2021 MacBook Pro 14 寸 vs 16寸 vs 2019 16寸功耗,发热和噪声测试-macbook pro16寸和15寸对比

2023-04-13 11:16:51

 

最近对手里两台基础配置的 MacBook Pro 14 和 16 进行了简单的功耗,发热和噪音测试,具体结果如下:

在看数据前,首先普及一些基础的充电知识:

什么是 USB PD 协议和 Type C 充电

电脑的蛮荒时期,我们有很多接口,串口,并口,打印机接口,鼠标接口,键盘接口...不同接口就如其名字所示,代表着不同的功能和用途。但是这些巨量的接口互相之间很难兼容,所以你需要大量的配件,线材不仅增加占用的空间,拿流行的话来说——不够环保♻️

30年前到现在,电脑上所用过的主流外部接口

早些年的笔记本也差不了多少,各种不同功能的接口占据了大部分侧面和背面空间,不仅影响笔记本厚度,还影响耐用度。

即便是曾经的笔记本也是拥有诸多接口,占据大量空间和体积

所以这也就是后来 USB 接口横空出世,很快就一统天下,到如今我们已经进步到 Type C 接口,这个但是 Type C 只是外部接口这个硬件的名字,其背后其实是各种芯片驱动下的软件协议在支撑着它的用途,由于本篇主要讨论充电,所以数据方面的协议就不赘述,集中说说 USB -PD 充电协议,简单来说这个协议规定了电源如何和设备通讯,提供多大的功率等等。

从 2016 年至今的 MacBook Pro 均带 USB Type-C 接口,同时支持业界通用标准的 USB PD 3.0 充电协议,这个协议规定最高充电电流不超过 5A,电压 20V,所以最大输出功率支持为 100W。

而在 2021 年 5月 USB-IF 发布了最终版的 USB PD 3.1 规格,将功率支持提升到 240w,通过增加 28v,36v 和 48v 即可不增加线缆厚度的情况下,把充电范围拓展到 140w,180w 和 240w,电流依然是 5A,这样可以保证最佳的兼容性。

USB PD 3.1 规范定义的充电电压和协议规格

而就在2021 年 10 月,世上第一款支持这个 USB PD 3.1 标准的设备和充电器同时亮相,也就是本文的主角之一:2021 款 MacBook Pro 16寸 及其搭配的 140w Type C GaN 快充。

从左至右分别是:140w,96w,67w,30w 和 29w 苹果Type C 快充头

140w,96w,67w,30w 和 29w 苹果Type C 快充头
强迫症福音
140w 更长,也更瘦

所以苹果 MacBook Pro 采用 USB PD 协议的优势是通用,市面上你能找到的任何一款支持 USB-PD 协议的快充电源基本都能支持笔记本充电。而且不仅如此,苹果的全家桶从 iPhone 到 iPad 均是支持 USB PD 协议,所以简单来说任何输出 USB PD 协议的电源或者电池均能给这些设备充电,区别只是充电时间的快慢而已。这样的好处是电源制造可以和设备制造完全区别开来,电源生产商可以专心提升充电器设计技术,而设备厂商可以专心设计优秀的设备。可惜的是市场上也有很多公司,尤其是手机设备生产商潜心于设计自己专属私有充电协议,仅对自己的设备有效,刻意抵制 USB PD 公开协议。这其实长远来说是对整个 Type C 充电大环境的损害,用着 Type C 接口的便利,却搞一套自己的快充协议和标准,幸好在电脑平台上,因为更新比较慢,几个电脑大厂还算有节制,基本都没有搞自己的私有 Type C 充电协议。

而这次 MacBook Pro 14 寸标准版配备的是 67w 快充,高配版是 96w 快充,MacBook Pro 16 寸配备的是 140w 快充。通常来说笔记本配备的电源会大于笔记本实际功耗,在苹果笔记本上尤其如此,所以我们基本可以确定 MacBook Pro 14 寸标准版实际功耗不会大过67w,但是当你外接电源时,你不仅仅是给主机供电,额外的电流还同时供给给电池充电,所以大部分时间外接电源的功率都会略微高于整机最大功率。其实在绝大部分时间,由于电脑功率本身就是个动态变化的区间,所以电源大部分功率其实都在充电,如果充电完成,那就只需要给电脑本身的开销供电,所以这也是本文测试的部分,当我们把电池充满后,电源消耗的功率几乎就等于整机目前的功率。

