插电/不插电性能差异这么大？英特尔酷睿对比AMD锐龙

一般来说，除非是测试续航能力，否则媒体在做笔记本测试时，为了保证硬件性能更好的发挥，通常都会在插电状态下进行测试，这样才能获得相对更为准确的硬件性能测试结果。但是对于轻薄型笔记本电脑的用户来说，很多时候，比如在机场、在咖啡厅、在客户公司提案时，都是在不插电状态下使用笔记本电脑的。而我们都知道，不同硬件平台在不插电的情况下，其实是会有不同程度的性能损耗，这对于用户的实际应用会产生相应的影响。那么不同硬件平台在插电和不插电情况下，实际性能表现有怎样的差异呢？近期，英特尔实验室专门针对这一项目进行了研究，并给出了系统性的测试结论，我们一起来看看。首先要明确的一点是，英特尔官方的测试场景是基于生产力工具、网页浏览以及内容消费和创作这三个方面进行的，比较贴合用户的实际使用，而非传统意义上的Benchmark跑分。在发布第十一代酷睿处理器的时候，英特尔就公布了在直流供电和交流供电情况下，十一代酷睿平台在PCmark 10 Applications测试上的性能损耗情况。如上图所示，在微软Office 365测试中，英特尔十一代酷睿平台的性能差别约为5%，即插电和不插电状态下，性能表现差异仅为5%；而基于AMD Ryzen 7 4800U平台打造的同一款笔记本电脑，交流供电和直流供电下的性能差异高达38%，也就是说从交流供电转为直流供电之后，锐龙平台性能下降更为明显。而本次测试，英特尔纳入了更为细致的测试清单，其中包括英特尔十一代酷睿全系主流产品，以及对应的AMD 锐龙4000系列产品。在测试方法上，首先未对硬件和软件做过多的人为干预和调整，基本就是原厂机器开箱即测。另外在测试时，英特尔统一选择了平衡模式下的Better Performance，而非最高性能或最大电池时间模式来测试。此外在屏幕亮度方面，统一调整为200nits。下面我们来看看官方的测试结果。首先是MobileMark 18的续航测试情况。这款软件可以测试两个指标：性能和续航时间。在上图所示的结果中，菱形部分表示的是5款笔记本电脑的平均续航时间。因为每一款笔记本电脑的电池容量不同，所以英特尔官方将每台笔记本电池容量控制在50Wh时开始测试。英特尔笔记本平均续航时间550分钟左右，AMD笔记本平均为590分钟，续航时间上AMD的5款产品比英特尔高出40分钟左右。但是我们说了，MobileMark 18除了测试续航时间之外，还能够测出单位续航时间内的性能表现。可以看到左侧英特尔5款笔记本的平均性能明显高于AMD的5款产品，超过约50%左右。这一测试结果说明：AMD锐龙平台产品拥有较高续航能力的基础是，大幅牺牲了电池供电状态下的硬件性能，但换取的续航时间仅平均多出约40分钟。再看PCMark 10Applications的测试情况。首先，图表中的纵坐标是PCMark10 Applications模式下的Benchmark跑分成绩。这里英特尔选用了Office 365。深蓝色部分是英特尔系统在交流供电情况下的跑分，浅蓝色是同样情况下使用电池供电时的跑分。深红色部分是AMD系统在交流供电下的跑分，浅红色是在直流供电，也就是电池供电下同一款AMD系统的跑分。可以看到，无论是交流供电还是直流供电，英特尔系统的整体跑分成绩都更高一些，而且在直流供电下性能损耗不超过10%。反观AMD平台，一方面整体跑分成绩较低，另一方面在直流供电情况下，性能损失非常明显，最高达到38%。我们看到，英特尔的系统相对来说在直流供电情况下有不超过10%的性能降低，而AMD大部分情况下都是两位数的降低，尤其是4800U的小新情况下，性能降低达到了38%。