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甜点显卡之战持续三年,RX590能终结?再聊聊反锯齿技术

RX590/580和GTX1060的前世今生

早在2016年GTX1060和RX 480就开启N/A的甜点之战,想不到3年过去了,GTX1060依然摆在新货货架上 。只不过除了3GB/6GB版本,又有了刀下的新兵:5GB版本(其实这几个版本除了显存大小不同,CUDA也是不同的);A卡这边也是小修小补,从RX480升级到了RX580,最近又出现了RX590。


春节前我终于凑齐了下面的三张显卡,想要完成一个横评。不过由于本职工作太忙,拖拖拉拉一直到现在才完稿,拖到GTX 1660TI都出现了 。由于时间和精力的关系这次不能带上1660TI一起测了,争取最近再搞一块1660TI加入到对比测试中去。


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RX590是AMD改用台积电12nm FinFET工艺的产物,架构还是Polaris,不过具体的代号变成Polaris30,其它参数也没有变化,核心频率上相比GTX580有15%的提升(公版频率),预计性能有12%的增长。


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前辈RX580选手进场,8GB版本,后续和RX580对比中不会出现显存大小不同的影响。


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收藏多年的GTX1060 6G版本,3年来一直活跃在甜点显卡的最前线。


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硬件配置一览:


CPU :intel i7-9700k

主板 :华擎(ASRock)Z390 Taichi(太极) Ultimate

内存 :宇瞻(Apacer)黑豹玩家 DDR4 RGB 灯条 金色 3200 32G (8G*4)

显卡 :XFX (讯景) RX 590 8G黑狼版

______蓝宝石 RX 580 8G D5 超白金

______影驰 GTX 1060 GAMER6GB

电源 :鑫谷昆仑1080W电源

机箱 :联力PC-T60

散热 :利民(Thermalright)风影TA140cpu 散热器


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本次同步评测的显卡品牌,频率以及驱动版本如下,三款显卡都是非公版本,实际频率要比公版的高出很多:RX590 8G黑狼版的频率要高出公版~2%;而RX580 8G 超白金的频率要高出公版5%;结果导致了RX590与RX580的差距略有缩小。N卡这边,由于其Boost的机制,温度越低频率越高,再加上影驰显卡一直对功耗的限制比较松,所以测试中最高频率可以到达1961MHz,也是比一般的公版显卡高出很多了。


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RX590/580和GTX106的甜点大战

基准性能测试


基准性能测试还是选择了3DMark,鲁大师用来娱乐下还是可以的,但是对比测试不能反应出显卡之前的客观性能差距,所以咱们这次稍微严肃点的测试还是不加入鲁大师的成绩。此外,如果成绩都发出来,图片的数量就太多了,所以直接见下面的汇总对比表吧。


RX580和RX590同架构,频率不同而已,所以3DMark的DX11、DX12、VR测试的差距基本相同,都在9%左右,没有达到预计的12%也是因为之前说的这款RX580的频率太高的原因。


而GTX1060的成绩就有点没面子了,最多落后RX590大概20%的性能,相比RX580也是全面落败,完全不是一个档次的显卡了。当然我认为还是要以实际游戏为准,通过后面的测试,发现这次的3DMark测试的性能差距和实测游戏的不太一样。


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游戏性能测试


测试项目包括了10款游戏的BenchMarch和吃鸡,同样的如果把所有测试截图都发出来,图片的数量确实太多了,所以只发出了RX590的三个游戏测试截图,其它数据见下面的汇总对比表。


孤岛惊魂5(DX11)

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刺客信条:奥德赛(DX11)

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古墓丽影:暗影(DX12)

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还是暴力对比数据表来的直接点!


DX11游戏


首先来看看DX11游戏的表现:在1080P分辨率下, RX590的性能以100%计,RX580的性能可以达到92%,而GTX1060也可以达到96%,远没有3DMark测试的差距那么大,而且RX580略输于GTX1060。


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分辨率到了2k,RX590对RX580和GTX1060的优势会扩大一点点,但RX580还是略输于GTX 1060。

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DX12游戏


在DX12的测试中RX580终于完成了对GTX1060反超,RX590对GTX1060的领先优势也扩大到了14%,看来A卡对DX12的优化还是不错的。

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分辨率到了2K分辨率,趋势基本和1080P分辨率是一致的。

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功耗测试


功耗测试使用FurMark让显卡达到最大负载,使用米家的智能插座测试功耗,注意测试的功耗为整个平台的功耗,而不是显卡的功耗;另外这也是实际的输入功耗(电源有转化效率,硬件实际的得到功率只有输入的80~90%)。