所以我就用16寸附带的 140w Type C 充电器插上 Belkin 功耗显示器进行测试。

16寸 MacBook Pro 搭配 140w 快充,Belkin 功耗显示器

必须一提的的是,Belkin 显示的是插座 AC 输入给充电器的功率,充电器再转化成直流电给电脑电池充电,通过 16 寸的环境评测报告,苹果提供的 140w 充电器在 115v 或者 230v 电压下 AC-DC 转换效率都能达到 92.6%,所以我会在这个基础上,乘以转换功率得到最终整机功耗。

苹果 MacBook Pro 16寸 环境影响报告中的标识功率图,其中AC-DC转化效率为92.6%

首先两者的充电平均功率:

14寸 MacBook Pro16寸 MacBook Pro0%-10%90w137w10-20%92w139w20-30%92w139w30-40%92w139w40-50%92w139w50-60%85w120w60-70%80w110w70-80%70w90w80-90%70w75w90-100%60-30w60-30w

基本符合快充要求,尤其是电池前80%容量,基本都是顶满各自的快充协议上限,14寸 MacBook Pro 大约是 96w,而 16寸 MacBook Pro 则是 140w,只需27-28分钟,即可冲到50% 满电,剩余50%,需要大约 56分-65分钟。所以从0-100%充满,大约需要1小半小时,与之前 2019款 16寸和 2020 款 14寸 比起来,充电大约快了35%,前面0-80% 充电快了 50%,所以这一代 MacBook Pro 临时要出门前插上快充还是能获得好几个小时的实际使用时间。

11% 充电开始
64% 充电半小时后

所以如果你选择 14 寸入门款,那么你要考虑是否要加钱上 96w 充电器,这个充电器带给你的主要价值是实现 30分钟充 0-50% 电池,并不会提升系统功耗和性能,个人建议不用升级,因为你可以在第三方找到大量 100w 多口 GaN 快充作备用,苹果这个 96w 充电器发售于2019年,技术也比较陈旧不像后面谈到的 140w 支持最新协议和 GaN,重量甚至更轻。苹果这个 96w 充电器在体积,温控和兼容性上同市面上优秀的 GaN 充电器相比并不具有多少优势,当然如果你只用原装配件,这 ¥165 升级费并不高。对于第三方 GaN 快充,个人推荐电商平台口碑产品,紫米,绿联,努比亚,征拓等,避开倍思。一般价格在 ¥200 左右,差不多的价格,你能拥有两个充电器还能兼顾快充和多设备。

16寸 140w 快充30分钟,SoC 64%

对于 16寸,由于标配的 140w 快充其本身就是工程上的巅峰,目前没有替代品,但是考虑到正常使用下 16 寸功耗并不会超过 100w,所以个人建议如果希望轻便出行,也可以选择市面上大多数口碑 GaN 100w 多口快充,同时这次苹果使用的充电线也是 Type C 转 MagSafe 3 充电线,可以支持任意 Type C 电源,出门时带一个 100w GaN C口电源带上原装线即可,甚至如果你想进一步减轻负担,一根苹果原装 100w 1米长 Type-C 线(随 iPad 附送或者单独购买)可以满足轻便和性能。关于这根线的测试,可以参考我另一篇回答:

国产手机已经用上了 120W 快充技术,为什么苹果还是坚持使用 20W 慢充?3166 赞同 · 510 评论回答

当两台机器都充满电,等待一段时间浸入熄屏待机状态时,电源功耗读取的数据是2-3w 左右,考虑到电源本身的空载耗电以及机器处于外接电源时会自动更新 App 和收取邮件同步 iCloud 等事宜,所以此时的功耗数据仅供参考:

16寸息屏待机

测试大致流程:

MacBook Pro 16 2021 功耗测试

功耗测试

功耗14寸 MacBook Pro 8+14 202116寸 MacBook Pro 10+16 202116寸 MacBook Pro 2019 i9 9980HK电池满电,息屏待机2.6w3.2w6w亮屏待机,3格亮度(150nits)6.7w8.8w21w亮屏待机,满格亮度(500nits)10.1w14w29wCinebenchR23 CPU 满载32.5w43.2w77w3Dmark Wildlife GPU 满载43.7w47.3w81wR23 + 3Dmark60w81w101wChrome 浏览,背景音乐,蓝牙耳机,键盘,外接4K显示器15-20w17-25w42 - 51w

另外还是再次提醒,上表功耗数据来自于插座 AC 输入给充电器的功率,实际的系统消耗大约要打9折。测试中基础配置的 14 寸即便是满载 CPU + GPU,总体功耗峰值也是在55w左右,标配 67w 电源完全可以应付。同理,16寸标配的的功率峰值也仅在73w 左右,即便是使用 90-100w 快充在外也完全可以应付自如,甚至常见的 65w 快充也能满足,毕竟在外使用电脑你很难 CPU + GPU 均满负荷运行,两者平均功率完全在65w 以内。

总的来说一切几乎跟我之前配置篇的预测差不多,考虑到显示屏本身的耗电,其余零部件如 SSD,Wi-Fi等,8核心的 CPU 满载 大约 22w,比 10核心大约少 10w 左右功耗,14 和 16核心 GPU 大约是 25-30w左右,基本符合最初苹果公布的数据图。另外从我测试数据中也看到一个非常欣慰的数据——14寸基础版虽然少了2个性能核心,但是 CPU 满载功耗也直接少了10w,这对于一台电池 70Wh的机器来说,就是额外15%的节能,算是比较可观了。同理,M1 Pro 满血版在 16 寸机型上也是发挥非常耀眼,再搭配100Wh 的电池,这应该就是这代 14/16 新款 MacBook Pro 续航的天花板了。

风扇噪音

风扇噪音主要来源是3个点:CPU 满载,GPU满载,电池充电中,很多人比较关心前两者,其实我想说当你电脑在充电时,电池散发的大量热量其实靠的是机身热对流传导,效率很低,但是风扇不管这些,一旦整机温度升高,一样会启动降温,所以在测试时一定要等待系统进入满电,稳定30分钟后再进行测试,否则很多测试数据会被电池热量影响。

当排除了电池发热后,我们再去考察 CPU 满载和 GPU 满载时的噪音和发热量:

16寸 CPU + GPU 满载且充电时 键盘最热区域
14寸 CPU + GPU 满载且充电时 键盘最热区域
14寸 CPU + GPU 满载且电池还在充电时,风扇全功率运行时风扇噪音风扇转速/噪音14寸 MacBook Pro 8+14 202116寸 MacBook Pro 10+16 202116寸 MacBook Pro 2019 i9 9980HK上网应用,外接4K显示器002400 rpm/ 42.5 dbA电池充电时0 - 2000rpm / 41.5 dbA0 - 1400rpm/ 41dbA3600 rpm/ 44 dbACPU 满载时1400rpm / 41 dbA0 - 1400rpm/ 41dbA5300 rpm / 52 dbAGPU 满载时2000rpm / 41.5 dbA0 - 1400rpm/ 41 dbA5300 rpm / 52 dbACPU+GPU 满载时5200rpm / 50 dbA2000 rpm / 43.4 dbA5300 rpm / 52 dbACPU+GPU 满载+ 充电时6000rpm / 55 dbA3400 rpm / 46 dbA5300 rpm / 52 dbA

在这两台基础中值得一提的是两者风扇本身大小几乎差了一倍:

Max Tech 拆解图片,左16寸,右14寸

同时14寸峰值转数是 6000 rpm,而 16 寸峰值转数是 4500 rpm,从麦克风获得的噪音数据来看,同样转数时,14寸更为安静,所以我上诉测试中,专门加入了当时的平均噪音量,总的来说结论非常清晰:

