為什么筆記本中的高端獨顯必須“自廢武功”?
假如每個人都關(guān)注今年的筆記本電腦市場,也許會聽到這樣的傳聞。也就是某個品牌在設(shè)計新游戲本的時候,擅自“突破”了NVIDIA的功率限制,將RTX5090移動GPU的供電增加到200W以上,從而跑出了其他所有品牌都無法達到的驚人性能。但由于這個原因,他們受到了“制裁”,不僅錯過了首發(fā)窗口期,還被迫將后續(xù)量產(chǎn)產(chǎn)品改為“正?!钡墓╇娫O(shè)計,甚至引發(fā)了芯片廠商對整個行業(yè)的一輪“大檢查”。
有趣的是,當我們?nèi)咨畹谝淮温牭竭@個消息時,我們正好參加了英特爾酷睿Ultra。 該品牌的新筆記本電腦在200HX系列發(fā)布活動中“剛好”缺席了本次活動的展示環(huán)節(jié)。因此,這一事件確實給我們留下了深刻的印象。
一開始我們以為這件事本身沒什么大不了的,因為在筆記本的狹小空間里,給顯卡增加了超過設(shè)計上限的功率,確實可能會造成潛在的質(zhì)量問題(比如使用一兩年后顯卡可能會脫焊,花屏)。而且,從芯片廠商的角度來看,完全可以理解,即使短期內(nèi)可以獲得更好的性能,也不愿意承擔這種風險。
但是,如果有人能證明這種“加功耗”操作沒有質(zhì)量風險,而且性能受益很大呢?那事就會變得有趣起來。
最近,一篇關(guān)于海外技術(shù)論壇的帖子引起了軒然大波。一位顧客聲稱,他成功地將自己的RTX5090供電上限從默認的175W增加到了225W,通過修改筆記本電腦主板上的分流電阻。測試結(jié)果表明,RTX5090移動版在修改和增加供電后運行良好,實測性能超過了桌面版的RTX4080,完全沒有表現(xiàn)出不穩(wěn)定的跡象。
這篇帖子之后,更多的極客客戶開始站出來,通過修改電路與NVIDIA分享他們 增加RTX移動顯卡功耗的體驗。
有些人聲稱,他已經(jīng)使用了一臺RTX4090筆記本電腦,已經(jīng)供電改裝了一年多,而且沒有發(fā)現(xiàn)任何質(zhì)量問題。另一些人曬出了更加激進的RTX4090筆記本,它不僅將顯卡供電提高到270W,而且還配有水冷,3DMARK26600分。 TimeSpy的成績,確實比“一般”移動RTX4090的水平要高很多(不到20000分)。
顯然,通過這些人的經(jīng)歷,我們至少可以知道兩件事。首先,NVIDIA近年來為旗艦移動顯卡設(shè)置的175W功耗上限確實嚴重限制了其性能。第二,增加旗艦移動顯卡的功耗可能真的很“安全”。
歸根結(jié)底,我們應(yīng)該知道,這些高檔RTX移動版是獨立顯示的(比如RTX509090、RTX4090),它們的芯片實際上是RTX5080的桌面版、RTX4080是同一個核心。由于后者可以在桌面上承受450W級別的供電設(shè)計,移植到筆記本電腦中自然沒有理由只能承受175W的功耗。
在這種情況下,一個非常合理的問題再次擺在桌面上。由于增加功耗被證明是“安全可靠”的,為什么NVIDIA要嚴格控制相關(guān)廠商,他們要“壓制”旗艦移動GPU的功耗和性能?
事實上,這里涉及到許多相關(guān)的問題,既有技術(shù)原因,也有市場視角的考慮。
先說技術(shù)水平。如前所述,今天這些筆記本電腦的旗艦獨立顯示芯片本質(zhì)上與臺式顯卡是同一個核心設(shè)計,比如RTX5090移動版和RTX5080桌面版,都是圍繞著GB203芯片來的。
但眾所周知,RTX5080桌面版的典型TDP是360W。、最高頻率約為2600-2900MHz,而移動版RTX5090只需175W的峰值TDP就能達到2700MHz。很明顯,桌面顯卡的功耗翻了一番,但性能增益卻遠未達到100%。那為什么呢?