无疑GTX1060的功耗最低,由于RX590的频率提高了,功耗相对RX580也高一点,不过通过减电压的方法能让其到达RX580的功耗水平。


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小节


AMD的驱动优化总是来的慢一些,不过总比不来的好 。打上鸡血驱动后,RX580整体性能上也可以略胜RX 1060 6G一丢丢,当然从成绩看,RX 1060 6G在DX11的游戏表现上更好,不过注意看看那些领先幅度比较大的游戏,都算上古时代的了,很可能AMD已经放弃了对这些游戏的单独优化。而DX12的表现上已经是RX580的全胜。那么RX590出场后已经可以大胜GTX1060 6G了,即Polaris架构战胜Pascal架构,终于赢得了3年战争的胜利。


不过NVIDIA的Turing(图灵)架构显卡(GTX1660TI、GTX1660等)已经开始新的约架,而AMD这边在甜点级的显卡产品上面还没有啥新动作,如果只是靠老显卡降价,虽然RX590还可以一战,但不免又处于了被动的局面。


最后说下现在GTX1060 6G的功耗优势还是依然存在的,RX590和RX580在这方面确实不如对手,在日常应用中要多费一点的电能。不过在测试中发现RX系列的电压给都比较保守,完全可以通过降低电压来节省功耗。当然这对于整机的电源预算上不会产生什么影响,无论上哪款显卡,恐怕大家的第一选择都是额定500w的电源吧!


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反锯齿那些事

每个人对甜点显卡的定义也许都有不同,但是基本的判断因素应该是两点:价格和性能。价格上无疑这三款显卡都是甜点级的,那么性能上呢?


小熊的定义是:70~80%的游戏可以在1080p分辨率下设置最高特效,游戏帧数在50~60以上;1440p分辨率下,在不大幅度降低画面效果的情况下,调低些设置,也能让游戏帧数在50~60左右。


通过上面的测试可以看到这三款显卡基本可以做到1080p分辨率下设置最高特效,游戏帧数在50~60以上(刺客信条:奥德赛、杀出重围:人类分裂、奇点灰烬不是最高画质,其它都是),但是到2k分辨率后帧数降低了30%左右,很多游戏只有30帧左右了,这样玩的就不爽了。


高分辨率下,要保证画面效果,还要提高帧数,小熊首先想到的就是降低反锯齿设置。


什么是反(抗)锯齿呢?


屏幕里的像素点都是垂直和水平排列,因此在显示倾斜或者曲形的物体时就会出现锯齿,俗称“狗牙”。反抗锯齿(Anti-aliasing)即为”抗图像折叠失真“,就是指对这种物体边缘边缘进行柔化处理,让图像边缘看起来更平滑更柔和,使画质效果更好,消除多边形结合处的错位现象,降低了图像的失真度。


通过尝试调低反锯齿设置,发现有的游戏帧数提高很多,有的却并没有。这是因为反锯齿的类型不一样,原理也就不一样了,所以下面就来聊聊反锯齿那些事。


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最长常见的反锯齿技术有FXAA,也就是“快速近抗反锯齿”,其原理是为整个游戏提供一层滤镜,来“矫正”那些有锯齿的物品,虽然这样对于配置的要求很低,但这样一来会让整体画面变得更模糊。这个东东不占用资源,对帧数不会造成影响,但效果确实不咋地。


SSAA,也就是“超级采样抗锯齿”,即将游戏分辨率渲染到更高的分辨率,再将画面缩小为当前分辨率,呈现在玩家们面前。这样无疑会带来极为干净和顺滑的画面,但对于资源占用多,帧数会下降的很明显,比如看到古墓丽影9在1440p分辨率下采用了SSAA 4X的反锯齿,帧数只有30多;而关闭后,帧数就回升到60多,相当于开启SSAA 4X后占用了~45%左右的资源,还是相当大的负担。


下图为古墓丽影:崛起的截图:FXAA模糊的效果很不好;而关闭反锯齿后,边缘锯齿非常明显;SSAA的效果无疑是最好的。

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MSAA指的是“多重采样抗锯齿”,原理和SSAA一致,都是通过将图形拉伸至更高倍率下的缓存之后再更精细的图像上进行采样,但MSAA仅仅针对对画面中出现锯齿的物体边缘进行采样,这样负担有所减轻。杀出重围:人类分裂关闭MSAA2x后,帧数也恢复很多,换算下来MSAA2X占用了~35%左右的资源,但是对显卡来说还是负担。


