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缘起

最近沉迷于 frostpunk,不务正业,打开我吃灰已久的小菜本,启动!

结果卡成 PPT,1080P 最低画质下目测 20 帧不到。怒!

恰逢 618,考虑剁手神船航母 GX8。但由于以下因素犹豫不决:

  1. 贵。虽然 JD 有 8700 的 GX8-CP5S1 开车价,但买回来还需要加装内存和 nvme 才爽,算下来 1W
  2. 17 寸,一般双肩包背不下,重达 3.5kg
  3. 屏幕素质一般,还是小菜本的 4K 100% sRGB 爽

转而考虑骷髅峡谷二代,但由于以下因素犹豫不决:

  1. 贵。618 折后 7599,目前亚麻 900 刀。还是坐等黑五美亚开车
  2. 显卡性能有限,强于 1050ti 但弱于 1063
  3. 按照一代的经验,满载风扇绝对起飞

因此最后还是考虑提高小菜本的性能。这时我将目光转向了一个月前新装的 NUC,上面插了一条 500G 的 970 evo nvme 和 一条 8G 2400 Mhz 的内存。只需再买一条 8G 内存,然后交换一下配置,即可让小菜本获得 500 G 的 nvme 和 16 G 的内存,看上去能够一战了。但此时小菜本的显卡给我泼了一盆冷水:960m。对,实际上它才是这台电脑上的短板。但显卡是焊死的,不能换,怎么办?

我将目光瞄向了外置显卡。

外置显卡

外置显卡,又称 eGPU,是一种让一体设备 (如笔记本电脑、NUC 等) 外接显卡的方案。目前市场上主流的方案有两种,分别是 Thunderbolt 和 EXP GDC。

Thunderbolt

Thunderbolt 是 Intel 和 Apple 合作推出的一种供外部设备连接的硬件接口。最早被广大群众所认知的产品是 Apple 的 Macbook Pro 系列,以 MiniDP 的插口形式存在。该插口形式维持了 v1 和 v2 两代,最高带宽为 20 Gbit/s,能够为设备提供 10W 的供电。

15 年底,v3 版本的产品上市。这代采用了 USB Type-C 的插口,带宽达到了 40 Gbit/s,支持 PCIe 3.0。Intel 提供了以下三个版本的控制器:

  • Double Port (DP) uses a PCIe 3.0 ×4 link to provide two Thunderbolt 3 ports (DSL6540, JHL6540)
  • Single Port (SP) uses a PCIe 3.0 ×4 link to provide one Thunderbolt 3 port (DSL6340, JHL6340)
  • Low Power (LP) uses a PCIe 3.0 ×2 link to provide one Thunderbolt 3 port (JHL6240)

相比 v1 和 v2 奇葩的接口和受限的带宽,Thunderbolt 没有得到广泛的应用。但当 v3 推出市场时,大家就开始有想法了:PCIe 3.4 x4 哇,理论带宽达到 32 Gbit/s,何不试试用来连接显卡?

于是各种各样的外接显卡盒如雨后春笋般冒了出来,下图来自 eGPU 社区:

在往显卡盒中装入台式机的显卡后,用户只需在主机和显卡盒之间通过 USB Type-C 接口的 Thunderbolt 线缆连接,即可让主机使用该显卡。更为强悍的是,Thunderbolt v3 和 Power Delivery 快充技术相结合,最高允许 100W 的供电。也就是说,显卡盒还能为主机供电,如果主机功率不超过 100W,完全可以不插电源,一条线解决所有问题。

EXP GDC

相比正规军出身的 Thunderbolt ,EXP GDC 方案是民间高手折腾出来的外接方案。它提供 Expresscard 、 Mini PCIe、 NGFF、 M.2 M key 四种接口方案,后者速度高达 40 Gbit/s,堪比 Thunderbolt v3。只要你的电脑上有这些空闲接口,即可外接显卡:

  1. 将显卡插到转接设备上
  2. 主机和转接设备通过 Expresscard 、 Mini PCIe、 NGFF、 M.2 M key 接口的线缆连接
  3. 转接设备插上电源

对于这种方案,一眼看去还是惊叹不已的,但仔细想想还是不对劲:

  1. Expresscard 、 Mini PCIe、 NGFF 带宽有限,可能损耗极大,而拥有 M.2 M key 的接口通常用于 nvme ,而拥有该接口的电脑基本属于高端产品线,它们一般都带 Thunderbolt 接口。更何况如果接口拿来外接显卡,那原来的硬盘怎么办?有两个这种接口的设备更是不多见,骷髅峡谷了解一下

