMD 50周年紀念版在默認電壓的狀態下，默頻的滿載功耗會比降壓後的高5-10W；而默認電壓超頻後的功耗比降壓超頻後的功耗平均高了近50W。溫度方面，默認電壓與降壓狀態的溫度有較大差別，默頻滿載狀態下要高10℃左右，超頻滿載狀態下要高約8℃。綜合來說，我們把核心的工作電壓手動下調後

可見，這張RX 590 AMD 50周年紀念版降壓後可以降低溫度和功耗，還是值得去嘗試的。

總結：降壓有提升，超頻需謹慎

實際上，這張50周年紀念版的顯卡的性能在出廠之際，已經被製造商拉得差不多了，而降壓超頻這種操作並不是每張卡都適用的，關鍵還是要看顯卡的體質是否硬朗，以及默認電壓是否過高。再者，超頻對硬體本身也是一個嚴峻的考驗，操作不當導致損壞的概率很高，還是要謹慎對待。

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