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ASUS EPU是什么

　　这是一个节能的时代。当我们得到了更高的性能，也必须要考虑如何降低功耗。作为板卡厂商的龙头，ASUS又一次引导了业内潮流，本文重点介绍ASUS开创的主板节能环保概念与技术。

　　2007年11月，我们测试过ASUS ROG系列中的MAXIMUS FORMULA主板，其上贴有EPU标记的芯片想必各位读者还记忆犹新。


ASUS R.O.G. MAXIMUS FORMULA

贴有EPU标记的芯片

贴纸下的芯片型号

　　揭下贴纸，得知其为型号ADP3228独立电源管理芯片。根据ASUS提供的资料，EPU(Energy Processing Unit能量处理单元)能带来降低功耗的效果，提供了在轻载的情况下从八相供电向四相供电的转换，官方宣称可实现节能80%。

　　关于这块主板就不用多介绍了，用户可以再翻看以前的测试温习一遍。当时我们没有条件深入了解到EPU的功能，经过长久的准备与增添了各种测试仪器之后，现在我们终于可以一睹EPU庐山真面目了。请大家先明确概念，绝对不能含糊：

EPU的作用是控制CPU供电，它可以在处理器轻载的情况下实现从八相供电向四相供电转换，从而带来了节能的效果。EPU并不神秘，它是由一个芯片实现的功能，型号为ADP3228。

　　对于EPU技术原理，我们并不想在本文中过多的渲染笔墨，测试成绩能代表一切。为了便于读者理解，这里举一个极其形象的例子：EPU的8相向4相转换的方式，很像是布加迪威龙的W16发动机。布加迪威龙是目前世界上最快的民用级跑车，最高时速超过400公里，这仰仗其1000多匹马力的发动机。而这台发动机，其实就是两台V型8缸发动机整合在一起而成，经济模式下仅有一台也就是8缸工作，而在全速模式下两个发动机共计16缸一起高速运转以提升输出能量。EPU也是同样的道理。

布加迪威龙的发动机

　　接下来的内容，我们要努力去认知这颗芯片的控制效果。但是在这之前，我们有必要回顾一些电气方面的常识与节能技术的历史，这对我们更好的理解EPU是很有帮助的。

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　　如果你对PWM技术与芯片节能技术非常了解，这一段可以跳过不看。但对于有些概念含糊的读者，强烈建议你先把这段比较枯燥的技术知识部分仔细阅读、理解，这样才能看懂之后的测试部分内容。

影响芯片功率的因素

　　在恒定温度下，芯片的功率与三个参数成正比关系：寄生电容、频率、电压的平方，这三个值越高，芯片的功率也就越高。

　　可以发现，其中电压影响最多，因为是平方的关系，但真正决定功率高低的因素则是寄生电容（芯片可以视作电容性负载，这就是寄生电容的意思）。我们可以将寄生电容这个词等同于架构的概念，也就是说，不同架构的芯片，功率一定是有差异的。这也就是为什么同样频率下，不同架构的CPU发热量却不一样。

　　架构相同的处理器，频率越高功耗越高；如果再增加电压，耗电量会成平方关系增多。

　　此外，影响功率的因素还有晶圆的工艺（制程）、主板供电电流的纯净度、芯片的工作温度等客观条件，但这些因素都没有以上说的三个重要。

　　芯片的频率与电压对功率的影响程度，可以参考如下两篇文章加深印象：
Intel酷睿2平台系统各路食电量测试
AM2平台的耗电量简单测试--加压超频到底费多少电
　　其实这两个测试，正是我为了进行EPU测试之前做的铺垫。通过直观的数据，我们可以看到Q6600在加压超频后，功率损耗会超过200W，而默认频率待机时不会超过30W；AM2平台中，一颗双核3800+也可以从最低的20W飙升到100W以上。

　　这两个测试在说明频率、电压对芯片功率影响的同时，也准确的反应了芯片功率不停变化的内幕，随着运算量的减少与增加，处理器的功率值也随之浮动，而不是一成不变。

节能的必要性

　　为什么要节能？一方面可以给用户节省电费，另一方面是为了地球的安全，再一次推荐大家观看纪录片《难以忽视的真相》（为什么要说又呢≧▽≦）

　　从技术细节上分析，我们会发现节能不只是给我们节省电费这么简单，它有更多的好处在里面。我们都知道，玩超频一定要选择一个好的散热器。而散热风扇本身也要耗电，因为能量是守恒的，这就导致整个系统耗电量进一步增加。同时，电源也要增强供电能力、主板的CPU供电模块也要更复杂的设计与更高的原料成本，这就形成了恶性循环。如果任由芯片功率的提升，那么PC成本的增加将无法令用户承受，技术上也会遇到更大的障碍而减缓升级的速度。Prescott就是这个糟糕情况的典型代表，Intel当时甚至要研发水冷散热器作为盒包处理器里的标准配件。（相比起来，AMD处理器一直在功耗与性能之间获得良好平衡，值得赞赏）

