一次就能知道台式机需要多少功耗。
当你打开一篇硬件评测文章，翻到它的功耗测试部分，你会发现功耗数据是通过墙上的220V电源插座测试的。这种测试很容易，只要花不到50块钱买个消费级功率表，比那些正经的测试工具便宜多了。
总的来说，这种功率表的精度是相当高的，尤其是负载在几百瓦，属于非线性负载的时候(电脑电源，尤其是没有有源PFC的电源，就是非线性负载)。这个功率计包含一个特殊的微控制器，它可以通过时间对电流和电压进行积分，从而计算出负载消耗的有功功率。
几乎每个电脑媒体在测试功耗的时候都会用到这个消费级功率计。我们实验室也有一个，但是我们不用它来做严格的测试。我们只在需要快速估算一台电脑的功耗时才会用到，因为这样很方便，不需要做任何准备工作。
用户功率计提供的测量结果与计算机的实际功耗不完全一致，因为:
(A)没有考虑电源本身的效率。例如，电源的转换效率为80%。当负载实际消耗500瓦时，该电源将从220伏电源消耗500/0.8=625瓦。如果采用这种测量方法，会得到625的结论，可能会选择额定功率为650瓦的电源，但实际上550瓦就够了。当然，你也可以把效率因素考虑进去，重新计算结果，但这要求你必须先对电源进行详细测试，并记录其在不同负载下的效率。这显然很麻烦，测试结果也不够准确。
(2)用这种测量方法得到的平均值不是最大值。现代CPU和显卡的功耗可以在很短的时间内发生很大的变化。使用这种测量方法，您将无法在很短的时间内看到电流尖峰，因为这些尖峰被电源中的电容器消除了。
(3)这种测量方法无法告诉我们负载是如何分布的，比如+5V、+12V、+3.3V的电流，这点很有意思，也很重要。
(4)最后但同样重要的是。这种测量方法并不能告诉我们CPU消耗多少瓦，显卡消耗多少瓦。你只能得到一个所谓的？系统的整体功耗？。
除了用用户功率计测量之外，还可以通过测量电源中每个电流的大小来计算功耗。这种方法在技术上很难实现，但也不是完全不可能。比如技嘉的Odin GT电源就采用了这种设计，它内置了功率表。技嘉的Odin GT电源可以用来搭建功耗测试平台。事实上，这是一个相当好的计划。我们没有选择它，因为我们想建立一个更加通用和灵活的测试平台。
“我们的测试设备和测试方法。
最简单的方法是在电源的每根电缆中连接分流器(一种电阻非常小的电阻)来测量电流，但是这个想法马上就被放弃了。因为大电流水平的分流器不仅挺大，而且它的压降也就几十毫伏，对于电源中的+3.3V来说确实有点大。幸运的是，Allegro Microsystems公司基于霍尔效应生产了一种优秀的线性电流传感器，它可以将电流在其传导路径中产生的磁场转化为输出电压，并具有以下优点:
*当测试电流通过其传导路径时，传导路径的内阻不应超过1.2毫欧。在这种情况下，即使测试电流高达30安培，电压降也只有36毫伏。
"*
传感器具有线性特性，输出电压与测试电流成正比，不需要涉及复杂的算法。
*传感器的传导路径和感测部分是电绝缘的，因此它们可以用于测量不同电压电路中的电流，而无需同步。
*传感器采用紧凑型SOIC8封装，尺寸仅为5 mm..
