(分享)搞懂POWER的『顯示卡供電』是否足夠

常看到一些版友在尋問顯示卡供電是否足夠的問題
以下就整理一些經驗心得作分享,供大家參考

【STEP1】
家電110V(AC)餵給POWER後轉為直流電(DC)供PC運作
因為PC零組件的內容種類很多,設計需求的電壓也不同
所以POWER主要會轉出三種DC電壓供PC活用:3.3V-5V-12V
而12V為PC的主要功耗來源,包括顯示卡也是
所以要判斷POWER的『顯示卡供電』是否足夠時
主要就是看POWER的12V輸出功耗是否足夠
而不是去看POWER的整體供應瓦數

【STEP2】
另外,一個電壓、功耗、電流的基本公式
功耗瓦數(W) = 電壓(V) x 電流(A)
基礎物理公式,後面簡易試算都會用到

【STEP3】
接著,來看一下PC裡會用到12V的零組件有哪些:
CPU、顯示卡、3.5"硬碟、DVD、風扇等(2.5"硬碟,SSD吃5V)
這些零組件的使用量(耗電量)越大
就需要一顆可以提供更多12V輸出的POWER
反過來,在POWER已經是舊有配備的情形下升級顯卡
那就得反推夠除掉CPU、3.5"硬碟、DVD、風扇等功耗後
再評估POWER在12V上是否還有餘力去應付新設定的顯示卡

【STEP4】
以下先建立一個12V的基本耗電量案例作為說明用:
i5.CPU.TDP: 84W
7200轉3.5"硬碟一顆: 12V*0.52A= 8W
12"風扇二顆: 12V*0.3A= 4W*2= 8W
DVD燒錄時: 12V*1.5A= 20W
以上先不計DVD功耗,系統全力運轉時約剛好是100W(12V)
[牛刀小試] 查詢並試算自己配備的12V耗電需求?

【STEP5】
當然也必須了解顯示卡的耗電需求
一般都可以在顯示卡規格表上查到TDP這數值
代表的就是這張顯卡的設計耗電量
而顯示卡的供電來源如下:
(1) 主機板上的PCIe供電可提供基本75W功耗
(2) 顯卡TDP超出的部份就須直接自POWER額外接PCIe供電
POWER額外提供的PCIe供電又分以下兩種:
(1) 6PINS,可額外再輸出75W給顯示卡
(2) 8PINS,可額外再輸出150W給顯示卡
以R9-280X為例,這張顯示卡的TDP是250W
顯卡插在主機板上,主機板只提供75W
不足250-75= 175W,所以須自POWER額外接PCIe供電
如果只是接二組6PINS,那還是滿足不了所缺的175W
所以R9-280X須要外接6PINS+8PINS兩組電源
[牛刀小試] R9-285的TDP是190W,那須要額外接什麼電源?

【STEP6】
在判斷POWER的『顯示卡供電』是否足夠前
還要先知道你的POWER可提供幾組額外的PCIe供電
大部份的POWER基本上都有提供兩組,除非是規格脫離太大的
而這兩組大部份也都是6+2PINS,也就是6PINS/8PINS通用
有些舊型的POWER只提供6PINS,8PINS的部份就須用到6變8的轉接頭
另外,只提供一組6PINS的POWER,也可以從大4PINS轉作PCIe的6PINS供電
(大4PINS原先是磁碟機供電使用的)
但這樣的轉用是比較有風險,畢竟線路的承載已經不一樣了
[牛刀小試] 看一下自己的POWER有幾組PCIe供電?

【STEP7】
如果已經設定好想換的顯卡了
假設是承接上述案例R9-285,就是需求100+190= 290W
這數值是設計上的最大功耗,實際運用達成率不高
所以可以加乘以下變數去作評估:
(1) 小心翼翼保守份子290* 1.1= 319W
(2) 按步就般乖乖份子290* 1.0= 290W
(3) 精打細算務實份子290* 0.9= 261W
(4) 大膽挑戰叛逆份子290* 0.85= 245W

【STEP8】
再來就是要檢視自己的POWER的規格表
一般都可以在POWER的側邊找到如下圖的標示:
(分享)搞懂POWER的『顯示卡供電』是否足夠
(上圖為全漢金鈦極Ⅱ450W規格)
可以看到這顆POWER可提供+12最大供耗為12Vx36A= 432W
如果依STEP4的範例來看
那這顆POWER理論上還有餘力去推432-100= 332W的顯示卡
所以就算只有450W,推R9-280X是措措有餘
以下重要備註:
(1) 這POWER為單路12V,雙路或多路12V另當別論,後續說明
(2) POWER會有承載保護的機制,不過大廠標示的數值都還算可信賴
(3) PC周邊的實際耗電,版友須配合自己配備規格去查詢評估

