顯示卡結構剖析

2021-03-04 03:59:28 字數 1730 閱讀 3949

原創顯示卡知識普及貼,顯示卡每個元件的作用

相信我們經常看到測試所說到,某某顯示卡使用了豪華的幾相供電,每相採用了多少個容量的多少電壓的電容,多少針腳的mos管,什麼材質的電感等等。看著感覺超好,就是不知道有什麼用的,其實每乙個原件在顯示卡之中的用途都非常重要,下邊就乙個乙個的細說他們在電路中的作用。

圖001

下邊是一塊geforce gtx560關羽版,光從表面上看,似乎真的看不出其所以然,但原件布置很有規律,電容一列,mos管三列,電感一列,又有一列電感。看著非常有規律性。而視訊記憶體顆粒圍繞核心布置,合共8個視訊記憶體整整有序。

圖002

再仔細觀察一下其中的規律,會發現,若干個電容,電感,mos管會組成一行。而其餘的五行是相類似的,其實這就像乙個配方,幾個元件搭配使用即可組合成所需要的功能,而這每一組由兩個電容,三個mos管,乙個電感所組成的供電部分,稱之為一相完整的供電。其組成可提供一路完整的電路輸出。

圖003

為了更加的容易明白,我畫了一副電壓流經的圖,首先電壓從兩個入口進入,然後到達輸入濾波,再進入pwm和開關組成的控制電路降低電壓。再到電感,再到輸出濾波,然後直達核心。

圖004

分別是pcie的供電和附加介面的供電,考慮到560這款顯示卡功耗並不低,因此採用了兩個6pin介面,其實6pin介面是由3條12v的線材組成的,一般來說12v配18w的線材的話,一條線可提供7.5a左右的電流,而乙個6pin介面有3條12v,合計約22.5的供電,當然這是理論數值。

除此之外,pcie也會提供75w的供電支援。我們可以看到,在箭頭方向,6pin的供電直接引到了最邊邊的一排電容上,且pcb的銅箔比較厚,可見其承受電流比較大。

圖005

這就是第一排的輸入濾波電容,從型號上可以看到是fp也就是鼎鼎大名的富士康電容,270uf 16v,作為第一道工序,輸入濾波電容的作用是對電源所提供的12v電進行過濾,電容直接安裝在電源的正負極之間,以濾除直流電源中的交流部分,提公升直流的波紋穩定性。

圖006

經過第一道工序後,直流電的質量有了提公升後,進入了供電的很重要的環節,我們都知道,核心的工作電壓是很低的,如gtx560這個核心,實際工作電壓也就是0.9v-1.2v之間。

因而從12v縮小12倍,這個過程,就是通過下邊的幾個元件組成的:pwm(pulse width modulation)脈衝寬度調製器和至少兩個的mos(mosfet)場感應管組成。pwm通過控制mos管的開關,形成一波一波的脈衝電壓,通過對脈衝電壓的頻率調節,即可調節出所需要的電壓。

圖007

我們可以看到,上橋的mos管為1個,下橋的mos管為2個。這是什麼道理呢?其實很簡單,上橋和下橋的工作是不同步的,到了下橋,電壓下降了,電流提公升了許多,mos管所需要的效能就要提公升很多,因而下橋採用了兩個mos管的設計。

而調節電壓需要不停地開關控制mos管,這個過程mos管的發熱是非常恐怖的,而so8,俗稱的八爪魚內阻比較低,因而發熱量也相應低,大家知道八爪魚的作用了吧。

圖008

這就是傳說中的pwm,安森美的ncp5395t。

圖009

經過mos管電壓調節後,到達了電感處了,我們剛才說過,在經過pwm和mos管的電壓調節後,電壓雖然低了,不過形成了一波一波的脈衝電流,這個時候電流並不穩定,直接給核心很容易掛掉,因而必須要經過電感和電容進行處理,電感就像乙個儲水池,把脈衝電流儲存到電感裡邊後,再放出,由於有水池的穩定作用,出來的電流就相對較為穩定,而不是進去時候的脈衝狀。

圖010

最後乙個工序和第乙個工序是類似的,電容再次濾波。

圖011

然後經過視訊記憶體旁邊的大通路,爽快的輸送到核心處。

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