*传感器可以直接连接到模数转换器的输入端，无需电压电平匹配和电流去耦。
我们选用Allegro公司的电流传感器ACS713-30T，30安培级。
。因为其输出电压与测试电流成正比，所以可以通过测量输出电压并乘以适当的系数来知道电流。输出电压可以用万用表测量，但是因为不方便，标准万用表响应速度不够快，所以没有使用。此外，为了同时测量每个电流，可能需要多个万用表。这样整个测试过程将是一个繁重的体力劳动，显然是不合适的，所以我们决定自己做一个完整的数据采集系统。
为了将传感器输出电压的模拟信号转换成数字信号进行读取，我们选择了Atmel公司的8位微控制器ATmega168。
。利用其8通道10位模数转换器，我们连接了8个电流传感器。从图中可以看出，除了ATmega168微控制器和8个ACS713传感器，还有一个比较大的芯片FTDI FT232RL。它是一个USB接口控制器，测试过程中的数据通过它与记录计算机的USB接口相连。只要你愿意，你甚至可以用正在进行功耗测试的电脑来记录自己的功耗数据，使用上没有任何限制。但如果你想从按下电源开关的那一刻开始录音，就需要另一台电脑来帮忙了。
这款采集卡小巧方便，尺寸约为80mm x 100mm，可以安装在一个电源上，电源可以放在一个标准的ATX机箱中。上图为安装在PC Power & amp；中的采集卡；关于制冷公司的turbo-cool 1kw-Sr 1000瓦电源。
该数据采集系统必须在使用前进行校准。方法是让一个已知的电流流过每个测试通道，然后可以确定电流与ACS713传感器输出电压之间的比例系数。得到的八个通道的比例系数存储在ATmega168微控制器的ROM中，并绑定到这个采集卡。该卡可以随时重新校准，新的系数可以写入ROM。
图中横坐标是时间(单位:0.1秒)，纵坐标是电流(单位:安培)。
我们为此采集卡开发了专用程序，可以实时获取各通道的测量数据。该程序可以自动记录各通道电流的瞬时值、最大值、最小值和平均值，还可以自动计算出相同电压下测试通道的总电流，以及整机功耗的瞬时值、最大值、最小值和平均值。
顺便说一句，单独测量每个电流的最大功耗，然后把它们加起来得到总的最大功耗是错误的，因为每个峰值电流可能出现的时间不同。比如硬盘，开机键按下5秒后主轴电机启动时+12V达到3安培的峰值电流，显卡，FurMark测试开始后+12V达到10安培的峰值电流。这是否意味着系统中+12V的总最大电流消耗为13安培？显然不是。所以这个程序一直使用系统的瞬时功耗，然后从中选取最大值，得到最大功耗。
在这个程序中，您可以为八个测试通道选择不同的名称和颜色，所有的测量结果都以图表的形式显示，可以保存为图片或文本。采样频率设置为每秒10次。虽然采样次数可以继续增加，但是因为数据量太大，测量结果没有变化，所以没有必要这样做。应当注意，该系统不测试实际电压值。计算功率时，是假设+12V/+5V/+3.3V的所有电压都是理想的12.0V/5.0V/3.3V来完成的，这个测试中，主板+12V和硬盘+12V消耗的电流放在一起，以后测试显卡功耗时，我们会单独测量主板上PCI Express显卡插槽消耗的电流。
现在我们有了一个连接方便，使用简单，功能多样，足够精确的功耗分析系统，可以用来测试？系统的整体功耗？，可用于分析特定组件的功耗。我们来展示一下这个系统的威力，用它来测量五套不同配置的电脑，包括低端电脑。办公室打字机？到顶端？专用游戏机？。
"
“办公室电脑测试
CPU:英特尔奔腾双核E2220(2.4GHz)
散热器:极度冻结冰屋5063沉默(E)PP
机箱风扇:极冻静音blade II GT 9225-HDLA 1
主板:技嘉GA-73PVM-S2(GeForce7100集成显卡)
内存:三星DDR2 800 1GB CL6
硬盘:日立deskstar 7k1000。bhdt 721016la 380(160 GB)。
DVD刻录机:索尼日兴光学AD-7201S
读卡器:索尼MRW620
机箱:英光EMR-018(350W电源)
操作系统:32位Vista家庭高级版SP1