下图可以看到关闭MSAA后,图片中枪的边缘锯齿非常明显。

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TAA也就是“时间抗锯齿”,它会提取画面上一帧的信息来对游戏锯齿部分进行采样和分析,由于是对既有信息进行分析,因此效率比MSAA更高??梢钥吹焦拍估鲇埃喊涤肮乇帐奔淇咕獬?,帧数也并没有提高多少,相当于时间抗锯齿占用资源率只有5~6%


SMAA则是“次像素形态抗锯齿”(不要和MSAA搞混了哦),它结合了MSAA和FXAA两种技术,既像FXAA那样提供了滤镜,也像MSAA那样对图像进行采样以融合颜色,但它带来的模糊更少,计算量需求也更小。杀手关闭SMAA后帧数提高了1~2帧,相当于SMAA占用资源率只有1~2%,是这几种反锯齿消耗资源最低的。


下图为古墓丽影:崛起的截图:SMAA和TXAA其实都有模糊化的效果,但是关闭反锯齿后,边缘锯齿又会非常明显。

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其实反锯齿还有其它几种,以及几种类型的结合方式,这里就不展开介绍了。从效果上说简单粗暴的SSAA无疑是效果最好了,MSAA也不错。而TAA、SMAA和FXAA从效果上来看都是一种模糊化的处理,一些游戏可能由于优化的原因,使其在一些场景里的效果并不好,比玩家说的画面效果比较“糊”就是可能是反锯齿即使所导致的。


但上面的截图其实都是把一些细节放大N倍才能明显的看出区别了,我们也不用太紧张“狗牙”。而提高分别率,从某种意义上说就是开启了SSAA,所以如果在高分辨率下,是因为游戏开启了SSAA或者MSAA,才导致帧数变低,完全可以降低反锯齿的等级,来提高帧数,画面的效果也不会变差。


当然实际情况这也和你的显示器像素点密度有关,比如2k分辨率的25~27寸的显示器,狗牙不会明显,但是如果还是2k分辨率,但是尺寸到了30寸以上就可能会有影响。但是可能有些游戏,即使反锯齿设置为TAA、SMAA或者干脆关闭,帧数还是低,那就没招了,只能降低画质,或者游戏中的一些比较费资源的特效吧!


比如使用RX 590来玩绝地求生:大逃杀(吃鸡)游戏,1080p下(所以设置均为超高),平均帧数可以到达70左右;到1440后,平均帧数降到了40多;而把某些特效降低后,帧数就能到达80以上。

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具体调低的特效如下,不一定是最优的,只是自己的尝试。算是抛砖引玉吧。


后期处理:影响画面中所有元素的光影效果。超高选项会让树木及草丛中心位置的阴影更深,给藏身草丛中的人以极大的便利。为了能够看清草丛中的敌人,同时提高画面流畅度,非常低即可。


阴影:影响阴影的细节及质量。即使把阴影这项调至非常低,阴影也不会消失,而且不仔细看都很难看出区别,所以也是非常低即可。


特效:影响特效表现的质量,比如枪口火光、手雷爆炸、燃烧弹、烟雾弹。这一项对战斗的时候的帧数的影响非常大,但其实效果也没有多大影响,所以也是调节非常低就可以了。


所以使用甜点级别的显卡,就得多学多动,多调节游戏的参数,才能到达最好的效果,甜点虽然甜,但还得会吃。你说好烦,调这调那的!有钱自然可以买最顶级的显卡,可以把所有设置都调到最高。但是不想多花钱的用户还得勤快点啊。


一些评测硬件的介绍

RX590其实并没有发布多久,也算是款新显卡,我也是刚刚摸到,所有这里就开箱展示下。


XFX讯景的RX590 黑狼版显卡,恢复了正常的方盒子包装(记得之前有过X造型包装盒),正面有狼爪的图案,增添了点霸气。此外这款RX 590的频率达到了1580MHz,在现在上市的产品中已经算是非常高的了。


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新显卡上面还有层?;つ?,其余的附件:说明书保修卡,驱动光盘,一个XFX的LOGO金属贴,一根双6PIN转8PIN,一根双4PIN转6PIN。


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显卡外观保持之前黑狼显卡的风格,风扇罩为碳纤维风格,双散热风扇的规格为直径10cm,显卡总长27cm。


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从这个角度看像科幻片中的飞船。


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显卡侧面:由于风扇罩的关系,厚度略超双槽;供电接口为6+8 Pin外接供电,也不用怕啥偷电了。另外碳纤维纹饰在光照下,会产生锯齿样的纹路。


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侧面有一个大大的XFX LOGO,但不要被它骗了,它并没有RGB,甚至没有单色LED光。讯景舍弃光效的决定好突然,是要坚持自己无光的风格,还是不思进取呢?