　　幸好Intel悬崖勒马。同时，AMD与Intel也都相继推出了处理器自动节能的技术，这也就是目前常见的C&Q与EIST。这些技术又有什么样的效果呢？想知道具体数字的用户可以阅读C1E节能效果测试。

芯片节能原理与效果

　　芯片的功率=动态功耗+静态功耗= C×Vdd的平方×fc+Vdd×Iq
　　公式中C表示电容，Vdd为核心电压，fc为主频，Iq为漏电流。怎么降低芯片的功耗？从这个公式上就可以看出，降低等号右边的所有参数就可以实现节能目的。降低芯片的频率、降低芯片的电压、再减少它的运算量，功率则一定会下降。AMD与Intel分别推出了C&Q和EIST（C1E）为自家的CPU降低运行时的功耗。

　　AMD的C&Q与Intel的EIST，基本原理大同小异，就是在CPU低负载的时候自动降低频率与电压，从而实现节能的目的。我们平常使用电脑并不是完全都在满负荷状态运行，其实大部分时间电脑都不太忙，比如你会离开电脑一会，或是写一篇文章在思考的时候，如果节能技术开启，它就会在处理器的空闲时段将频率与电压降低一些，这样就节省了电脑消耗。很多时候CPU的运算能力是过剩的，降低一些频率你不会感觉到任何变化，同时频率与电压的调整都是瞬时的，也不会让你觉得电脑忽快忽慢。所以说，C&Q与EIST是很好的节能技术，没有为了降低能耗而损失性能，技术得到发展、用户使用成本却在降低，一举两得。但是对于C1E的节能效果，我们可以确认的是——效果不明显，最多每小时0.07度电的节省。也就是说，如果是连续开机140小时而且必须保持CPU轻载才能节省1度电，这看起来还是不太理想。那么如何才能更省电？这就需要从芯片供电的输入端着手解决，如果能减少供电的损耗，同样可以省电，这就是ASUS EPU节电方式。

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　　根据实际使用，我们发现EPU就像大部分计算机技术一样，分为硬件层与软件层两个层面，硬件层的生效无须用户干预，买到ASUS带有EPU功能的主板即可得到效果；软件层则需要安装ASUS AIsuite软体套件才可进行相关操作。下面就详细介绍软件的使用。

软件安装方法
　　安装好操作系统与驱动程序后，就要安装AI suite软体套件。这里请注意，AI suite子目录中有一个独立的EPU Setup，这里需要手动安装EPU的驱动程序。



软件界面
　　安装好AI Suite与EPU Driver后，重启电脑，会发现在任务栏右下角出现了一个新的图标。点击这个图标，并不会弹出相关界面。EPU管理的软件叫做AI Gear3，属于AI Suite套件中的一个部分，因此要想管理EPU的各种功能，就要启动AI Suite。





　　启动AI Suite后，点击最左边的按钮，即可看到AI Gear3的界面。



　　从上至下、从右往左的各功能按钮是：

1、放大镜图标，是让软件自动分析PC系统的组成，这是开启自动节能模式（魔术棒）的前提条件，分析的过程较长，大概需要1分钟。

2、画着小扳手的图标，是用于设置离开电脑后多长时间系统进入AI NAP模式。AI NAP也是ASUS主板上的特有的工作模式，启动该模式能进入极低的耗电量状态，但不会结束电脑正在进行的工作，比如BT下载的时候就可以启动该模式。在AI suite软件界面中，启动AI Gear3按钮左上方的图标就是启动AI NAP的按钮。

3、走路的小人：最大节能模式（maximum power saving）

4、汽车：最低节能模式（minimum power saving）

5、飞机：高性能模式（high performance）

6、火箭：超频模式（turbo）

7、魔术棒：自动调节模式。

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　首先明确一点，要想让AI Gear3生效，系统不能进行超频，否则点击启动按钮只会弹出一个提示不能超频的对话框：P

AI Gear3不能运行在超频模式

　　现在我们分别用E2140、E6550、Q6600三种CPU来检验AI Gear3的各种模式对其功耗的影响。

E2140

　　E2140是目前主流的低端双核处理器，外频200MHz，倍频为8。

最大节能模式轻载状态。可以看到，系统外频被自动降到了180MHz，倍频也被降到6。软件侦测的CPU耗电量为8.90W。(点击看全图)