从大部分普通轻度,中度应用来讲,两台机器都异常安静,尤其是 16 寸除了在极限压榨 CPU + GPU 时,单单满载 CPU 风扇都处于最低转数,大部分时间直接停转的夸张程度。相较来说 14 寸满载均会引起风扇运转,但是低转速时正常人几乎无法察觉。从绝对散热和噪音控制来说,16 寸的优势巨大,不仅机身本身壳体更大,热管与风扇结合更大,风扇也大了一倍,所以在绝大多数情况下,16 寸完全静音,仅有在长时间满载 CPU 或者调用 GPU 时,整机才会偶尔听见风扇声。

如果你是曾经 Intel MacBook Pro 的用户,我觉得这应该是最震撼和无需多言的体验改进。作为对比,这是我 Intel 版 2019 MacBook Pro 16 寸工作待机时的键盘温度,这时 CPU 占用 10%,GPU 外接显示器:

Intel 版 2019 MacBook Pro 16 寸工作待机时的键盘温度

对比起来即便是 14 寸满载且充电,键盘温度也就 42 度,正常使用时温度仅有 35度。

换用 M1 系列处理器后,整个 MacBook 就完全告别了过去干啥都要靠风扇的窝囊。简单展开来说—— 苹果一直通过高分辨率屏幕在推动 GPU 进步,但是 Intel 对集成显示核心完全不上心,所以苹果最终只能保持一个相对较低的分辨率的同时,在高端机器上集成 Nvidia 或者 AMD 的外置独立 GPU,这带来一个悖论—— Intel 集成的核显节能,但是性能太差,稍微需要一点图形处理的场合就会调用独立 GPU 帮忙,甚至小到外接显示器这种,都需要独立 GPU,但是要想使用独立 GPU,功耗直接翻倍,因为这些 GPU 从设计就没怎么考虑节能。哪怕是外接显示器,Intel 时代的 MacBook Pro 也得发动独立 GPU 挺着60w起的功耗待机。这也是为何这些 MacBook 续航崩溃,发热巨大,风扇吵闹的根源。而 M1 则把显示驱动独立于 GPU 之外,如果只是简单的串联多显示器,并不需要大量 GPU 核心参与,因此也极度节能,所以风扇根本无需启动,所以 M1 Pro 给我们不仅带来了更安静的机器,还有高刷屏,而这一切都不会浪费有限的资源,系统可以根据需求智能调集需要的 CPU 和 GPU 核心数量。

2019 MBP 16 独立芯片功能集成于 M1

总结:

从这两款基础配置的 14 寸和 16 寸功耗和噪音表现来说都是可圈可点,尤其是对比上一代最强配置的 2019款 Intel i9 版本,首先我们可以确认苹果发布会给出的功耗数据是比较准确的,甚至 M1 Pro 残血版的低功率让人眼前一亮,不过春秋笔法也得看在眼里——苹果总是拿最节能的低配测试功耗,拿最强规格的配置测试性能,你要懂得从话中读到这些细微的差异。

就拿 14 寸来说,基本可以预计采用残血版的 M1 Pro 和 满血版的 M1 Max 两者满载功耗可能会差出一倍,换做散热性能和噪音,我就只能说待机和简单上网可能只是电池少20%,但是一旦满负荷工作起来,Max 版本的 14寸可能会变成烫手山芋。当然即便如此,最烫也就是过去 Intel 火炉的水平,所以不用太过担心。如果你的需求就是必须在 14 寸的小体积上做到性能最大化,那么 Max 可以作为升级标准,否则的话,个人推荐基础版给绝大多数人,而且参考我之前的配置选择专栏,基础版应该能满足很多应用需求:Ryan Woo:2021 款 MacBook Pro 型号选择指南(11月7日更新)

16 寸散热上堆料让最终结果也非常喜人,不仅在大部分测试中风扇几乎都不需要转动,即便是满负荷运行,风扇也就半速,留下足够的散热余量应付电池充电或者嘈杂高温环境,所以也难怪苹果只给 M1 Max 版配备了高性能模式,在此模式下,散热器效率会更高,当然也伴随着更大的噪音:

16 寸 Max 配置独有的高性能模式,实测只是加强风扇转速

所以如果你的要求是最大性能释放,建议想升级 Max 的选择 16寸。另外 Pro 版本的 16 寸就如我实际测试的一样,其实是一台非常均衡的设计,借用 MobileTechReview Geekbench 5 CPU 多线程测试结果,这台机器可以让你用上目前同规格笔记本最强的处理器性能,同时还能拥有系列最长电池使用时间,而且随着节能带来的低功耗,低发热和低噪音,这台笔记本也成为最佳的轻中度应用消费平台。

MobileTechReview Geekbench 5 CPU 多线程测试

一般来说我不建议普通用户盲目升级顶配,一来是你的使用流程不一定用得上额外的 GPU 核心,内存带宽,其次是电脑这种产品,更新速度很快,也许3年后 M3 Pro 就能做到2倍性能,更大的基础内存和 Face ID,你看着自己的高配如果没能帮你造血的话,其实反而会觉得苹果电脑贵得离谱。对于很多用 MacBook Pro 的专业人士来说,时间就是金钱,所以追求顶配无可厚非,但是如果你的电脑仅仅只是让生活,工作更惬意的话,还是得考虑性价比。尤其是 M1 Pro/Max的优势也就 1 - 1.5 年,再好的硬件用未来的眼光来看都会过时。所以一个普通配置,根据自己需求些许升级,等 2-3 年后置换成最新配置差价往往不大,这也是一种方式。而且不同于大部分 PC 厂商在同一个规格系列的笔记本在接口,屏幕规格,电池容量,做工和材质上偷工减料,无论你买基础配置还是皇帝配置,都是一摸一样的 unibody 全铝合金机身,一样的 miniLED ProMotion 自适应高速屏幕,一样的外部接口和 TB4/USB4 接口和摄像头等。所以某种意义上说这代 MacBook Pro 上花最少的钱也能得到最多的换代提升。

更新

今天看到 Youtube 博主 The Tech Chap 刚好也放了一期视频测试 14,16,Pro,Max 的电池使用时间,跟我这里的测试结果不谋而合,不过他更注重实际电池使用时间的测试,我转载一下他的测试结果来补充这篇文章:

测试的4款配置,其中两款正是我上面测试一模一样的配置

MBP 13 M1 8c/8c 16GBMBP 14 M1 Pro 8c/14c 16GB MBP 16 M1 Pro 10c/16c 16GBMBP 16 M1 Max 16c/32c 64GB

高负荷应用后(Blender,Premier 连续导出):

16寸 Pro 5小时 35 分 竟然成为续航冠军

16寸Max 不到 3小时就关机

14寸Pro 也没差多少,3小时44分关机

13寸Pro 坚持时间仅次于 16 Pro,5小时20分

新一轮测试,轻度应用,主要就是上网,看 YouTube 视频:

16寸 Pro 依然是续航冠军,11小时使用时间

16寸 Max 稍稍挽回些损失,与 Pro 拉开 15% 电池续航差距

14寸表现依然比较失败,仅有 8小时 11分

原测试视频名字是 Which MacBook Pro has the Best BATTERY Life? (13 vs 14 vs 16 Pro & Max) 可以自行搜索。

更新个 Dave2D 的电池测试总结:

原视频也有键盘区温度测试,跟我上面的测试基本一致,16 Max 键盘温暖基本是我上面 14 寸满载的温度。所以机器的温控和噪音角度来说,16 Pro 依然独占鳌头。

不过总的来说,这次 14 寸能搭配 16 寸一模一样的 CPU/GPU/内存/SSD 硬件规格本身就是一件前所未有的创举,过去几十年的笔记本配置经验告诉我们高性能和机身大小成绝对反比,现在苹果的这代 MacBook Pro 清晰的告诉我们,如果你能接受一部分噪音和电池缩水,机身大小不再是影响性能的最重要参数。

如果你的工作对电池续航要求高,16寸 Pro 应该是最佳选择,尤其是打算 14寸配 Max,需要慎重考虑。如果你是经常移动办公,推荐基础配置的 14 寸 Pro。如果你需要最大性能释放并且不在乎带个充电器,14 寸搭配 Max 也是可行的。


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