這涉及到兩個因素。首先,對于半導(dǎo)體芯片來說,當頻率達到一定水平時,如果要繼續(xù)增加,功耗的增加通常會變得極其強烈。一個典型的例子是大家熟悉的CPU超頻。為了增加10%或20%的峰值主頻率,通常需要面對50%、甚至100%的功耗增長,這就是半導(dǎo)體芯片的“自然原理”。
其次,雖然臺式機和筆記本的“獨立顯示器”現(xiàn)在通常使用相同的芯片,但實際上,為了盡可能保證筆記本電腦上的能效性能,使用的GPU芯片在體質(zhì)上還是會經(jīng)過“選擇”,這意味著它們可以在更低的供電條件下跑得更高。
然而,當上述兩個標準疊加在一起時,就會導(dǎo)致“反向”的尷尬結(jié)果。也就是說,對于筆記本電腦中的手機GPU來說,由于它已經(jīng)可以在供電有限的情況下達到非常高的頻率,因此它可以大大提高功耗,最終性能的提高可能沒有臺式顯卡那么明顯。
以上面提到的270W“魔改”為例,比默認設(shè)計多了54%的功耗,但最終只是獲得了不到30%的理論性能提升。也就是說,目前大家看到的175W功耗限制,很可能是芯片功耗和頻率的最佳平衡點。如果增加額外的電源,當然可以獲得更好的性能,但是增加的幅度可能沒有大家想象的那么明顯。
其次,從產(chǎn)品層面來看,NVIDIA之所以要將175W的功耗墻限制在今天的手機旗艦顯卡上,也可能是為了保證整個市場的“外觀”。
這是什么概念?眾所周知,近年來的GPU芯片與過去大不相同,因為它們實際上沒有“統(tǒng)一”的峰值頻率。無論是臺式機還是筆記本電腦的獨特顯示,在使用過程中都會根據(jù)實際負荷、排熱、供電和芯片體質(zhì)實時超頻。
這在桌面上不是問題,因為制造商可以控制不同級別的顯卡的電源和熱排放材料。比如同一個品牌的RTX5080“旗艦車型”,因為PCB和散熱材料比較好,所以跑游戲的實際頻率會高于“丐版”。
但是對于筆記本電腦來說,NVIDIA確實有必要阻止制造商盲目地提高顯卡的供電設(shè)計。另一方面,這是因為今天的芯片存在著“體質(zhì)”問題。例如,在功耗有限的(175W)環(huán)境下,RTX5090移動顯卡的所有品牌和所有批次都可能表現(xiàn)出相同的性能水平。但如果放開功耗限制,如果200W供電下某個批號的芯片頻率明顯更高,而另一個批號對增加的供電“不敏感”,產(chǎn)品體驗就會不穩(wěn)定。顯而易見,這將被消費者視為“質(zhì)量抽獎”,對市場銷售絕對不利。
另一方面,眾所周知,近年來,高檔獨特的筆記本電腦不僅被用作“游戲本”,還包括一些更薄、更簡單的“輕薄全能本”。這些產(chǎn)品的散熱性能和供電能力都不如游戲本。如果不限制顯卡芯片的功耗上限,允許廠商“定制”,必然會導(dǎo)致游戲本中的獨立顯示芯片供電充足,但在性能表現(xiàn)上遠遠超過“全能本”。
這會帶來什么問題?簡單來說,這可能會讓頂級移動顯卡的設(shè)計變得輕盈全能,沒有市場競爭力。比如一款輕薄的RTX5090筆記本,實際性能可能不如一本厚重且價格低得多的RTX5070游戲本。
顯然,這最終會導(dǎo)致制造商拒絕在輕薄全能本中使用高檔獨立顯示芯片。從顯卡制造商的角度來看,這意味著芯片的“銷售”受到限制。因此,他們自然有理由嚴格控制移動顯卡的功耗上限,從而保證不同形式設(shè)備上相同型號的獨立顯示器具有相同的性能。
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