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完美DX10!ATI新王者HD2900XT权威评测

 
第十一章\\第五节\\第三小节 最大电流输出、最高转换效率:
 
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 7颗VT1195SF MULTIPHASE芯片
 
    HD 2900XT上所用VT1195SF芯片单颗就可以提供40A的电流输出,这是目前为止显卡单项电源输出的最高纪录!6颗VT1195SF为R600核心输出高达240A电流(750MHz的R600电流一般只有大概120A左右,远低于此上限),即便是液氮极限超频,这个电流输出也是非常富裕的。上代X1950XTX用了4颗VT1115SF芯片,给R580核心提供4×30=120A电流。在HD 2900XT上面,核心供电电流正好翻了一倍!
 
    VT1195SF目前不仅创造了可输出电流值最高的纪录,而且内建了MOS和驱动电路,极大地减少了PCB面积占用。和以前的VT1105系列比较其封装由CSP53封装改变为QFN21封装,不仅保持了其散热和电气性能优良的特性而且极大的降低了检测和维修的难度(CSP封装和BGA一样Pin脚都掩藏在芯片下,不象QFN封装芯片的Pin脚是伸出来的,因此便于焊接和检测)。而传统MOS类元件相比在大电流下容易老化、精度下降甚至不稳定,VT1195SF不存在这个问题。

    除了超大电流之外,VT1195SF最明显的优势就在于这套芯片的损耗非常小,其开关频率达到了1.5MHz,内部阻抗仅为1mΩ,所以整体转换效率可高达89.3%!这里可以做一个简单对比,传统供电转换效率最高为70%,而且随着电流的增大和温度的升高下降很严重,X1900XTX的VT1105转换效率为80%,X1950XTX的VT1115转换效率为85%。在此基础上再提升5%谈何容易!

    R600核心3D模式下的工作电压是1.15V,假如通过电流为240A(实际上这个峰值电流可供2颗R600 CF了),那么实际需要的功率就是276W,90%的转换效率代表需要306W的电源功率,可如果是70%的普通PWM转换效率那么实际功率将攀升至394W,光是供电模块白白浪费的功率就高达90W,可见选择一个转换效率很高的电源模块对显卡的作用有多大。ATI不惜成本采用非常先进的供电模块,除了压缩PCB面积之外,另一大目的就是尽可能的降低无谓的功率消耗。

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 Pulse专为VT1195SF设计的配套电感,单颗可通过40A电流
 
    这是3个(相当于7个)带磁闭的贴片式电杆,左边的单颗能通过40A电流,中间一个为双胞胎、右边是四胞胎,可以看作是2/4颗并联电感,这样封装在一起的好处就是干扰更低,可以杜绝大电流通过时出现高频电流声的情况。
 
第十一章\\第五节\\第四小节 最大电流输出、最高转换效率:
 
    除了前面的主供电模块外(核心6+显存1),HD 2900XT还有1相额外的供电,专门给MVDDQ(显存IO)接口供电。
 
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    目前市面上大部分的显卡为了节省成本都省略了这部分供电,因为它可以共用显存的电源。按理说R600主供电模块的单独一颗VT1195SF的40A电流应付16颗显存供电已绰绰有余,但ATI为了让组成512Bit显存带宽的16颗显存具备更好的稳定性和超频性又额外使用了一颗CSP 75Pin封装的VT233芯片,此芯片将电源和MOSDET都整合进一颗芯片中,可提供的峰值电流为18A,连同前面的那颗VT1195SF我们可以算出R600的供电模块一共可以为显存提供58A的峰值电流,实际上一般每颗GDDR3显存才需要1A的电流(合计是16A),配合14层PCB和现代1.0ns的显存颗粒,HD 2900XT可以说是最具超频潜质的显卡!
 
第十一章\\第五节\\第五小节 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VT1195SF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HD 2900XT显卡上使用了一排排昂贵的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1.15V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HD 2900XT用了那么高档的MLCC仍然要多颗并联才能让ESR进一步降低。HD 2900XT使用的是村田制作所优品22UF 0805 X7RMLCC电容,成本自然非普通铝/钽固体电容可比!

第十一章\\第五节\\第六小节 辅助供电模块同样豪华无比

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 HD 2900XT也用了不少钽电容(黄豆状)

    在HD 2900XT 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HD 2900XT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!

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    很多用户奇怪:供电模块的正反两面,除了核心数字供电之外,还有三颗16V SANYO OSCON SVP聚合物电容,这种在别家高档卡上作为卖点炫耀的家伙在2900XT上仅仅沦落到最低档次的电容给8Pin和6Pin外接电源的的12V电流滤波所用(超大容量的MLCC电压很难做那么高,所以没法在此处使用),这里笔者实在不想再费口舌描述2900XT的用料了。

第十一章\\第五节\\供电小结:

    从HD 2900XT显卡身上,我们再一次感受到了ATI追求完美的显卡设计理念:最豪华的14层PCB、最优异的数字供电、电气性能较好的MLCC陶瓷电容、最大的电流输出和最高的转换效率。无论X1800XT、X1900XTX、X1950XTX还是HD 2900XT,ATI每一代产品都是当时来说登峰造极的显卡!

    当然为此ATI也付出了很大的代价,单单是一个全铜热管散热器,成本就要高达60美元,14层PCB以及数字供电的成本也远非竞争对手产品可比(8800GTS仅为10层)。令人难以置信的是,如此成本高昂的优异显卡上市价格仅为399美元(国内定价3299元,还附送DX10游戏大作),要低于8800GTS 640MB,据了解个别厂商的团购价格甚至仅和8800GTS 320MB相当,要知道其成本是要高于8800GTX的!

    如此巨大的价格反差让我们看到了ATI的厚道,以及竞争对手产品的暴利。对于高端用户来说,HD 2900XT不但做工用料完美、性能强大,而且价格十分合理,从各个方面来考虑的确是物超所值!而对于那些想打破超频世界纪录的玩家来说,14层PCB,最大可提供240A核心电流及40A显存电流的供电模块是他们攻破超频世界纪录的不二利器!

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