为什么笔记本中的高端独显必须“自废武功”?

06-04 11:39

假如每个人都关注今年的笔记本电脑市场,也许会听到这样的传闻。也就是某个品牌在设计新游戏本的时候,擅自“突破”了NVIDIA的功率限制,将RTX5090移动GPU的供电增加到200W以上,从而跑出了其他所有品牌都无法达到的惊人性能。但由于这个原因,他们受到了“制裁”,不仅错过了首发窗口期,还被迫将后续量产产品改为“正常”的供电设计,甚至引发了芯片厂商对整个行业的一轮“大检查”。



有趣的是,当我们三易生活第一次听到这个消息时,我们正好参加了英特尔酷睿Ultra。 该品牌的新笔记本电脑在200HX系列发布活动中“刚好”缺席了本次活动的展示环节。因此,这一事件确实给我们留下了深刻的印象。


一开始我们以为这件事本身没什么大不了的,因为在笔记本的狭小空间里,给显卡增加了超过设计上限的功率,确实可能会造成潜在的质量问题(比如使用一两年后显卡可能会脱焊,花屏)。而且,从芯片厂商的角度来看,完全可以理解,即使短期内可以获得更好的性能,也不愿意承担这种风险。


但是,如果有人能证明这种“加功耗”操作没有质量风险,而且性能受益很大呢?那事就会变得有趣起来。



最近,一篇关于海外技术论坛的帖子引起了轩然大波。一位顾客声称,他成功地将自己的RTX5090供电上限从默认的175W增加到了225W,通过修改笔记本电脑主板上的分流电阻。测试结果表明,RTX5090移动版在修改和增加供电后运行良好,实测性能超过了桌面版的RTX4080,完全没有表现出不稳定的迹象。


这篇帖子之后,更多的极客客户开始站出来,通过修改电路与NVIDIA分享他们 增加RTX移动显卡功耗的体验。


有些人声称,他已经使用了一台RTX4090笔记本电脑,已经供电改装了一年多,而且没有发现任何质量问题。另一些人晒出了更加激进的RTX4090笔记本,它不仅将显卡供电提高到270W,而且还配有水冷,3DMARK26600分。 TimeSpy的成绩,确实比“一般”移动RTX4090的水平要高很多(不到20000分)。



显然,通过这些人的经历,我们至少可以知道两件事。首先,NVIDIA近年来为旗舰移动显卡设置的175W功耗上限确实严重限制了其性能。第二,增加旗舰移动显卡的功耗可能真的很“安全”。


归根结底,我们应该知道,这些高档RTX移动版是独立显示的(比如RTX509090、RTX4090),它们的芯片实际上是RTX5080的桌面版、RTX4080是同一个核心。由于后者可以在桌面上承受450W级别的供电设计,移植到笔记本电脑中自然没有理由只能承受175W的功耗。


在这种情况下,一个非常合理的问题再次摆在桌面上。由于增加功耗被证明是“安全可靠”的,为什么NVIDIA要严格控制相关厂商,他们要“压制”旗舰移动GPU的功耗和性能?


事实上,这里涉及到许多相关的问题,既有技术原因,也有市场视角的考虑。



先说技术水平。如前所述,今天这些笔记本电脑的旗舰独立显示芯片本质上与台式显卡是同一个核心设计,比如RTX5090移动版和RTX5080桌面版,都是围绕着GB203芯片来的。


但众所周知,RTX5080桌面版的典型TDP是360W。、最高频率约为2600-2900MHz,而移动版RTX5090只需175W的峰值TDP就能达到2700MHz。很明显,桌面显卡的功耗翻了一番,但性能增益却远未达到100%。那为什么呢?



这涉及到两个因素。首先,对于半导体芯片来说,当频率达到一定水平时,如果要继续增加,功耗的增加通常会变得极其强烈。一个典型的例子是大家熟悉的CPU超频。为了增加10%或20%的峰值主频率,通常需要面对50%、甚至100%的功耗增长,这就是半导体芯片的“自然原理”。


其次,虽然台式机和笔记本的“独立显示器”现在通常使用相同的芯片,但实际上,为了尽可能保证笔记本电脑上的能效性能,使用的GPU芯片在体质上还是会经过“选择”,这意味着它们可以在更低的供电条件下跑得更高。



然而,当上述两个标准叠加在一起时,就会导致“反向”的尴尬结果。也就是说,对于笔记本电脑中的手机GPU来说,由于它已经可以在供电有限的情况下达到非常高的频率,因此它可以大大提高功耗,最终性能的提高可能没有台式显卡那么明显。


以上面提到的270W“魔改”为例,比默认设计多了54%的功耗,但最终只是获得了不到30%的理论性能提升。也就是说,目前大家看到的175W功耗限制,很可能是芯片功耗和频率的最佳平衡点。如果增加额外的电源,当然可以获得更好的性能,但是增加的幅度可能没有大家想象的那么明显。


其次,从产品层面来看,NVIDIA之所以要将175W的功耗墙限制在今天的手机旗舰显卡上,也可能是为了保证整个市场的“外观”。


这是什么概念?众所周知,近年来的GPU芯片与过去大不相同,因为它们实际上没有“统一”的峰值频率。无论是台式机还是笔记本电脑的独特显示,在使用过程中都会根据实际负荷、排热、供电和芯片体质实时超频。



这在桌面上不是问题,因为制造商可以控制不同级别的显卡的电源和热排放材料。比如同一个品牌的RTX5080“旗舰车型”,因为PCB和散热材料比较好,所以跑游戏的实际频率会高于“丐版”。


但是对于笔记本电脑来说,NVIDIA确实有必要阻止制造商盲目地提高显卡的供电设计。另一方面,这是因为今天的芯片存在着“体质”问题。例如,在功耗有限的(175W)环境下,RTX5090移动显卡的所有品牌和所有批次都可能表现出相同的性能水平。但如果放开功耗限制,如果200W供电下某个批号的芯片频率明显更高,而另一个批号对增加的供电“不敏感”,产品体验就会不稳定。显而易见,这将被消费者视为“质量抽奖”,对市场销售绝对不利。


另一方面,众所周知,近年来,高档独特的笔记本电脑不仅被用作“游戏本”,还包括一些更薄、更简单的“轻薄全能本”。这些产品的散热性能和供电能力都不如游戏本。如果不限制显卡芯片的功耗上限,允许厂商“定制”,必然会导致游戏本中的独立显示芯片供电充足,但在性能表现上远远超过“全能本”。



这会带来什么问题?简单来说,这可能会让顶级移动显卡的设计变得轻盈全能,没有市场竞争力。比如一款轻薄的RTX5090笔记本,实际性能可能不如一本厚重且价格低得多的RTX5070游戏本。


显然,这最终会导致制造商拒绝在轻薄全能本中使用高档独立显示芯片。从显卡制造商的角度来看,这意味着芯片的“销售”受到限制。因此,他们自然有理由严格控制移动显卡的功耗上限,从而保证不同形式设备上相同型号的独立显示器具有相同的性能。


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本文来自微信微信官方账号 “三易生活”(ID:IT-作者:三易菌,36氪经授权发布,3eLife)。


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