显卡帝为您详解 何为显卡二代数字供电

中关村在线
作者:中关村在线 唐磊
编辑为您详细解读:何为二代数字供电
最近些年,显卡采用数字供电方案的设计越来越多,但是我们消费者对数字供电这一概念并非完全了解。其实所谓的数字供电准确的称谓是“集成化数控供电模块”,指控制电源的PWM芯片采用了数字式处理技术,用数字芯片来对整个模拟电路进行管理。显卡供电电路的责任即是为GPU正常工作提供稳定可靠的电力支援。我们在评价一款显卡的供电设计时,主要有三大指标:其一、最大输出功率;其二、输出品质;其三、转换效率。
第一款采用数字供电的居然是2004年发布的6800 Ultra
令我们惊讶的是民用显卡历史上首次采用数字供电竟然是2004年发布的6800 Ultra,随后ATI也及时跟进,直到现在的HD6970也在采用数字供电系统。数字供电的优势很明显:输出纹波、转换效率、瞬态响应、占用面积等诸多方面。成也萧何败也萧何,以当前市面最主流的Volterra方案为例,由于采用的VT1157SF从控芯片整合4颗MOS和Driver,当显卡超频使用时, 高度集成的从控芯片产生的热量非常惊人且散热面积又十分细小,其零件温度高于100摄氏度是平常的事。
那么是否有既秉承数字供电的先天优势,又发扬传统电路低成本,同时又能有效控制散热的折中方案了?答案是肯定的,这即是本文所要介绍的第二代数字供电技术。
CHiL CHL8318 数字PWM
其实数模混合供电设计方案最早出现在主板上,典型的例子即华硕的玩家国度Rampage III Extreme和Rampage III Formula主板,它们都是采用的CHiL CHL8318 数字PWM。而显卡也有采用CHiL CHL8318 数字PWM的产品,例如说索泰最近发布的GTX560Ti毁灭者显卡,这也是迄今为止第一款采用第二代数字供电的产品。
数字多相补偿控制器CHL8318:为Chilsemi公司推出的VRD 11.1标准之最新产品,特别为游戏机及高性能台式电脑应用所设计,是首款提供8相控制的数字电路控制器,在大多数负载范围内提供超过90%的转换效率。开关频率可设定在200kHz到1MHz之间。PWM IC内置的ROM能使用GUI界面修改参数,以达到更高效的电路调整。CHL8318使用高速ADC从而提供大于2000A/us的极快速瞬时值。1000片起订,每片$3.29。
Chilsemi公司提供的官方规格书
从上图我们可以看到:CHL8318 数字PWM不仅拥有很高的转换效率,还拥有些特殊功能:定制超高输出电压、动态相数控制以节省功耗、通过采集SMB总线数据以监控每相负载电流等。
显卡使用了8爪鱼MOS
虽然第二代供电设计在转换效率上大幅度提升,但对MOS管和电感的要求并不算太高。上图中所采用的8爪鱼MOS,甚至连辅助散热片都不需要,搭配大容量的富士通FP固态电容即可。
通过超频下烤机测试,再利用示波器监控核心供电电路的输出波形检验实际功用
显卡供电纹波仅有77mv
从上图我们可以清楚的看到显卡的纹波仅有77mv,远远低于英伟达对厂商GPU供电纹波200mv稳定运行的标准线,从而为显卡在超频时提供了稳定可靠的电力供给。
某品牌GTX560Ti显卡PCB
在显卡GPU工艺越来越先进的今天,显卡对供电系统的要求越来越高,并且更加注重供电的效率和品质。索泰作为英伟达最核心的合作伙伴之一,在非公版设计以及显卡供电设计上一直走在前列,此次在GTX560 Ti上率先引入第二代数字供电技术,为非公版加强型显卡的设计定下了较高的标准。