詳細解讀何為二代數(shù)字供電
- 來源:數(shù)
- 作者:batyeah
- 編輯:ChunTian
數(shù)字供電、模擬供電是顯卡和主板的熱門話題之一,不過很多用戶并不是非常了解兩種技術究竟有何異同,有些廠商也出于種種目的大肆忽悠,人民群眾經(jīng)常不明白真相也就是可以理解了。
所謂數(shù)字供電,更準確的說法是“集成化數(shù)控供電模塊”,指控制電源的PWM芯片采用了數(shù)字式處理技術,用數(shù)字芯片來對整個模擬電路進行管理。供電電路在顯卡上的職責是為GPU核心正常工作提供穩(wěn)定可靠的供電支持,而評價一款顯卡的供電設計是否優(yōu)秀,主要看三大指標:最大輸出功率、輸出電源品質、轉換效率。
出乎意料吧!民用顯卡歷史上第一款采用數(shù)字供電的居然是NVIDIA 2004年發(fā)布的GeForce 6800 Ultra,不過之后ATI迅速跟進,直到現(xiàn)在的Radeon HD 6970都一直采用數(shù)字供電,造成不少用戶以為數(shù)字供電是ATI專屬的錯覺。其實無論是設計理念還是元件用料,數(shù)字供電在這六七年來并沒有多大改動,進步有限。
數(shù)字供電在輸出紋波、轉換效率、瞬態(tài)響應、占用面積等方面有著先天的優(yōu)勢,但正所謂成也蕭何敗也蕭何。就以當前市面最主流的Volterra方案為例,由于采用的VT1157SF從控芯片整合四顆MOS和Driver,集成度非常高,導致顯卡超壓超頻使用時從控芯片產(chǎn)生的熱量非常驚人,但是偏偏散熱面積又極為細小,結果溫度高于100℃是常有的事。
從上圖可以看到,為了排出這幾顆芯片的熱量,必須使用面積和體積巨大的散熱片,而有限的接觸面積不僅熱量傳遞速率慢,也容易在運輸途中磕壞脆弱的芯片表面。另一方面,巨大的散熱片甚至影響到輸入電容只能使用貼片電容,而貼片電容的容量一般都較小,對于大功耗顯卡而言濾波效能不佳。
那到底是否存在既有數(shù)字供電的先天優(yōu)勢,又有傳統(tǒng)電路較低成本和散熱容易的供電方案呢?答案是肯定的,這就是本文所要介紹的二代數(shù)字供電。這種數(shù)模混合的供電方式最早出現(xiàn)于主板,典型例子就是華碩最高端的玩家國度Rampage III Extreme和Rampage III Formula,均采用CHiL CHL8318數(shù)字PWM。
顯卡中也有采用CHiL CHL8318數(shù)字PWM的產(chǎn)品,比如索泰最近發(fā)布的GTX560Ti毀滅者,就是第一款采用二代數(shù)字供電的顯卡。
CHiL CHL8318是Chilsemi公司推出的最新款數(shù)字多相補償控制器,特別為高性能PC和游戲機設計,符合VRD 11.1標準,也是首款提供8相控制的數(shù)字電路控制器,在大多數(shù)負載范圍內提供90%以上的轉換效率,開關頻率可設定在200kHz到1MHz之間,而且PWM IC內置的ROM能使用GUI圖形界面修改參數(shù),可以更高效地調整電路。這種芯片1000片起訂,每片價格3.29美元。
從Chilsemi公司提供的官方規(guī)格書中可以看到,CHL8318數(shù)字PWM不僅擁有極高的轉換效率,還有著模擬或者傳統(tǒng)數(shù)字PWM所沒有的功能,包括定制的超高輸出電壓、動態(tài)相數(shù)控制以節(jié)省功耗、通過采集SMB總線數(shù)據(jù)以監(jiān)控每相負載電流。
使用CHL8318數(shù)字PWM可以為供電奠定良好的基礎,但最終供電效果必須依靠眾多被動元件的共同努力。二代數(shù)字供電的轉換效率大幅提升,但對MOS管和電感的要求卻不高,比如上面那款GTX560Ti毀滅者使用了索泰屢屢提及的8爪魚MOS,甚至連輔助散熱的散熱片都不需要,只是搭配大容量的富士通FP固態(tài)電容。
介紹了那么多二代數(shù)字供電的好處,那么它實際功用怎么樣呢?我們將GTX560Ti毀滅者超頻到900/1800/5000MHz,使用FurMark軟件進行超頻拷機烤機,再借助示波器監(jiān)控核心供電電路的輸出波形。
NVIDIA要求廠商GPU供電紋波最大不超過200mv,以保證顯卡穩(wěn)定運行。從上面的示波器截圖可以看到,在核心電壓設定為1.0V的狀態(tài)下,GTX560Ti毀滅者的實際紋波僅有77mv,遠遠低于NVIDIA的要求,證明了二代數(shù)字供電的實力。
性能如此強悍的二代數(shù)字供電自然只會用在奢華的發(fā)燒級別顯卡產(chǎn)品上,比如索泰就準備了更高端的GTX560Ti至尊版,搭配價值5美元的富士通頂級SuperML電容,默認核心頻率高達驚人的1GHz。
在GPU工藝越來越先進的今天,顯卡供電會變得電壓更低、電流更高。在當前供電每相提供30A電流的技術限制下,顯卡供電不僅要求相數(shù)要多,供電的效率和品質也很重要,不是單靠堆料就能解決的。二代數(shù)字供電就為非公版加強型顯卡的設計定下了更高的標準,也提供了更穩(wěn)定的基石。

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