此外我们还注意到红圈部分，无论是顶级的4800U，还是中端的4700U/4500U，或是入门的4300U，三者在直流供电情况下性能是非常接近的。那么这种情况是普遍存在的吗？又是什么原因造成了这种问题呢？来看下面这些测试：性能测试，数值越大越好性能测试，数值越大越好消耗时间测试：数值越小越快消耗时间测试：数值越小越快消耗时间测试：数值越小越快消耗时间测试：数值越小越快从上到下都是一些日常应用类的测试，包括：WebXPRT的网页浏览性能测试；SYSMark 25的综合办公生产力测试；PPT转PDF、Excel转Word、Word转PDF以及Outlook通过Mail Merge群发邮件。总体来说，各项日常应用的测试中，英特尔平台的产品在交流和直流供电情况下性能差异普遍小于10%，而AMD锐龙平台在不插电情况下使用的话，平均差异在30%以上，这样的结果就是，当你使用AMD锐龙笔记本在不插电情况下办公时，可能会感觉到系统或软件的卡顿，而英特尔酷睿平台在插电和不插电情况下，整体体验几乎没有明显的区别。那么实际测试与Benchmark跑分之间有怎样的区别呢？我们来看官方给出的下面这组数据：CINEBENCH是CPU测试常用软件，也是公认的对AMD锐龙优化比较好的软件。从测试来看，CINEBENCH的结果与上面的实测结果大相径庭。可以看到，CINEBENCH给出的测试结果是英特尔和AMD平台在交流供电和直流供电情况下性能差异非常小，这与实际应用的测试有很明显的差异。如果是站在测试角度看，CINEBENCH的分数似乎更直观，但从实际应用的角度看，CINEBENCH的测试结果存在明显的失真。那么为什么在如此多的实际应用测试中，英特尔在交流供电和直流供电情况下性能差异较小，而AMD平台差异显著呢？英特尔内部开发了一个简单的小程序，该程序可以在CPU的寄存器当中做读写。对于普通用户来说，业界广泛使用的HWinfo也能够实现同样的测试，捕捉到同样的数据。下面来看看具体情况：这项测试过程中，让电脑处于基本没有任务运行的情况下，对锐龙7 4900HS和锐龙7 4700U的CPU核心供电电压进行了测试。其中，横轴是时间，纵轴是衡量的功耗或者是核的供电电压。蓝色线为AC供电，黄色为DC供电。这里可以看到黄线和蓝线的区别：首先，它们的绝对电压拥有明显差异，交流供电的蓝线最高供电电压是1.2V甚至是1.4V左右，而直流供电的黄线基本上是0.8V到0.9V之间，短时才可以达到1.4V。这说明，AMD锐龙处理器被激活开始工作之后，在正常交流供电的情况下，CPU很快到了一个高的电压，进入了类似于英特尔的睿频技术，核的供电提高，频率也会提高，性能就有所提升。但在直流供电情况下，类似的阶跃提升发生得比较晚，先上一个小台阶，从0.6V左右到0.8V，延迟了近10秒的时间，然后才推到0.9V，到任务快完成的时候推到1.4V。这个过程对于用户来说最直观的感受是，系统响应初期比较缓慢，无法第一时间进入高效性能状态。这也意味着，AMD锐龙平台通过限制每个核心的电压来限制频率和功耗，以牺牲性能的代价换来一定程度的续航提升。再以WebXPRT网页浏览性能为应用参考，也可以看到同样的测试结果。锐龙平台在直流供电情况下，因核心频率和功耗受到限制，所以整体性能相较交流供电来说有比较明显的差异。在WebXPRT综合4700U、4500U、4300U几颗处理器，其交流供电到直流供电性能降低幅度约为20%-30%，4900HS甚至达到了近50%。因此基于AMD锐龙平台的轻薄型笔记本电脑在不插电使用时，用户可能会更加明显的感觉到卡顿。从英特尔官方测试来看，无论是否连接电源，英特尔酷睿平台能够提供更加均衡的性能输出，插电和不插电的性能损耗最高约为10%左右。而在电池供电模式下，AMD系统的性能下降多达20%-30%，最多达到48%！