这台电脑在Windows启动时功耗明显很低，每个通道的电流从来不超过3安培。其中CPU功耗的波动很有意思:按下电源键后，前20秒功耗较高，之后迅速下降，维持在很低的水平，只有在有操作时才增加12-15瓦。这表明ACPI驱动程序在启动后大约20秒被加载，然后CPU的省电功能被打开。
在3DMark06测试中，集成显卡性能太弱，无法调动CPU全速运行，所以CPU大部分时间停留在低功耗状态，只有+3.3V和+5V的功耗略有提升。
虽然FurMark号称是最难的测试，但是集成显卡可以轻松应对，当然指的是功耗。各配件功耗表现相当稳定。CPU也没有满载。有趣的是，它在测试开始时功耗最高，然后下降几秒钟，然后略有增加。
在Prime95测试中，CPU最终达到了全负荷，其电流达到了3安培的峰值。
当FurMark和Prime95同时运行时，什么都没有改变。CPU满载，但是集成显卡功耗还是不高。
“测试结果总结
“对于这台办公电脑来说，显然任何电源都能满足它的要求。即使是安装在迷你ITX机箱中的120W小电源也有双倍的电力储备。如果将65nm的E2220换成45nm的E5200，系统整体功耗可能降低10W左右。
"
在Suspend-to-RAM模式下，这台电脑的+5Sb电流是0.5安培，电源的+5Sb通常可以提供2.5-3安培。
“家用电脑测试
CPU:AMD速龙64 X2 5000+(2.60GHz)
散热器:泰坦DC-K8M925B/R
机箱风扇:极冻静音blade II GT 9225-HDLA 1
主板:华硕M3A78(AMD770芯片组)
内存:三星DDR2 800 1GB x 2 CL6
硬盘:希捷酷鱼7200.10st 3250410AS(250 GB)
显卡:蓝宝石镭龙HD 4650 512MB
DVD刻录机:索尼日兴光学AD-7201S
机箱:英光EAR-003(400W电源)
操作系统:32位Vista家庭高级版SP1
在Windows启动过程中，虽然速龙64 X2 5000+的最大功耗超过了50瓦，但开启省电技术后，闲置功耗不到10瓦。注意蓝色曲线，代表主板和硬盘当前的变化。这个曲线下降的时候，其实就是显卡省电技术开启的时候，因为这个配置的Radeon4650显卡的电源来自主板上的PCI Express插槽。
3DMark06测试时，显卡和CPU的曲线覆盖了两条曲线，显卡和CPU的功耗一直波动很大，因为从来没有满载过。在某些情况下，显卡在等待CPU处理数据，而在其他情况下，CPU在等待显卡完成操作。对了，如果我们用旧的呢？系统的整体功耗？式的测量方法，我们看不到这样的细节，只能得到一个平均值。
FurMark可以让显卡达到最大功耗，但对CPU无能为力，CPU电流大部分时间维持在3安培。
Prime95测试，显卡冷却到一边，速龙64 X2 5000+开始显摆，最大功耗超过60瓦。
FurMark和Prime95同时运行时，所有配件都达到最大功耗，其中CPU最耗电。
“测试结果总结
"
这台家用电脑最大功耗只有137瓦。
“文件服务器测试
该配置在前一套的基础上，增加三块西数猛禽硬盘，组成RAID0显示器。虽然用的硬盘已经过时，容量只有74GB，但因为是功耗测试而不是性能测试，所以还是比较合适的。
CPU:AMD速龙64 X2 5000+(2.60GHz)
散热器:泰坦DC-K8M925B/R
机箱风扇:极冻静音blade II GT 9225-HDLA 1
主板:华硕M3A78(AMD770芯片组)
内存:三星DDR2 800 1GB x 2 CL6
硬盘:希捷酷鱼7200.10st 3250410AS(250 GB)
西部数据猛禽WD740GD 74GB x 3
显卡:蓝宝石镭龙HD 4650 512MB
DVD刻录机:索尼日兴光学AD-7201S
机箱:英光EAR-003(400W电源)
操作系统:32位Vista家庭高级版SP1