  2. 除了 Expresscard,其他接口都是机器内部的接口,这意味着你需要从机身内拉出一条线,这破坏了笔记本的整体性和便携性

  3. 显卡需要独立供电,如果使用的是高端显卡如 1080,那么至少需要准备 200W 的电源,据我所知很少有功率那么高的便携式电源,所以没办法,再加个 ATX 电源吧

  4. 转接设备对显卡没有任何的散热和保护,一不小心后果严重

  5. 可靠性值得商榷。根据网上的帖子,这东西配置并没有想象中的那么简单,对小白不够友好

总结下来,可能只有价格是优势了,但 M.2 M key 接口的转接设备也需要 600 块。

选择

我选择的方案是 Thunderbolt v3,虽然明知小菜本的 Thunderbolt 接口是残血的(thunderbolt 3 标准中规定要连接 PCIe 3.0 x4 ,但 XPS 9550/9560 的 thunderbolt 只连了 PCIe 3.0 x2,傻多戴呵呵),虽然在这个时候买显卡是 49 年入国军,但 618 一到,忍不住还是剁手了。

入手的是 AORUS GTX 1080 Gaming Box ,包含显卡盒、1080 显卡和便携包。实算天猫 5300 购入,国行三年保修。放图:

你以为是单反?不,其实我是显卡:

体积十分讨喜,比 xbox 手柄大一丢丢:

外壳是看上去很廉价的生铁,侧面都是蜂窝状网。可以窥视到里面除了显卡外,还有三个小风扇,侧面两个用于辅助显卡排风,后面一个用于 PSU 散热。和 Gaming Box 1070 里面插的是零售版的 1070 Mini ITX 不同,1080 里面的显卡去掉了风扇外面的导风罩,换上了更大的散热风扇(顺便说一句,该卡目前 JD 价 5299,Gaming Box 相当于买显卡送盒子),达到了惊人的 14 cm (Mini 为 9cm)。

背后接口除了 Thunderbolt 和电源接口外,还提供 4 个 USB 3.0 接口,其中一个支持 QC 3.0 快充。此外显卡带了 3 个 DP,1 个 HDMI 和 1 个 DVI 接口,相比 Gaming Box 1070 中的双 DVI 单 DP 单 HDMI 专业的多。

供电方面,内置 450W 电源。能够通过 Thunderbolt 为主机供电 100W 。13 寸本是没问题的,15 寸本可能不太够,比如说我的 XPS 9550 需要 130W 供电,因此如果只插 Thunderbolt 不插电源在启动时 BIOS 会提示功率不足,但实际用下来完全没问题,Thunderbolt 不仅能满足供电,还能为未满的电池充电。考虑到满载功率为 60W 的 960m 处于 idle 状态,130 - 60 = 70,100W 绰绰有余。

此外在运行时还有 RGB LED,可在管理工具 AORUS Engine 中设置:

内置的 1080 参数如下:

Core Clock:
    Boost: 1771 MHz/ Base: 1632 MHz in OC Mode

    Boost: 1733 MHz/ Base: 1607 MHz in Gaming Mode

Memory Clock: 10010 MHz

规格上和 GTX 1080 Mini ITX 8G 一样。

对比自家的 G1 1080:

Core Clock
    Boost: 1860 MHz / Base: 1721 MHz in OC mode

    Boost: 1835 MHz / Base: 1695 MHz in Gaming mode

Memory Clock: 10010 MHz

更不要说是自家的大雕:

Core Clock
    Boost: 1936 MHz / Base: 1784 MHz in OC mode

    Boost: 1898 MHz / Base: 1759 MHz in Gaming mode

Memory Clock: 11010 MHz

真是菜得抠脚。迷你的体型总是要付出代价。

安装与配置

Thunderbolt 外接显卡盒技术发展至今,各方面的支持都已经比较完善,只需要按照要求装上所需的驱动,就可以实现即插即用。但为了达到最佳效果,建议按以下顺序进行安装:

  1. 安装笔记本厂商提供的 Thunderbolt Controller Driver,为了能够刷固件,最好安装 16.2
  2. 安装笔记本厂商提供的 Thunderbolt Firmware Update,比如 Intel_TBT3_FW_UPDATE_NVM26_FJJK7_A08_4.26.11.001
  3. 安装 N 卡驱动,如果原来有装 9 系驱动(960m),则通过 Geforce expernce 进行更新
  4. google 搜索 gaming box ,到官网下载固件 F1.0_H2D 和管理工具 AORUS Engine
  5. 按照下面更新固件的指引,更新固件为 F1.0_H2D
  6. 按照下面更新固件的指引,设置好模式和 LED 灯
  7. 安装完后,重启电脑