【STEP9】
接著談12V分路的問題
如果是單路設計的POWER,只要12V的供電充裕
電腦零組件的搭配就可具相當的彈性
但有些POWER的設計是採分路設計
這時就得各別去檢討各路耗電量的分配,才有辦法判斷
(分享)搞懂POWER的『顯示卡供電』是否足夠
(上圖為全漢金鈦極500W規格)
可以看到12V的部份分成了12V1及12V2兩路
各路最大功耗為12Vx18A= 216W
但12V的總供電量一樣為216*2= 432W
這時,我們就得檢討POWER的配線設計
才能判斷是否足夠供應我們想配的顯示卡
以下就幾種配線方式作說明

(A)雙路12V,兩組PCIe供電與其他供電分配在同一邊路
(分享)搞懂POWER的『顯示卡供電』是否足夠
由上圖可看到
PCIe供電受限於單路12V*20A= 240W
所以不管這顆POWER標榜700W,1000W都不可能推動R9-280X(250W)
但R9-285(190W)是可以的,只要將磁碟機接至12V1
或是平均調配一下都很寬裕



(B)多路12V,兩組PCIe供電專屬一路
這種線路配法比較會出線在大瓦數的POWER上
(分享)搞懂POWER的『顯示卡供電』是否足夠
由上圖可看到
PCIe供電受限於單路12V*18A= 216W
所以不管這顆POWER標榜700W,1000W都不可能推動R9-280X(250W)
但R9-285(190W)一樣是可以的



(C)雙路12V,兩組PCIe供電分開分配
個人選POWER會偏好這類的,目前也是用這種
(分享)搞懂POWER的『顯示卡供電』是否足夠
由上圖可看到
POWER供電可平均分配,型態上是類似單路設計
各路最大功耗為12Vx18A= 216W, 合計216*2= 432W
個人目前這顆是標460W,推R9-280X(250W)也是措措有餘
比較值得一提的是,如果是用須外接一組6PINS的顯示卡
那得接到圖上的12V2,否則可能造成失衡或12V1過載
尤其又想超頻的話



【STEP10】
POWER的配線方式可以查產品規格表
查不到的話直接看這兩條PCIe電線
(1) 兩組PCIe供電串連為一條,就不會是上述的(C)種配線
(2) 兩組PCIe供電為獨立兩條,那就看一下它們的黃色線
如果其中一組的黃色線是有滾黑色的花線,那就是上述的(C)種配線

【結論】
(1) 查一下POWER有幾組PCIe供電?
(2) 查一下POWER的12V供電是多少?
(3) 試算一下目前配備的12V耗電量?
(4) 評估一下POWER的配線方式?(單路就直接加減算很簡單)
(5) 判斷POWER的『顯示卡供電』是否足夠?

希望這篇文章會有幫助到
有論述錯的請指教,也歡迎大家在此尋問
懂這方面知識的大大也可協助回答
FerrymanLimmat wrote:
一般都可以在顯示卡規格表上查到TDP這數值
代表的就是這張顯卡的設計耗電量


TDP指的是 熱設計功耗(英語:Thermal Design Power)
意義是在標示晶片滿載運作的時候的最大發熱量,是用來當作選擇散熱系統的參考

不要因為熱量單位和電量單位都有瓦(W)就把兩個W混唯一談

晶圓製程這麼多年下來,功耗也不是都維持在1:1 (1W耗電散發1W熱量)


不管是CPU還是顯示卡,
耗電量都是跟著負載而浮動變化的,都跟TDP那個固定數字有一段差距
想要知道耗電量就只能用儀器去測試 (例如:三用電表,或是變電家)

肚子三層非一日之饞 wrote:
TDP指的是 熱設計功耗(英語:Thermal Design Power)
意義是在標示晶片滿載運作的時候的最大發熱量,是用來當作選擇散熱系統的參考
不要因為熱量單位和電量單位都有瓦(W)就把兩個W混唯一談
晶圓製程這麼多年下來,功耗也不是都維持在1:1 (1W耗電散發1W熱量)
不管是CPU還是顯示卡,