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背板给人很厚实的感觉,做到了全覆盖,上面也设计有圆孔来辅助散热。


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输出接口方面,没啥变化,沿用了RX 580的方案,也就是DisplayPort ×3、HDMI ×1、DVI-D ×1


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小熊还是忍不住拆解,建议不会用吹风机大法的群众还是不要尝试:散热器为纯铜的散热底座,也有专门的显存、MosFet散热位置以及相应的导热垫。PCB方面其实会比显卡整体长度(背板)更短一些。


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将风扇导风罩和散热器本体拆开,显卡鳍片整体做工不错,整齐通透。


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显卡采用四根热管设计,两根6mm和两根8mm??上挥卸颇?。显卡采用10cm双风扇设计,12V 0.45A,来广东自富士多。


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PCB背面也有很多电器元件,背板贴有一整张绝缘塑料垫,但是没有导热垫。


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黑狼版显卡供电部分采用了6+1,12nm核心芯片的宽度和手指头差不多(我老婆的手指)。


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PWM控制器是IR的 35217,最高支持8相独立控制通道;TrueX电感每相一颗,MosFet也是每相一颗,采用了DRMOS(驱动上下桥合体),上面有金属贴片,看不到具体的型号。输入电容为7颗固态电容,270微法 16V;输出电容为10颗固态电容,820微法 2.5V。


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12nm Polaris 30核心表面并没有做任何镭射标记,下方有“Made in China”,的标识,起码是在中国完成封装。GDDR5显存来自美光,单颗容量1GHz,等效频率8000MHz。显存供电为1相,MosFet为一上两下、一颗电感(IR0)、1颗固态电容为供电输入电容,2颗为输出电容。


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还有个小细节要注意下。供电接口左边有一个小拨杆这是显卡的双BIOS开关。两个模式的频率没有变化,只是一个风扇曲线会更为激进,后面会有测试。


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内存是宇瞻的黑豹玩家DDR4 RGB灯条 3200MHz,为了避免瓶颈(还有炫富),测试时使用4根。


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内存频率3200MHz,时序CL16,支持Intel XMP 2.0超频模式,闪存颗粒为三星的,默认电压为1.35v。


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金色的马甲很高调,上面锯齿状的部分就是导光的部件。RGB灯条没有单独的光控软件,支持AURA SYNC软件进行统一控制,但我这张Z390 Taichi自带的光控软件也是可以调光的。


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测试中的CPU散热器为Thermalright(利民)的风影TA140,特点就是结构紧凑,不会和内存有冲突。兼容性上支持intel 775/115X/1366/2011/2011-3/2066以及AMD AM4 Ryzen,官方表示可压制200W TDP处理器,还是蛮厉害的。价格也并不算便宜,339元,不过提供6年质保,在散热器产品中也是少见。


包装很低调,采用牛皮纸包装盒,产地是台湾。


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配件方面,支架、背板扣具神马的都是金属的,还有减震胶垫以及风扇挂架等,其中导热硅脂为TF4。


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散热器主体尺寸140mm x 42mm x159mm,带风扇的重量是610克;不带风扇的重量是450克?;故锹〉牡ニ?,高度也控制也不错,兼容性非常强。鳍片厚0.4mm,间隙2mm,共45片?;故呛苋菀状低傅?。细节上也很完美,鳍片与热管之间也没有任何毛刺。


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最顶部的一片鳍片是黑化的,可以看到5热管排布均匀布置在两侧,中间有镂空设计,还正好是利民LOGO,官方介绍这个穿孔具有扰流作用的左右,加强换热效果。


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散热配备5根6mm镀镍热,排列的方式还是很特殊,其4根在水平方向重叠在一起,这样散热器的厚度其实只有3热管散热器的厚度,实现了这种超薄散热器的结构。


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底座采用了镀镍抛光镜面处理,热管与铜底采用回流焊接工艺;热管与散热鳍片采用常规穿Fin工艺。


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风扇是一把14cm(TY-149A)风扇,用FDB液压轴承,电压12V,电流0.2A,红色扇叶黑框设计,PWM温控(小4pin供电),转速在600-1500RPM之间,风量为28.32-84.97CFM风量,风噪在17-23DdBA之间,静态风压0.22-2.08mm H2O,没有任何光效。另外按照风扇之前别忘了先在散热器上贴好减震胶垫。


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合体好的样子。


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机箱是lian-li联力工业的 PC-T60,我的一个PC裸机测试架,也算年头久远的收藏品吧!