最大节能模式重载状态。启动Prime95，以CPU最高负荷模式运行，此时CPU的频率没有任何改变，仍然以降频状态运行，但因为运算量的增加，软件侦测的CPU耗电量上升为17.14W。


最小节能模式轻载状态。CPU外频提升到了190MHz，但是倍频与电压没有变化，此时功耗显示为9.42W，比最大节能模式轻载状态提升了一些。


最小节能模式重载状态。CPU外频无变化，但是倍频被提升到了默认的8倍频，CPU耗电量28.60W，可以注意到，CPU电压也从最初的1.1040V提升到了1.2320V，这是为了保证CPU在更高主频下的稳定工作。请注意，CPU仍没有回复成默认的1.6GHz。


高性能模式轻载状态。CPU外频回复成标准的200MHz，倍频为6，耗电量10.99W。在标准200MHz外频下，CPU的轻载工作电压也提升到了1.1600V，比起前两种的轻载模式都要高。


高性能模式重载状态。CPU外频仍未200MHz，倍频提升到8，同时电压进一步增加到1.2800V，耗电量32.68W。可以认为，高性能模式就是等效于开启C1E后的运行状态，只改变外频。


超频模式轻载状态。CPU外频被超频到210MHz，倍频为6，但是电压并没有比高性能模式轻载状态更高，因为提升的频率很小，没必要加电压。CPU功耗为10.44W。


超频模式重载状态。CPU外频仍未210MHz，倍频为8，电压提升到了1.2720V。电压之所以比高性能模式还要低一些，是因为Vdroop的存在。关于Vdroop的概念，在C1E节能效果测试一文中有详细分析。

　　对于自动模式，不用多说，就是可以把处理器从最大节能模式一直到超频模式都能进行控制，而不必通过人工的手动调节。显而易见，自动模式会得到最节能的效果！这里有两张自动模式播放H.264的截图，从中可以看到CPU频率变化幅度之大(CPU为Q6600)。





　　从以上的结果中可以看到，AI Gear3的功能非常有意思，4个档位分别能带来高低不同的性能，同时引起CPU功耗的变化。如果用户需要更高的性能，它甚至还可以略微超频。对比C1E，C1E只能调节CPU的电压与倍频，而AI Gear3在继承了C1E对外频与电压调节外，又多出了外频调节功能，在最大节能模式中能进一步节能。

　　对于E6550与Q6600，AI Gear3也能起到同样的作用，一下内容用截图即可表示，读者仔细注意CPU的外频、倍频、电压与功率这四个数字即可，相信你能得到自己的体会。为方便起见，三颗CPU的8种运行模式参数，列表汇总。最后还要补充一点：即使在BIOS关闭C1E，AI Gear3也能起到降低CPU倍频的效果，也就是说它能在硬件层绕过C1E的控制，BIOS中不开启C1E，也一样可以利用EPU来实现节能。

点击查看完整表格

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　　看过了三种CPU在AI Gear3中的表现，相信各位读者已经对ASUS EPU的节能功能产生了感性认识，确实可以省电。但是它比C1E强在哪里呢？到底能省多少电？这就需要复杂的测试数据进行比较了。在C1E节能效果测试一文中，我们对另外一款X38主板的C1E开启与关闭的耗电量进行了测试。这里我们再进行ASUS R.O.G. MAXIMUS FORMULA进行测试，最后将获得最为全面的数据以供对比。由于电压、频率都会影响到CPU的功率，为了保证公平性，我们在测试中没有安装EPU的软件层，完全检测EPU硬件层的节能效果，同时，在测试了MAXIMUS FORMULA 自动电压的数据后，也将处理器的工作电压调节到对比X38相同的水平，这样可以判断EPU节能是否只是因为电压低才实现的。测试方法与C1E节能效果测试中完全一致，也就是说，MAXIMUS FORMULA的能耗测试中不安装AI suite与EPU driver，完全公平的比较。测试CPU采用Q6600。

电流表检测CPU 12V供电电流

测试平台全景，显示器右下方为电能表

默认频率对比：
　　Q6600默认266*9，VID 1.25v。在MAXIMUS FORMULA主板上，如果VID电压设置为auto，则实测电压为1.216v。对比的X38 VID设置为auto后实测电压为1.248v，因此为了公平比较，MAXIMUS FORMULA又增加一组测试。我们在BIOS中将VID设置为1.35625，进入系统后CPUZ检测为1.248，因此就以此电压又进行了一遍所有测试。





