Железо

Как работает VRM на видеокартах на примере GeForce GTX 1080

В статье «Как работает VRM материнских плат» рассматривались особенности многофазных цепей питания материнских плат.

У видеокарт используется схожая схемотехника фаз питания. В данной статье рассматриваются базовые особенности функционирования VRM на примере видеокарт Nvidia GeForce GTX 1080.

Например, на видеокарте EVGA’s 1080 FTW Hybrid используется 10 виртуальных фаз питания GPU vCore VRM (5 реальных с удвоителями), 2 фазы на VRM памяти GDDR5X и по одной на PLL и 1,8 V AUX (также для памяти):

VRM GPU и памяти GDDR5X у EVGA GeForce GTX 1080 Founders Edition:

У видеокарты EVGA GeForce GTX 1080 Founders Edition работа 5 (реальных) фаз графического процессора GPU с удвоенным количеством силовых элементов управляется 8-фазным ШИМ-контроллером uP9511P производства компании uPI Semiconductor (находиться на обратной стороне платы):

Схема фазы питания, управляемой GPU power-контроллером uP9511P:

Каждая фаза питания обеспечивает работу GPU на токах достигающих 25 ампер, так как внутреннее сопротивление чипа GP104 равно всего 0.09-0.12 Ohm.

Электронные элементы фазы питания видеокарт EVGA GeForce GTX 1080/1070 FE:

Каждая из фаз питания EVGA GTX 1080 FE включает:

  • двухканальные силовые NFET-транзисторы NTMFD4C85N (в корпусе SO8FL):

  • драйвер 53603A:

  • проволочный дроссель R22 на 220 нГн с рабочим током до 35 ампер и два выходных конденсатора на 470 мкф:

Мониторинг напряжения осуществляется трехканальной микросхемой Texas Instruments INA3221 по значениям вольтажа, тока и потребляемой мощности со входа +12VDC. Замер производится с помощью шунтирующих резисторов RS1, RS2, RS3, которые находятся поблизости к разъему питания видеокарты.

Микросхема INA3221 контроля U=12 V, Iвх, Pпотр. (справа внизу) и шунтирующий резистор RS2 одного из контрольных каналов номиналом 5 МО (черного цвета):

Memory VRM EVGA GTX 1080 FE состоит из одной фазы, аналогичной цепям питания GPU:

Напряжение на выходе фазы питания для восьми чипов памяти GDDR5X отрегулировано на 1,35 вольт.

Цепь PLL Voltage управляется ШИМ-кой UP1628Q в корпусе DFN.

Элементы цепи питания +1,8 вольт для памяти GDDR5X:

Номинальные напряжения и сопротивления по линиям NVVDD, FBVDD, PEX и MEMPLL у видеокарты EVGA GeForce GTX 1080 Founders Edition:

Voltage rail Сопротивление Номинальное напряжение
NVVDD 80-250 milliΩ 0.64 VDC — 1.21VDC
FBVDD ~97 Ω 1.35 VDC
PEX ~44 Ω 1.02 VDC
MEMPLL ~450 Ω 1.80 VDC

Качественное напряжение GPU core voltage обеспечивает более стабильную работу видеокарты в режиме разгона.

Поэтому при выборе видеокарт стоит обращать внимание на наличие как можно большего количества фаз VRM видеокарты, а также исправность выходных конденсаторов в каждой из них. В случае выхода из строя одного из конденсаторов фаз видеокарта будет продолжать работать, но ее разгонный потенциал значительно снизиться. Подобный случай рассматривается в статье «Устранение типичной неисправности в цепи питания Sapphire Radeon RX400/500-й серий». Для улучшения разгонного потенциала видеокарт иногда практикуется установка дополнительных фильтрующих конденсаторов на выходе каждой фазы. Это улучшает устойчивость работы GPU, что положительно сказывается на возможностях разгона.

Leave a Reply

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Chinese (Traditional) ZH-TW English EN French FR German DE Russian RU Spanish ES