如何调整CPU以提高功耗和散热效果

目录

1. 介绍
2. 完全采用默认设置的测试结果
3. 禁用对称多线程（SMT）的影响
4. Eco 模式对功耗的影响
5. 降低电压（undervolt）的效果
6. 结合 Eco 模式和降低电压的测试结果
7. 降频的效果
8. 待机状态的功耗测试结果
9. 单线程性能的影响
10. 多线程性能的影响
11. 总结与建议

💡 亮点

• 通过调整 CPU 设置，降低功耗和改善散热效果
• 不同工作负载下测试不同调节方式的效果
• 禁用对称多线程、启用 Eco 模式、降压以及降频的效果
• 根据实际测试结果给出建议
• 节能调整对服务器和高性能计算机有潜在的经济效益

介绍

现代的中央处理器（CPU）追求性能，但功耗和散热问题也成为了热点。本文将探讨如何通过调整 CPU 设置来降低功耗并改善散热效果，并研究在不同工作负载下哪种调整方式效果最佳。通过在不同类型的测试和工作负载上运行一系列不同的测试，并结合 ASRock x570 Tai Chi 主板上的各种电源设置进行调整，我评估了 Ryzen 9 5950X 处理器的表现。对于那些缺少这些控制调节钮的其他系统，尤其是原始设备制造商（OEM）系统，你可能无法进行这种调节。然而，本文的结果将为不同的调整方式和测试条件提供有益的见解。

🔍 完全采用默认设置的测试结果

首先，我使用 CPU 的默认设置进行了测试，这通常被视为其他测试的基准。接下来我将介绍其他不同调整方式对默认设置的影响。

🚫 禁用对称多线程（SMT）的影响

禁用对称多线程是指在 CPU 中设置只使用物理核心而不是逻辑核心。这使得 CPU 只能使用一线程运行，而不是使用默认的32个逻辑核心。这样的调整对单线程应用程序的性能影响不大，但在多线程应用程序中会有所减少。然而，功耗方面的变化并不显著。

💨 Eco 模式对功耗的影响

启用 Eco 模式可以将 CPU 的热设计功耗（TDP）限制在大约65瓦特。这相当于购买具有低 TDP 的工厂设定，只是从工厂启用，而不是在某些主板上可以切换的功能。Eco 模式对单线程性能几乎没有影响，但在高负载时可以强制 CPU 以稍低的频率运行，从而提高效能。然而，在轻负载下，CPU 的行为与高 TDP 版本相似。

⚡ 降低电压（undervolt）的效果

我尝试通过使用自适应电压更改方法将电压降低150毫伏特来降低 CPU 的电压。然而，这种调整导致单线程性能略微下降，可能是因为电压不足，导致 CPU 无法达到最高频率。然而，在功耗方面，降压对 CPU 的功耗有明显的降低。

🔄 结合 Eco 模式和降低电压的测试结果

接下来，我尝试同时启用 Eco 模式和降电，将电压降低150毫伏特，并将 TDP 限制在65瓦特。此调整方式在功耗方面与仅降压和仅启用 Eco 模式类似。

⏬ 降频的效果

我还尝试将 CPU 降至静态3 GHz，电压为0.9伏特，并将其设置为不会在轻负载期间降频。这样的设置将导致单线程性能下降，因为 CPU 的最大睿频速度相对较低。然而，它在功耗方面表现出色，相比其他调整方式，可以节省大约25瓦特的功耗。

💤 待机状态的功耗测试结果

我还针对待机状态对功耗进行了测试。在所有系统配置下，待机消耗功率基本相同。然而，在 CPU 调整模式下，不同模式之间存在明显的功耗差异。在较低的功耗情况下，更多的电力被 I/O 控制器和其他部分消耗，而不是 CPU 的实际核心。通过将 CPU 降至静态3 GHz、0.9伏特的低压和低频率设置，我观察到与其他调整方式相比，功耗下降了超过5瓦特。

💻 单线程性能的影响

对于单线程性能，启用 Eco 模式似乎对性能没有影响，与仅采用默认设置时相近。然而，降压调整在单线程性能方面略有影响，可能是由于较低的电压导致 CPU 无法达到最高频率。而将 CPU 降至3 GHz频率的结果则显著降低了单线程性能，但功耗明显低于其他调整方式。

🚀 多线程性能的影响

对于多线程性能，降压调整似乎对性能几乎没有影响，但能够节省功耗。而将 CPU 降至3 GHz频率的设置在多线程性能方面表现出色，性能虽有所下降，但与其他设置相比，从150瓦特降至100瓦特的功耗低了一半，效率显著提高。因此，在一些负载较高的应用场景下，这种降频调整可以带来更好的效果。

📝 总结与建议

通过降压、启用 Eco 模式以及降频等调整，可以在一定程度上降低 CPU 的功耗和改善散热效果。降压调整对 CPU 的功耗和性能影响较大，但可能会导致稳定性问题。同时，使用 Eco 模式和降压联合调整在功耗方面与仅降压或仅启用 Eco 模式类似。而将 CPU 降至较低的频率（如3 GHz）可以显著降低功耗，尤其对于需要运行在中负载下的服务器系统而言，这种调整将提供更高的效能和较低的功耗。

如果你也尝试过对 CPU 进行降压或其他的节能调整，请分享你的经验和效果。

常见问题解答

问：降压调整是否会影响 CPU 的稳定性？

答：降压调整可能会导致稳定性问题，因为不同的 CPU 可能需要不同的电压来适应各种工作负载和环境条件。建议在进行降压调整之前进行充分的测试，并根据实际情况调整电压。

问：是否所有计算机都可以进行降压和其他节能调整？

答：不是所有计算机都支持降压和其他节能调整。一些计算机可能没有提供相应的控制选项来进行这些调整，特别是原始设备制造商（OEM）系统。如果你的计算机不支持这些调整，那么你可能无法实施相应的节能措施。

问：降频会对 CPU 的性能产生什么影响？

答：降频将降低 CPU 的工作频率，从而影响其性能。在降频的同时，CPU 的功耗也会相应降低。降频调整适用于那些对性能要求不高，但对功耗和散热有较高要求的应用场景。

参考资源

• ASRock x570 Tai Chi 主板