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Jixun's Blog 填坑还是开坑,这是个好问题。

AMD Ryzen CPU: 牺牲性能来降低功耗

前文:「日常:更新散热

为什么进行温度调优

因为太热了。为了降低 CPU 温度,主板不得不加大风扇转速来尝试降低温度。

安装完散热后跑分,风扇全程 1500rpm,但是温度还是高达 84℃;负载停掉后还保持在 60 度左右的高温,风扇偶尔会彪上 1100rpm。

注意:我是用的 CPU 是 Ryzen 3900x,理论上来说温度墙会在 94℃ 后才会应用。因此测速跑分等满载情况下不受影响。

如果能通过「降频」在不损失最多「5%」的性能的前提下节省电费,那我也能很高兴。

调优计划

  • 什么都不改变,进行一个测试,得到基准分数
  • 启用 Ryzen 的省电模式(Eco Mode)
  • 降低 CPU 电压
  • 添加内存 + 降速 失败了,见下文。
  • 更改风道

基准分数

Cinebench R23(文章后续使用 CB23 替代)得到基准分数 17084

负荷满载的情况下,风扇满转速最高 1551 RPM,CPU 功耗最高 141w。

启用 65w 省电模式

实际上就是将自带的「超频」限额给降下来,因此主板需要是支持超频的非 A 系列主板。

我的主板是华擎的「幻影电竞 4」,其使用的芯片组是「X570」,因此可以这样操作。

具体步骤如下:

  1. 进入高级设置并找到「AMD Overclocking」选项; BIOS 高级设置截图
  2. 收到来自 BIOS 的警告,扫一眼说的是「因超频造成损害可能被拒保」,选择「接受」; 来自 BIOS 的超频警告
  3. 找到「ECO Mode」选项并进入 AMD Overclocking 超频选项菜单界面
  4. 按下「确认」键,选择「Eco-Mode (65W)」省电模式的菜单下选择「65W 省电模式」
  5. 按下键盘的「F10」,确认应用更改并重启。

重新跑分,最高温度已经只有 64.9℃ 了。

题外话:手动调整省电模式 & 45W 省电预设

65w 省电模式实际上就是应用了下述的 PBO 设置:

PPT = 87W / TDC = 60A / EDC = 90A

在 BIOS 查看 PBO 选项也能够观察到对应的值:

在 BIOS 的 PBO 高级设定查看应用的超频选项

此外,在网上还有看到 45w 的省电模式,其参数如下:

PPT = 60W / TDC = 45A / EDC = 65A

—— source: Reddit @The-Stilt

降低电压

网上搜了下降低电压的教程,然后就到 BIOS 里操作去了。

注意:一般情况下并不能降低太多,会对稳定性有影响,但是也大概率不会损害硬件。

  1. 进入「超频工具(OC Tweaker)」页面,找到「外部电压设定与负载线矫正(External Voltage Settings and Load-Line Calibration)/中文版:电压配置」在超频设定找到
  2. 将「CPU 核心电压(CPU Vcore Voltage)」调整为「偏移模式(Offset Mode)/中文版:补偿模式」核心电压调整为偏移模式
  3. 使用键盘的「-」或「=」调整「偏移量(毫伏)(Offset Voltage (mV))」。
    华擎的 BIOS 的该值允许范围是 -100mV(降压)到 100mV(加压)。
  4. 设定一个值(我是从 -100mV 开始),重启进入系统,跑一圈 30 分钟的烤机(CB23、Prime95 等压力测试工具均可),看是否遇到错误。
  5. 如果遇到错误,就将数字提升一半(如 -100mV 更改为 -50mV);如果正常,则增加一半(如 -50mV 增加到 -75mV)… 直到只要再降低一档就会压力测试失败为止(二分法)。或者直接从最低值 -100mV 开始测试,每次提升一档,直到测试通过。

注意:

  1. 其它选项如果不确定,保持默认的「自动」即可。
  2. SOC 电压(CPU VDDCR_SOC)也可以降压,我把该值与 CPU 电压的偏移设定为一致

最终能够在 Windows 下稳定运行的参数是 -93mV。可惜的是在 Fedora(内核 6.3.4-201)下不能正常运作,只能继续将该值提升到 -75mV 后才算稳定。

性能测试 1

设置好省电模式和降压设定后,进行新一轮的跑分。

这次得到的分数是「16768」,风扇转速峰值为「999 RPM」,CPU 峰值功耗为「89w」;最高温度为 64.9℃。

相比与基准测试,分数只降低了「1.85%」,但是风扇转速与核心的峰值功耗分别降低了「35.59%」和「36.88%」。

就我的体验来说,利民的这款风扇在 1100 RPM 转速下几乎听不到声音;而核心功耗的降低则会让我在这电费疯涨存档)的环境下帮大忙。因此温度调优的目的是达到了。

就日常使用的情景来说,并没有感觉到任何的变化。还是那么的流畅、丝滑。

添加低速内存(失败)

尝试再混两根低速内存,结果失败了 —— 有大概七成的机率引导失败。如果能正常引导进入系统的话倒是挺稳定的。

风扇布局

我的机箱理论上最多可以安装 5 个机箱风扇,而我目前只有两个机箱风扇。

机箱的风扇放置点示意图如下:

机箱风扇放置点示意图

作出更改前,风扇分别在 3、4、5、7 这四个位置各放置了一个风扇。

调整布局则是将顶部的风扇从 3 移动到机箱后面的 1 号位置,并将 CPU 散热从「出热风」模式的 4、5 位置更改为「入冷风」的 5、6 号位。

再跑一遍测试,分数几乎无差别,而温度则再降低到 61.9℃。观测到的最高转速是 989 RPM,不过在 Linux 下偶尔还是能跑到一千出头的转速。

Fedora 下压力测试与风扇转速观察指令如下:

# 查看风扇转速 & 温度
sensors | grep -iE "RPM|°C" --color

# 压力测试,来自 https://wiki.archlinux.org/title/Stress_testing#Video_encoding
ffmpeg -y -f rawvideo -video_size 1920x1080 \
  -pixel_format yuv420p -framerate 60 \
  -i /dev/urandom -c:v libx265 \
  -preset placebo -f matroska /dev/null

感想

要是刚买到这块芯片的时候启用降频的省电模式就好了,能省不少电费呢…

这芯片出厂设定增加 40% 的功耗只为 3% 的性能提升的操作我是属实看不懂。

现在日常使用已经非常安静了;如果外放音乐或游戏声音,则是根本听不到风扇的声音。

目标完美达成!

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