启动后,在托盘图标中出现了方块图标,点击可以看到 960m 和 1080 两块显卡。使用独立显卡的程序会自动使用 1080 ,让自带的 960m 处于 idle 状态。此时方块会变为彩色,点击可以看到程序在 1080 上运行:

更新固件

Gaming Box 除了作为一个显卡设备,还自带一个 USB hub。

因此官网提供了两个固件,默认的是 F1.0 ,主要是维持 USB 和 显卡的平衡,个人理解是会保留带宽给 USB 设备。而还有一个 F1.0_H2D 的版本,目的是极限提高 host 到 显卡的带宽。

鉴于我的 9550 本来就存在带宽不足的问题,因此决定将固件刷为 H2D 。流程如下:

  1. 官网下载 F1.0H2D 固件
  2. 在此运行之前,需要保证 Thunderbolt 管理器版本为 16.2 ,如果不是请卸载重装,因为官方提供的固件要求管理器为该版本,否则会失败
  3. 运行固件包刷固件
  4. 刷完后,可以把 16.2 的管理器卸载掉,重新装回新版本,如 16.3

AORUS Engine

AORUS Engine 是官方提供的显卡管理工具,提供了频率调节、显卡监控、LED 灯设置等。

问题:如果安装后直接安装被运行,会导致 调节频率没效果,莫名其妙多出一张显卡,无法配置 LED 灯等奇怪的 bug 。原因猜测是识别到 9550 自带的 960m 导致混乱。为此需要通过以下步骤进行配置:

  1. 安装,切记安装完不要启动
  2. 打开 windows 自带的设备管理器,将 960m 给卸载掉(注意是卸载而不是停用),卸载成功后,在显卡设备那栏将看不到 960m
  3. 运行 AORUS Engine,此时显示正常,可以进行设置模式、调节频率、配置 LED 灯等操作。操作完成后,退出软件
  4. 此后不要再启动 AORUS Engine,记得将其从开机启动项中移除
  5. 重启。发现 960m 又回来了,无视即可

不运行 Graphics Engine 的缺点有:

  1. 无法查看显卡的风扇转速、功率、频率等各个状态
  2. 无法使用监控类 LED 灯变色功能(比如低负载时灯为绿色,高负载时为红色)

性能

接下来是性能测试环节。

benchmark

从参数上就已经比满血的 1080 菜了不少,此外还有 Thunderbolt 的损耗,XPS 9550 半血雷电的损耗,如果使用内屏由于 Thunderbolt 需要回传数据会导致带宽被进一步挤占。不多说,先来跑个分:

我的 9550 乞丐版配置如下:

  • CPU: Intel Core i5-6300HQ
  • 内存: 2133 MHz 8G * 2 (2400 降 2133)
  • 硬盘: 三星 nvme 970 evo 500G

选用朋友最近购入的航母 神舟 GX8-CP5S1 作为对比:

  • CPU: Intel Core i5-8400 (桌面 CPU 强无敌)
  • 内存: 2666 MHz 8G
  • 硬盘: sata3.0 128G
  • 显卡: GTX 1070

3DMark 11

  • Gaming box 外屏: X7700 。图形分:8429 ,物理分 5679,综合分 5765
  • Gaming box 内屏: X7087 。图形分:7682 ,物理分 5474,综合分 5349
  • 神舟 GX8-CP5S1:X7300 。其他分数未记录

3DMark Fire Strike Extreme

  • Gaming box 外屏: 7499 。图形分:8999 ,物理分 5743,综合分 4188
  • Gaming box 内屏: 5163 。图形分:5692 ,物理分 5131,综合分 3060
  • 神舟 GX8-CP5S1:7597 。图形分:8210 ,物理分 11375,综合分 3692

3DMark Time Spy

  • Gaming box 外屏: 5395 。显卡分 6403,CPU 分 2852
  • Gaming box 内屏: 3976 。显卡分 4299,CPU 分 2789
  • 神舟 GX8-CP5S1:5401 。显卡分 5566,CPU 分 4627

小结

根据网上查阅的资料,3DMark 的总分是根据 图形分、 物理分 和 综合分 加权算出。其中图形分在 GPU 负载下测试得出,衡量的是显卡性能,物理分在 CPU 负载下测试得出,衡量的是 CPU 性能,综合分在 CPU + GPU 负载下测试得出,衡量的是综合性能。

可以发现,在外接显示屏的状况下,可以和神舟 GX8-CP5S1 有来有回,但在内屏的情况下,由于需要回传数据,性能有 10-20% 的衰减,被神舟 GX8-CP5S1 吊打。