作为一个文件服务器，我们没有加入3DMark06、FurMark、Prime95等测试内容，而是采用了自己编写的专用测试程序FC-Verify。这个程序可以通过两个独立的线程来创建和读取特定的文件，从而保证它在任何时候都有一个读取线程和一个写入线程，这对于正在测试的磁盘子系统来说是一个很强的负载。如图所示，在测试过程中，一个线程中设置了1000个大小为256KB的文件，另一个线程中设置了100个大小为100 MB的文件。
首先，我们来看看只有一个系统盘时的启动过程。此时三个猛禽硬盘只接数据线，不接电源线。从图中可以看出，CPU省电技术和显卡省电技术的启动时间都有很大的延迟，因为芯片组的RAID控制器在确认过程中花费了更多的时间。
这也是Windows的启动过程。这一次，由三个Raptor硬盘组成的RAID0阵列通电。从测试结果中很容易发现，蓝色曲线在刚起步时有一个高峰。此时+12V CPU和+12V主板/硬盘的总电流超过11Amp，是四块硬盘同时启动造成的。
单系统盘文件读写测试。显然+5V的电流最大，这很好理解，因为硬盘的控制电路和南桥的磁盘控制器都是靠+5V供电的。
由系统盘和三个猛龙组成的RAID0数组文件的读写测试。此时+5V的负载达到最大，而+12V的功耗相当低。
“测试结果总结
"
"
有点出乎意料的是，对于文件服务器来说，高强度的读写操作并不是最耗电的。事实上，最大功耗发生在所有硬盘同时启动的时候。所以对于大型磁盘阵列系统来说，最好有一个智能RAID控制器，可以在电脑开机时逐个启动硬盘。对于这种由三块硬盘组成的阵列系统来说，典型的300瓦电源就足够了，不仅可以保证系统轻松启动，还拥有正常工作所需的三倍电量储备。
“主流游戏的电脑测试
CPU:英特尔酷睿2双核处理器E8600(3.33GHz)
散热器:极度冻结冰屋5063脉宽调制(电子)聚丙烯
主板:华硕P5Q(P45芯片组)
内存:金士顿ValueRAM DDR2 800 2GB x 2 CL6
硬盘:希捷酷鱼7200.12 500GB
显卡:蓝宝石镭龙高清4850 512MB
DVD刻录机:索尼日兴Optiarc AD-5200S
读卡器:索尼MRW620
机箱:英光S627TAC(450W电源)
操作系统:32位Vista家庭高级版SP1
Windows启动:CPU和显卡分别在启动后5秒和12秒进入省电状态。毕竟E8600是目前最快的双核处理器，所以机器启动非常快。
在3DMark06测试过程中，显卡功耗变化迅速且幅度较大。+12V辅助电源接口的电流会迅速下降到4安培以下，然后跳到7安培以上。从图中可以看出，CPU大部分时间是空闲的，功耗并不高。
虽然FurMark测试对显卡施加了很高的平均负载，但是在3DMark06测试中并没有出现7安培的峰值电流，这一点非常有趣。由于本次测试中CPU负载明显高于3DMark06，所以各通道+12V电流之和大于3DMark06。
在Prime95的测试阶段，显卡终于可以休息了，它的辅助电源接口电流只有1安培。CPU功耗虽然增加了，但一直没有超过50瓦。这个数字实际上包括了供电设备的消耗。
FurMark和Prime95同时运行时，系统功耗达到最大，可以看到显卡功耗明显大于CPU。+12V主板/硬盘有4安培的全负荷电流，很多都是Radeon4850显卡通过PCI Express接口消耗的。
“测试结果总结
这款游戏电脑最大功耗只有189瓦，一个300瓦的电源已经超过了50%的电量储备。这种配置的电脑绝对没有理由买400瓦以上的功率。
“高端游戏电脑测试一
CPU:英特尔酷睿i7-920(2.66GHz)
主板:技嘉GA-EX58-UD3R
内存:三星DDR3 1333 1GB x 3 CL9
硬盘:希捷酷鱼7200.11st 31000333 as(1TB)。
显卡:李泰胜华GTX 260至尊+W02G0686 896 MB
DVD刻录机:索尼日兴光学AD-7201S
机箱:英光J614TA F430(550W电源)
操作系统:32位Vista家庭高级版SP1
如果你在硬件论坛问别人以上配置，很多人会建议你至少买750瓦的功率。让我们来看看吧。它的最大功率是多少？
由于酷睿i7和GeForce GTX 260都具有节能技术，Windows启动过程没有什么特别的。
