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双核对抗四芯!ATI新旗舰1950XTX测试

    X1900XTX显卡的性能本身就非常强悍,但令人遗憾的是功耗非常恐怖,散热器噪音较大,为此ATI在X1950XTX显卡上面花了很大的功夫来能缓解这两大缺陷。前面已经介绍过X1950XTX使用了新版散热器,温度和噪音控制的相当出色,那么ATI如何做到降低显卡功耗呢?这还得从显卡的供电说起!

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 X1950XTX和X1900XTX的PCB有哪些不同?

    X1950XTX的PCB版型看上去和X1900XTX非常相似,实际上ATI是重新开发了新的PCB,重点就在于对供电模块做出了改进,以便降低显卡的整体功率!

增强的供电模块,转换效率更高:

    ATI在X1800和X1900系列显卡上使用了VOLTERRA的MULTIPHASE优异供电方案和使用最好的板卡电容——多层陶瓷电容(MLCC)配合优质的坦电容,配置豪华做工精良:
 
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 X1900XTX、X1800XT和X1800XL的供电模块
 
    上面的三块显卡虽然核心供电模块的相数不同,但供电模块的用料和结构是完全相同的。X1950XTX的供电模块的元件分布看似与前三者区别不大,但供电模块的核心元件进行了重大调整。
 
    首先最明显的就是六个带磁闭的贴片式电杆(Pulse),每个都能通过30A的大电流,这六个电感其实分两组,上面两个是一组规格相同,下面四个是一组,他们分别为显存和GPU独立供电:
 
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    如上图所示,1号位置的长条形芯片就是给GPU供电的主控芯片,VOLTERRA的VT1115MF,采用了SOP封装40Pin,它能够控制多项回路

    2号位置的4项供电模块,是4个电感搭配相同的4颗VT1115SF,这种芯片采用了CSP 53Pin封装,它们在1号位置VT1115MF主控芯片的支配下每个提供30A电流,这样4路并联就是120A。而X1900XTX显卡使用了5个较早的VT1105芯片,总共25×5=125A电流。因此X1950XTX虽然少了一相供电,实际输出功率是基本相同的,而预留的一相空位则可以在必要时将X1950XTX的供电能力再提高30A!

    3号位置的两组模块(两个小芯片各自对应一个电感)并不相同,但它们都是给GDDR4显存供电。靠上的VT233是主控芯片,CSP封装62Pin,它是控制芯片也提供电流输出,因此芯片面积和针脚也比较多,VT233能提供12A电流。较小的VT232为CSP封装41Pin,提供8A电流输出,两路并联可以给显存输出20A电流。

    X1950XTX的供电模块设计非常复杂,除了六个磁闭电杆和整齐排列的陶瓷电容比较显眼之外,隐藏在条形散热片下面的六颗控制芯片都集成了MOS,构成了六相供电回路,其中显存两相、GPU可以根据自身功率删减模块,X1950XTX用了四项。那么这种复杂的供电回路有什么优势呢?

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    VT1115SF是CSP封装,所以电气特性好,散热效率高,条形散热器依靠涡轮风扇的少量进风就能很好的完成散热。

    VT1115SF内建MOS和驱动电路,所以散热好可以通过大电流,而且是数字式,可以避免MOS这类传统模力元件长期工作在大电流下,老化以及精度下降的缺点。

    当然最明显的优势就在于这套芯片的损耗非常小,整体转换效率高。X1950XTX的VT1115最大可以提供150A电流,效率前可以达到85%;7950GX2上的简单双路PWM可以分别提供的60A电流,转换效率只有70%;X1900XTX的VT1105在120A输出的情况下转换效率达到了80%。

GDDR4显存真省电!X1950XTX功耗不高

 X1950XTX的功率比X1900XTX低了整整22W!

    得益于全新设计的供电模块,X1950XTX得电流转换效率比X1900XTX提高不少,因此总功率得到了较为明显的下降,据测试功率下降了22W之多,比7950GX2更省电!

多层陶瓷电容(MLCC),优异做工与用料

    通过前面的分析我们知道供电模块的VT1115主控芯片拥有很高的转换效率,这种高效率主要依靠的是高达1.5MHz的开关频率,在如此高的频率下普通的铝电解电容无法满足要求,而更高级的钽电解(包括聚合物)电容,在开关频率高于1MHz的情况下,电气性能会大为下降(普通显卡所使用的PWM开关频率为300KHz左右)。

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 PCB上C打头、整齐排列的棕色颗粒都是陶瓷电容

    所以在X1800/1900/1950显卡的供电模块看不到任何的普通直立电容和钽电容,而只能看到一排排昂贵的MLCC(多层陶瓷电容)。MLCC被广泛的用在军用雷达、电子干扰发射机等高精密电子设备之上,近年来被高频率的CPU所采用(Intel CPU背面就有很多MLCC),因为MLCC能够在很高的频率下工作,而且拥有极强的抗干扰能力。MLCC的上限工作频率可以高达100GHz以上,而铝/钽电容工作频率还没有高于1MHz的!

    MLCC的另一个优势就是ESR值(等效串联电阻)特别小,大家认为优品的SANYO OSCON电容拥有最小的ESR值(一般此时电容值高达1500uF以上) 都在10毫欧姆左右,而MLCC(22UF)很轻易达到1毫欧姆以内,可以说不是一个级别,正是MLCC的这些优品特性奠定了它电容之王的地位!

    ESR值是一个非常重要的电容参数,比如即使1毫欧姆乘以100A的电流=0.1V,而显卡的核心工作电压只有1.3V左右,显存在1.8V左右,细微的电压波动可以直接造成死机或花屏!即使1950XTX用了那么高档的MLCC仍然要多颗并联才能让ESR进一步降低。X1950XTX使用的是优品22UF 0805 X7RMLCC电容,成本自然非普通铝/钽固体电容可比!

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 X1950XTX也用了不少钽电容(黄豆状)

    在X1950XT PCB背面和输出部分,也使用了不少钽电解电容,这些电容与核心、显存两个耗电大户无关,主要给一些小PWM滤波,这些PWM负责风扇和辅助芯片的供电。X800系列和7800/7900的主供电模块依靠钽电容滤波,而X1950XTX竟然用钽电容给风扇和小芯片供电,ATI高端显卡奢华的做工和不惜工本的用料可见一斑!

小结:

    X1950XTX是ATI新的旗舰级产品,从她身上再次看出了ATI豪华的用料和优秀的设计做工。单单是一个全铜热管散热器,成本就要高达50美金左右;首次采用GDDR4显存也让ATI重新设计了复杂的PCB;12层PCB和最优秀的供电模块搭配密密麻麻的陶瓷电容,完美的做工令人无可挑剔!

    令人难以置信的是,这款成本高昂的优异显卡上市价格仅为449美元(国内低于3999元),这个售价非常厚道,要低于NVIDIA的7950GX2,仅和7900GTX相当,要知道即便是双核的7950GX2,其成本也要远低于X1950XTX!

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