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2026年11月12日 · Jakub M.
满载两小时：Mac Studio M5 Ultra 会有多热，何时降速？
我们让 Mac Studio M5 Ultra 的 CPU 和 GPU 满载运行两小时，测量温度、功耗和性能。单独满载 CPU 时完全不降速，单独满载 GPU 时下降 3%。两者同时满载时，macOS 让 GPU 保持在 90% 以上，而把 CPU 压到约 60%。
在之前的测试中，我们在 Mac 上运行的是真实的 AI 任务。16 个文本生成任务并行运行一小时，功耗为 73 W，芯片完全没有降速（一小时负载测试）。即使是巨大的 Qwen3.5 397B，功耗也只有约 104 W（Qwen3.5 397B 测试）。这次我们想找到极限：用两小时的人工负载把 CPU 和 GPU 压到极致，同时观察温度、功耗以及 Mac 开始降速的时刻。
测试方法
- 硬件：配备 Apple M5 Ultra（36 核 CPU、80 核 GPU）和 256 GB 统一内存的 Mac Studio，macOS 27.2.1，默认设置。
- CPU 负载：我们自己编写的小程序，在全部 36 个核心上执行浮点向量乘加运算，每 10 秒记录每秒完成的十亿次运算数（GFLOPS）。
- GPU 负载：使用 Apple 的 MLX 0.32.4 以 16 位精度反复计算 8,192 × 8,192 矩阵乘法，每 10 秒记录 TFLOPS。
- 温度：macOS 标为
PMU tdie的 14 个芯片传感器，每 5 秒读取一次。我们给出平均值和最热的一个。 - 功耗、频率和热压力：Apple 的
powermetrics工具，每 5 秒一次。热压力是 macOS 自己的评估（Nominal、Moderate、Heavy）。 - 流程：空闲 5 分钟，仅 CPU 10 分钟，暂停 3 分钟，仅 GPU 10 分钟，暂停 3 分钟，CPU 和 GPU 同时 80 分钟，冷却 10 分钟。
结果
| 阶段 | 时长 | 阶段结束时芯片温度（平均 / 最热处） | 最高 | 功耗 CPU / GPU（W） | 性能 | macOS 热压力 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 空闲 | 5 min | 22.4 / 23.4 °C | 23.8 °C | 1 / 0 | – | Nominal |
| 仅 CPU | 10 min | 45.8 / 47.2 °C | 47.8 °C | 124 / 0 | 3,049 GFLOPS (±0 %) | Nominal |
| 仅 GPU | 10 min | 80.2 / 88.4 °C | 94.7 °C | 2 / 155 (178) | 104.8 → 101.5 TFLOPS (−3 %) | Heavy |
| CPU + GPU | 80 min | 78.7 / 86.2 °C | 96.3 °C | 36–40 / 124–138 | CPU 1,815–1,960 GFLOPS GPU 95.0–98.2 TFLOPS | Heavy |
| 冷却 | 10 min | 29.8 / 30.9 °C | – | 1 / 0 | – | Nominal |
Mac Studio M5 Ultra 36/80，256 GB，macOS 27.2.1，测量于 2026 年 11 月 12 日。温度（°C）来自 macOS 标为 PMU tdie 的 14 个芯片传感器：全部平均值和最热的一个。功耗来自 powermetrics（仅芯片）。括号内的 GPU 功耗为前两分钟的峰值。CPU + GPU 阶段的温度取最后 10 分钟，性能和功耗为第 10 分钟至结束的范围。
整个测试期间的芯片温度（上）以及相对单独运行最佳结果的性能（下）。阴影部分为负载期间。
仅 CPU：毫无问题
36 个核心全部满载时，CPU 功耗为 124 W，芯片温度从未超过 47.8 °C。性能从第一分钟到最后一分钟都保持在 3,049 GFLOPS，macOS 全程报告热压力正常。单独应对 CPU 时，散热器游刃有余。
仅 GPU：很热，但几乎不降速
GPU 功耗最高达 178 W，芯片最热处在两分钟内达到 94.7 °C。随后 macOS 将热压力切换为 Heavy，并略微降低 GPU 频率，从 1,620 MHz 降到约 1,555 MHz。功耗稳定在约 155 W，最热处稳定在约 88 °C。性能从 104.8 降到 101.5 TFLOPS，约下降 3%。
两者同时：macOS 牺牲 CPU
第一分钟芯片功耗为 268 W（CPU 124 W，GPU 144 W），短暂峰值为 287 W。两分半钟后最热处达到 96.3 °C，是整个测试的最高值。macOS 随即把 CPU 频率从 4.2–4.3 GHz 降到 2.3–3.0 GHz，CPU 功耗从 124 W 降到 36–40 W。GPU 的损失则小得多。
在剩下的 75 分钟里，Mac 一直稳定地保持这种状态：CPU 为单独运行时性能的 60–64%，GPU 为其最佳结果的 91–94%，芯片平均 77–79 °C，最热处 84–87 °C，芯片总功耗 160–178 W。没有崩溃，没有计算失败，测试结束后 macOS（pmset）也没有报告任何已记录的热警告。最后半小时性能略有上升（CPU 从约 1,840 升到 1,960 GFLOPS），功耗和温度也随之上升。原因不明，可能是室温发生了变化。
我们的理解：在普通房间里，这套散热可长期带走约 160–180 W 的芯片功耗。超过这个范围，macOS 就会让芯片降速，并优先保护 GPU。
冷却
Mac 冷却得很快。负载停止 30 秒后最热处为 56 °C，两分钟后为 40 °C，十分钟后为 31 °C。测试前空闲时为 23–24 °C。
对租用者意味着什么
- 运行语言模型主要占用 GPU 和内存，功耗远低于本测试：我们之前测得 73 W 和约 104 W，远未触及这次达到的极限。
- GPU 上的长时间计算（训练、微调模型、生成图像）在芯片升温后会慢约 3%。
- CPU 和 GPU 同时满载会把 CPU 压到约 60%。如果在意速度，请把繁重的 CPU 任务（编译、数据准备）与 GPU 计算分开运行。
测试的局限
- 我们只测了一台 Mac。另一台型号和配置相同，但没有在上面完整运行两小时。
- 负载是人工的，比日常工作更严苛。实际应用很少同时把 CPU 和 GPU 压满。
- Apple 没有公开温度传感器的说明，因此数值仅供参考，不能与我们之前测试中 macmon 工具的平均值直接比较。
- 我们没有测量室温、风扇转速和噪音。功耗只计芯片，不是整台电脑。
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