基於能量守恆定率,這兩個值會非常接近
差距是你傳出和傳入的 電訊號 功率部份,但訊號本身的耗電量很小

然後 TDP 的設定原則上,不會和預期的持續功耗差太遠,至少不會低太多
不然滿載情況下,要是 TDP 標得低於實耗連續功率太多的話,
就會因為基於 TDP 設計的散熱件能力不足,變成經常在當機或是系統錯誤了

chiyenms wrote:
基於能量守恆定率,...(恕刪)

做個標籤~~以後用~~謝謝分享

肚子三層非一日之饞 wrote:
耗電量都是跟著負載而浮動變化的,都跟TDP那個固定數字有一段差距...(恕刪)


是浮動的沒錯,不會因為插一張R9-280X就讓PC隨時處在穩定消耗250W的狀態
但作為POWER選擇上的評估,TDP這值還是可以直接拿來作為功耗參考的
後續保守一點可以再加乘1.1倍或更高
我自己當初是乘0.85來作評估
而事後實際用變電家測量,除了燒甜甜圈時接近TDP值外
其餘遊戲滿載狀態約在0.8TDP左右

不過還是非常專業的回覆,受益良多
抱歉小弟才疏學淺 想請教一下
我電腦安裝750w的電源供應器 等於我每小時就要支付750w的價錢嗎?
馬克悲 wrote:
抱歉小弟才疏學淺 ...(恕刪)


Ans:不會

你跑步和走路心跳數不會一樣

你開車和騎車油耗不會一樣

完全看電腦插的硬體數和是否滿載(各個硬體使用率都100%)
TDP歸TDP
實際功耗歸實際功耗

再怎樣接近,都不可以混為一談混淆視聽

再者TDP的定義,Intel 與 AMD 就已不相同
若要精確估算耗電,還是唯有實測or文獻比對一途
chiyenms wrote:
基於能量守恆定率,這兩個值會非常接近
差距是你傳出和傳入的 電訊號 功率部份,但訊號本身的耗電量很小


能量守恆不代表數字就是1:1,你還要考慮單位之間的差異

(台幣換美金,不是簡單的10元換10元解決)

電能轉換熱能有這麼簡單的1:1,那一堆電能轉熱能的公式都可以廢掉了


下面都是TDP=54W的規格型號,難道真的從 2.8GHZ 到 3.7GHz 都是耗電54W ?
I3-4360【雙核】3.7GHz
I3-4170【雙核】3.7GHz
I3-4160【雙核】3.6GHz
I3-4150【雙核】3.5GHz
Pentium G3450【雙核】3.4GHZ
Pentium G3440【雙核】3.3GHZ
Celeron G1850【雙核】2.9GHZ
Celeron G1840【雙核】2.8GHZ

486、586 這種早期玩超頻的玩家,會有印象一個口訣:
耗電量跟時脈成正比 (時脈設定在110%,耗電量變成110%)
耗電量跟電壓的平方成正比 (電壓設定在110%,耗電量變成121%)



chiyenms wrote:
然後 TDP 的設定原則上,不會和預期的持續功耗差太遠,至少不會低太多
不然滿載情況下,要是 TDP 標得低於實耗連續功率太多的話,
就會因為基於 TDP 設計的散熱件能力不足,變成經常在當機或是系統錯誤了


現在討論的是耗電量,不是發熱量

但是還是要告訴你,INTEL和AMD兩家的TDP標示還有很大差異的
I 家數值給的寬鬆,歷史上實際耗電高於TDP的不在少數
A 家數值抓的很高很保守,實際耗電幾乎不可能達到TDP

但是簡單的說,同一系列CPU雖然不同時脈卻標示一樣的TDP
是設計成一個"分級制"
例如:45W/65W/95W/125W
並不是CPU真的達到這個發熱量,而是分級可以減少散熱器廠商的生產和庫存壓力

英特爾、AMD對晶片耗電量各執一詞

CPU TDP與其耗電關係 (文中有I/A的官方回覆說明)

TDP不等於功耗 處理器實際功耗深入解析




TDP 當實際瓦數差非常多的......
就拿之前熱門的970好了 他TDP 雖然很低 可是吃電 還是算很兇
很多人不知道 以為隨便配的跟TDP一樣就行 那種想法只會讓電腦不穩定
顯示卡的瓦數計算 還是看他外供幾PIN為主
再去搭適合的POWER 而且通常會建議不要太剛好 以後才有升級空間
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