但无论如何,图形分数总是领先于神舟 GX8-CP5S1 的 1070,这让我拔凉拔凉的心有了一丝慰藉。但我们可以发现,神舟 GX8-CP5S1 的物理(CPU)分数几乎是我们的两倍,查了一下 CPU 天梯图,发现 8400 是 6300HQ 的两倍左右,天梯图诚不我欺也。这说明外接显卡后,CPU 又成为了短板。此外内存频率可能也是影响因素之一。

对比其他评测,有人使用 Gaming box 1070 + 9550 的方案,内屏测试得出结果:Fire Strike Extreme 为 6449 (6749 / 9921 / 3471),Time Spy 为 4664 (4806 / 3997)。可以发现虽然型号相同,但由于他的 CPU 是 i7 6700HQ,物理分大大超过了我的乞丐版。此时 1080 甚至不如 1070 ,猜测是传输带宽成了瓶颈,显卡性能无法完全发挥出来。

实际游戏测试

外屏

  • 地平线 3 最高画质 1080P 60 FPS,偶尔会掉帧到 55 FPS
  • frostpunk 1080P 第一关快到暴风雪前 35 FPS。第二关 60 FPS
  • 尼尔机械纪元 1080P 60 FPS
  • 刺客信条起源中画质 55-60 FPS 浮动
  • 狂战传说最高特效 4K 60 FPS

内屏

  • 地平线 3 中画质 1080P 50-60 FPS 浮动
  • frostpunk 1080P 第一关快到暴风雪前。第二关 60 FPS
  • 尼尔机械纪元 1080P 60 FPS
  • 刺客信条起源中画质 40-45 FPS 浮动
  • 狂战传说最高特效 4K 60 FPS

小结

虽然有帧数不稳的问题,但相比之前卡成 PPT 的惨剧,小菜本算是续命成功,化身游戏本。

噪音

将手机贴着 Gaming Box,启动 Decibel X 进行测量,在 0 负载情况下,噪音约为 58 dB。在游戏时,噪音约为 62 dB。在将显卡风扇转速拉满的情况下,噪音约为 66 dB。

由于自带的 Thunderbolt 线只有 0.5 M,只能将外置显卡放到桌面上的笔记本旁边,在这个分贝还是能听到噪音的。

经过研究,58 - 66 dB 的浮动主要来自于显卡风扇。但噪音的大头是 Gaming Box 右侧的两个辅助显卡排风的小风扇,在显卡没有负载的情况下也哗哗地响。但 Thunderbolt 线缆太长可能影响传输速率,我们可以考虑将外接显示屏的线拉长一些,比如 3-5 M 。

总结

优点

谈到这里,谈谈他的优点。

  1. 大小仅为 212x96x162 mm,重量仅为 2370g,真正的轻便,装进自带的 "单反包" 拎起就走
  2. 比起同类产品,价格相对友好。此前考虑过雷蛇新出的 Razer Core X 和华硕的 Asus XG Station Pro,但注意,它们的售价是 300 / 330 刀,国内定价为 2499 / 2999,这仅仅只是盒子的价格,不含显卡哟亲
  3. 内置电源,大部分较为小巧的盒子电源都是外置的,也就是说还要拖一个适配器
  4. USB hub 功能较为鸡肋,因为 Thunderbolt 最高只有 32 Gbps 的带宽,对于 1080 来说本来就不太够,如果还要分给其他设备,那么显卡性能的损耗进一步加大,要么 USB 设备的功能受到影响,但官方提供了不同的固件让你自己选择。不管如何,总比那些不带 hub 的显卡盒好

缺点

尽管对它总体比较满意,但还是有以下问题我个人觉得是应该改进的:

  1. 关机后,有较小概率显卡坞风扇狂转,需要拔电源或 Thunderbolt,新出的 R580 Gaming Box 中看到有个固件好像与此相关,但 1080 gaming box 并没有提供该固件
  2. AORUS Engine 的 bug 显然是软件问题,然而社区中有用户反馈了很久都没修复

此外由于前面提到的各种损耗,导致 1080 外屏只能战平 1070,内屏更是不如 1060 的情况。只能寄希望于日后有钱换满血雷电设备了(坐等 9 代 NUC)。

无论如何,我的小菜本第一次真正意义上能够流畅玩上主流游戏,再苟一段时间,实在是让人泪流满面。但花 5300 买这样一个设备,特别是在现在这个时间点,到底是否值得,只能说见仁见智了。

参考

https://www.reddit.com/r/gigabytegaming/comments/8hc98b/solved_no_led_control_on_aorus_gaming_box_1080/

https://www.reddit.com/r/eGPU/comments/6wucfp/aorus_gaming_box_update_pd_firmware_version_error/

http://www.expreview.com/12992.html

https://post.smzdm.com/p/594461/