　　测试结果很令人吃惊。首先分析MAXIMUS FORMULA在VID 1.216v（auto）的设置的测试结果，在各项测试中的功耗都明显低于对比的X38主板，尤其是重载测试，竟然可以每小时少耗电20Wh，这对应用来说是非常有意义的，因为毕竟待机状态下的低功耗所节省出的电能实在少得可怜。

　　再看MAXIMUS FORMULA在VID 1.248v的测试结果。如果说刚才的比较是因为该主板自动模式设置的电压较低才获得更低功耗表现，那么当VID设置在同一档次，MAXIMUS FORMULA的优势确实减少了很多，但在重载测试中仍然比没有节能技术的X38要更省一些电。我们仔细观察数据，可以看到MAXIMUS FORMULA 的CPU电流输入值要远小于对比的X38主板，VID 1.216v时差距竟然有1A，这几乎令人无法相信，于是又反复测试了很多次，也比较了系统12V1输入电流（两款主板的12V1输入电流竟然完全一样），所以这个差距只能说是由于CPU供电模式不同而导致的。因此完全可以承认EPU的效果确实显著。

　　当然，我们也注意到，在C1E：enable、VID：1.248v模式中，MAXIMUS FORMULA 的待机功耗要高与对比X38，虽然差距很小可以按照误差对待，但是12V2输入电流也同样高出0.1A，说明这不是误差。对此我们认为，毕竟CPU电压检测仅是依靠了主板自带监控芯片反馈的信号，不可能完全准确，很可能MAXIMUS FORMULA 的实际电压还要高一些，因此在指定电压出现这种情况是很正常的。

默认电压超频对比　　





　　将外频提升到333MHz，电压仍然采用auto与1.35625档进行测试。请看测试结果，呵呵，这个情况非常真实的体现了ASUS主板一贯的特征：自动模式电压增加过多，竟然自动将电压增加到了1.344v。因此功耗全面超过了没有节能功能的对比主板。在VID设置到1.248v后，虽然轻载一小时的电能要高于对比主板，但是12V2输入电流却更低，这是一个矛盾的数据。又经过反复测试与比较，我们发现，原来MAXIMUS FORMULA 还自动给内存加了加压　　= =，所以在CPU电流小的情况下，却产生了整机电能略高的情况。

　　对于ASUS主板，我们实在不推荐VID auto模式下的超频，虽然从理论上说C1E可以发挥功效，但是因为自动加压的关系，会得到更费电的结果。用户一定要了解所用CPU的准确体质，适当的降低电压。

倍频改变超频对比




　　外频提升到400，倍频降低到8。在VID auto模式中，MAXIMUS FORMULA 电压自动加到了1.384v，这样的电压测试结果已没有参考意义，因此中止了这个模式的测试。再将电压尽量降低到与对比X38相同的水平，我们可以看到，MAXIMUS FORMULA 这次表现的很正常。尤其是重载的输入电流，比对比主板竟然低了1.6A，但稳定性不减，3小时的Prime95顺利完成。在此我们渐渐感受到了EPU的一种规律，它在重载状态下比无节能技术的主板反倒更省电。此结论好像违背了电气原理的基本法则，但数据确实如此表现，我们认为是合理的，体现了PWM控制方式的最终差别。

　　EPU VS C1E的对比到此结束。这里我要特别声明：对比测试，并不是为了要评价哪款主板好、哪款主板差，而只是做纯技术的特性分析（请各路读者不要歪曲理解笔者的辛苦测试）。概括起来可以得到如下结论：

1、ASUS MAXIMUS FORMULA 呈现“两头突出”的特性，如果是默认频率默认电压，EPU会比只有C1E功能的主板省电，再结合上EPU软件层，则省上加省；如果是增加电压的超频（超频后EPU软件层失效），则是在较高的频率下会体现出相对省电的优势。

2、对比的X38主板表现则很均衡，由于VID电压的Vdroop范围更小，因此在默认电压超频模式下会比 MAXIMUS FORMULA 省电，但是因为缺少自带的省电功能，在不超频与较高频率上需要消耗更多一些的电能。

　　我们可以对比AI Gear3的测试情况。如果将AI Gear3调节到自动模式，那么EPU带来的电能节省就很可观了，CPU会在最大节能模式与超频模式之间“飘荡”，既能降低倍频、电压，又可降低外频；当CPU重载运行时，反倒还能给CPU进行小幅度超频，性能提升也很明显。嗯，不亏是华硕，想的真是面面俱到。