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散热器的安装比较常规也挺简单,最后通过中间的金属片固定散热器,金属片上有个圆孔,如果散热器底座上有个凸起可以和其呼应就好了,即可以方便安装是定位;主板垂直安装时,也不用担心散热器会发生位移。


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这个角度看鳍片时想当的通道,器部完全可以看清前面的风扇了。


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这种标准的ATX主板即使全部插上4条内存,也不会发生冲突,这也是TA140的一大优势。


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RX 590的一些其它测试

超频性能测试


也许是我这块RX580的默认频率太高,基本超不动了,所以就来试试这款RX590的超频性能。AMD的驱动就可以完成超频,也不用其它第三方软件了,超频设置选项在Wattman中。先定个小目标:超频5%吧,核心频率提高到1660MHz;显存频率升高到2250MHz(等效9Gbps,相当于提高了12.5%),然后还需要解锁掉功耗。


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对照之前默认频率的测试可以发现:3DMark可以提升8%;实际有游戏可以提高到7%,性能提高的幅度还是蛮大的,看来显存频率的提升对整体性能的提升帮助也非常大,当然代价是功耗也会提高。


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显卡温度和噪声测试


用3DFurMark测试一下显卡温度,可以看到一个Bios的风扇转速比较低(GPUZ和FurMark测的不太一致),10分钟的满载温度到了80℃;第二个Bios的风扇转速较高,但温度被压制在70℃以下。以上为裸平台的温度供参考,如果你机箱风道比较好温度就会更低些;反之是闷罐的话温度也会更高。


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风扇转速低的Bios很静音,而风扇转速高的bios可以听到很明显的噪音(裸平台没有机箱封闭,声音会大些),两者之间差了12dBA。


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CPU散热器性能小测

简单测试下TA140的性能,9700k超频到5GHz,经过10分钟的FPU烤机,8个核心的平均温度为75.38℃;此时风扇速度最高,噪音为52.4BA,比之前测是显卡风扇的高转速噪音还要低一些。此时的电压为1.26v+(bios设定和CPUZ都是这个值),整机的输入功耗为225w,AIDA64显示的cpu package为174w,总之CPU的功耗应该在200w之内,TA140应付起来完全没有问题。


这个成绩其实要比很多低端的240一体水冷散热器的效果还要好。


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内存小测

不加电压下,小超下内存试试,要注意的是插2条内存(双通道模式)和插满4条内存(其实还是双通道模式),超频的难度是不一样的。


插两条,不加电压可以超到3800MHz,延迟下时序可以超到3900MHz。而插四条,难度明显加大,不加电压可以超到3600MHz,延迟下时序可以超到3700MHz,整整差了200MHz。


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RGB内存有多种灯效,这里只展示了两种。


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总结

没想到RX590/580/480和GTX1060的甜点之战居然会持续了3年,在GTX1660Ti以及后续的GTX1660出现后,这种局面或许会被逐渐打破。但是安装老惯例,这些显卡还是会先来一波降价的,所以老甜点在相当长的一段时间内还是具有相当大的性价比。这里性能最强的无疑就是RX590,并且我测试的这张XFX RX590 8G黑狼版的频率也是相当高,超频的幅度也是可以的,唯一的缺点就是没有灯了。最近19.2.2驱动(现在最新的驱动应该是19.2.3)的鸡血效果还是不错,如果再有买新不买旧的信仰,RX590还是可以购买的。


内存方面,宇瞻黑豹玩家 DDR4 RGB内存外观有些浮夸了,不过内在还是有的,不加电压的下的超频能力还是不错的。另外现在华擎的ASRock Polychrome RGB软件现在也可以对该内存设置光效(Z390系列主板应该是都是可以的,其它不确定),不必购买昂贵的阿苏斯,也算是个小优势。


这款利民TA140风影散热器还是蛮神奇的,超薄单塔兼容性强,不干涉高马甲内存都是亮点,但是最神奇的地方是在如此紧凑级单塔的解热能力和一些低端的240一体水冷差不多了,甚至性能还能略高一点,也真是够强悍的。缺点嘛就是价格基本也和低端的240一体水冷差不多了。一体水冷优势是对整个机箱内的散热有辅助作用;而风冷散热器的优势是安全可靠,决不会漏水。怎么选完全看你自己的侧重点和想要的整机风格了。


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本文作者极果见习体验师:pj247


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