3DMark06测试再次证明了一个道理:不管你的CPU有多牛逼，找个高端显卡就能在功耗上打败它。
在FurMark测试中，显卡功耗以6到7秒的周期有规律的变化，很难解释，可能是FurMark的特性造成的。CPU显然没有满载，功耗几乎保持在36瓦不变。
Prime95测试中，再次轮到显卡休息，CPU功耗从空闲状态的20瓦飙升到近120瓦！看来Intel的处理器在电源管理上真的很优秀，应该表扬一下。同时希望未来32 nm处理器的满载功耗能够降低。
当Prime95和FurMark同时运行时，Prime95最大程度占用了Core i7的8个线程，使得Core i7过载。Core i7虽然性能很强，但是在prime 95 8线程启动的情况下，无法同时满足来自显卡的计算需求。结果显卡只能渲染一帧，等一会儿，再渲染另一帧，再等一会儿，于是如图所示的显卡功耗忽升忽降。如果用用户功率表测量整体用电量，只能显示平均值，不能显示最大值。
“测试结果总结
"
“这款高端游戏电脑的最大功耗其实只有371瓦，一个550瓦的电源就能轻松满足它的需求。另外，这台电脑开机时+5Sb电流只有0.1安培，是这些配置中最小的，但在S3模式(Suspend-to-RAM)下增加到0.7安培。
《高端游戏电脑测试II》
这个配置是在前一个的基础上，把显卡换成了双芯片的华硕ENGTX295(GeForce GTX295)，这也是目前最顶级的游戏配置。
CPU:英特尔酷睿i7-920(2.66GHz)
主板:技嘉GA-EX58-UD3R
内存:三星DDR3 1333 1GB x 3 CL9
硬盘:希捷酷鱼7200.11st 31000333 as(1TB)。
显卡:华硕ENGTX295/2DI 1792MB
DVD刻录机:索尼日兴光学AD-7201S
机箱:英光J614TA F430(550W电源)
操作系统:32位Vista家庭高级版SP1
Windows启动:启动后约15秒，随着ACPI驱动的加载，CPU省电技术顺利启动。显卡稍有不同:开机30秒左右，GTX295 +12V辅助电源接口之一电流下降，但同时+3.3V的电流从5安培上升到6安培。因为之前的配置在启动过程中并没有出现这种现象，所以一定是更换GTX295显卡造成的。开机40秒左右，显卡的两个+12V辅助电源接头电流有所增加，+12V主板/硬盘功耗也有所增加。这种增加只能归因于PCI Express图形卡的插槽电流的增加。所以对于GTX295这样的双芯片显卡，你不能指望它在功耗上有单芯片显卡的性能，哪怕Windows桌面是空闲的。
3DMark06无法给现代高端游戏电脑带来足够的压力。虽然CPU和显卡的功耗波动很大，但都没有进入全负荷状态。
在FurMark测试中，显卡的功耗曲线要好得多(全负荷)。同时在测试中可以发现显卡功耗上升缓慢，这是显卡越来越热造成的。
Prime95使CPU的功率激增100瓦。从图中还可以看出，CPU功耗曲线略有上翘，也是温度上升造成的。因为对于半导体芯片来说，温度越高，功耗越大。
FurMark和Prime95同时运行时，情况和之前的配置差不多:CPU过载，无法同时满足来自显卡的计算需求。
现在我们来比较一下，如果采用之前的测量方法会得到什么样的结果？而是用文章开头提到的PM-300功率计来测试，它向我们报告的最大功耗是490瓦。如果以90%的功率转换效率计算，则意味着整机最大功耗为441W。但是使用这套自己研发的工具，测试结果显示实际最大功耗已经超过了500瓦。为什么差别这么大？原因是当系统用电量波动迅速剧烈时，功率表报的是平均值而不是最大值。
“测试结果总结
对于酷睿i7、GeForce GTX 295等顶级配置来说，750W的电源是绰绰有余的，因为它多了50%的电量储备。请注意，503瓦的最大功耗数据是在极重负载下获得的。现实中，没有游戏作品能像FurMark+Prime95这样残酷地折磨电脑。换句话说，750瓦的电源实际上有更大的电力储备。
最后，给出了五种配置的最大负载(FurMark+Prime95)和典型负载(3DMark06)的功率需求汇总。