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　　在EPU推出之前，为PC节能着想的人恐怕只有处理器厂商而已。至少在EPU出现之前我们还没有看到哪个主板品牌特别为节能开发产品，而且恰恰相反的是，不少品牌都在为浪费电能趋之若骛：以超频为卖点而胡喷口水。从各方面来看，ASUS的EPU都值得称赞，他们做到了原本大家都认为是芯片厂商应该处理的事情——而节能问题人人有责——主板也是可以节能的。我们也看到技嘉发布了DES节能技术，不久之后我们也会为大家呈现技嘉的节能测试报告。

　　测试数据是繁杂的，结论却是简单的，这里可以算一笔账：

1.以Q6600默认频率为例，开启EPU软件层后，轻载状态的输入电流为0.9A。对比没有EPU技术的主板，此状态的输入电流为1.7A。MAXIMUS FORMULA的CPU耗电量只是对比主板能耗的53%，每小时可以节省电能0.096度，这个数字已经超过了C1E带来的0.07度的节能水平。如果考虑到AI NAP功能，对于像是挂机BT下载一类的应用，实际耗电量会更低。

2.也许每小时0.09度的节能并不为人所重视，但以华硕一月数百K的出货量来说，假如一台电脑每天开启中有一小时是轻载状态（这还是很保守的估计），每个月就能节省总计超过100万度以上的电能。

　　数字是很惊人的。目前ASUS带有EPU功能的主板如下图所示，包括了从黄色PCB到黑色、以及最高端R.O.G.系列全线产品，充分表明了ASUS对EPU的推广决心。









　　最后总结。EPU使得MAXIMUS FORMULA不仅在默认状态下比开启C1E的同芯片组主板更省电，在超频状态中也能带来节能效果（需手动设置VID电压）。单独开启C1E节能效果并不明显，但结合上EPU，效果则会累加超出一倍有余，这样整体平台的耗电量就得到了明显降低。对于不是很热衷超频的用户，建议您使用ASUS带有EPU功能的主板一定要开启AI Gear3的自动档，这样既可得到高性能还会更省电。而对于超频用户，如果您不在意ASUS较宽泛的Vdroop幅度，使用带有EPU功能的主板也会带来能耗的降低。

　　笔者不得不感慨，技术的发展确实是一点一滴积累起来的，量变则质变，在处理器厂商推出效果并不明显的节能技术之后，ASUS EPU现在为之再推进一步，使节能的百分比进一步提升。每一台PC的节能是少的，但是汇集起来，就是颇为可观的数字。我们希望每一个主板厂商都能把节能作为己任，切切实实为地球的环保作出贡献。

zronhe

sf

iwts1000

刚看了PCPOP上的ASUS和GIGA节能技术对比测试,ASUS把GIGA完全干倒了.....

难道GIGA现在已经堕落入金玉其外的境地了?

coffeefox

恩，如果也能分析分析技嘉的DES就更好了

coffeefox

语文学的不咋地
超频后是EPU还在按照之前的设定工作而AI Gear3打不开，还是两个都失效了

kei8864

現在ASUS 的 EPU 已經起節能環保的作用~ 如果它能作出改進就更加好了, 例如超頻後能在不影響穩定的大前題下或對電腦其他安裝在主板上的硬件進行節能等等......

石头

引用:

原帖由 coffeefox 于 2008-3-7 08:20 发表
语文学的不咋地
超频后是EPU还在按照之前的设定工作而AI Gear3打不开，还是两个都失效了

.

超频后EPU的软件层失效，但是硬件层还在发挥作用。

软件层：能调节外频

硬件层：CPU供电的4相与8相之间切换

C1E还有功能：自动降低倍频与电压。如果主板的VID设定为auto，这些功能全部生效。如果VID是自己指定的，则只有自动降低倍频生效。C1E与EPU不冲突，同时生效。

coffeefox

晓得了，多谢解答

yvlong911

C1E多多少少都会影响到超频成功率，超的少的时候可以用用，要是不稳定了，一定得关掉，就当是为电业局创收吧

冰鱼

反对EPU对比发动机，EPU控制的是供电相数，只能充当供电的角色，好比发动机的油路和进排气系统，而CPU才是动力的核心，此技术并没关闭核心动力的某些流水线，只是相对发动机作形象对比时，好比采用了“电子节气门”，有效计算动力实时需要的供油量，达到环保节能的目的，鉴定完毕，请勿拍砖

石头

我觉得CPU更像是发动机里的曲轴，汇总接收活塞轮流传递来的能量，再输出给传动轴。。。。

其实汽车上的点火器就是个PWM电路，分时段触发高压包，再给点火器，最后引燃

higge

晕，买了块没epu的，p5k－e

zszxq

打开魔术棒模式会引起二启问题，p5k pro的板子，可能是因为外频变化的原因吧