Железо

О сиcтеме питания видеокарт AMD Radeon R9 290/290X

Видеокарты AMD Radeon R9 290/290X с графическим процессором Hawaii выпущены еще в ноябре 2013 года, но до сих пор показывают неплохие результаты в майнинге на некоторых алгоритмах. Вполне логично, что при этом они потребляют намного больше энергии, чем современные видеокарты, так как их чипы созданы по уже устаревшему 28-нм процессу. В связи с большим аппетитом эти карты получили славу печек. Из-за больших токов, протекающих по цепям питания R9 290-х, в них часто случаются поломки.

Рассмотрим подробнее особенности работы цепей питания видеокарт AMD Radeon R9 290/290X. Рассматриваемая схемотехника полезна не только для владельцев/ремонтников таких карт, но и для других моделей. Похожие решения в той или иной степени используются в видеокартах AMD Radeon HD 7990, R9 280/280X, R9 390/390X, Fury, Pro WX 7100 и других.

Особенности цепей питания видеокарт AMD Radeon R9 290/290X на примере референсной платы производства Sapphire

Видеокарты AMD Radeon R9 290/290X с референсной платой (выпускались Sapphire, Powercolor и другими) имеют пять основных цепей питания и один ШИМ-контроллер:

  1. Питание контроллера видеопамяти GDDR5 — 1 фаза Vaux, подключена к линии +12 вольт от материнской платы;
  2. Цепь формирования напряжения чипов памяти +MVDD (VDDCI) — одна фаза на DirectFET-ах, запитана от разъема дополнительного питания +12 вольт;
  3. Фазы для видеопроцессора Core Voltage (5 фаз) на DirectFET-ах под управлением ШИМ IR3567B через драйвера драйверы CHiL CHL8510. Питаются от разъема дополнительного питания +12 вольт;
  4. Питание 0.95v контроллера линии PCI-Express, берет ток от материнской платы (райзера);
  5. Линейный преобразователь напряжения от материнской платы, формирующий питание 1.8 v для задающего генератора PLL на микросхеме APL5915.

Обратная сторона платы AMD Radeon R9 290/290X (выделена зона питания контроллера линии PCI-Express):

На передней части платы возле разъема доппитания расположены 6 фаз питания (пять — на GPU и одна — VDDCI), каждая из которых состоит из:

  • двух полевых транзисторов DirectFET (IRF6894 и IRF6811);
  • накопительного дросселя производства Coiltronics 1007R3-R15 (Imax=76A, 150nH);
  • пары твердотельных сглаживающих электролитических конденсаторов (820 мкф на 2,5 вольта);
  • блокировочных керамических конденсаторов и других деталей.

Фазы питания GPU, VDDCI, ШИМ-контроллер (справа внизу) видеокарт AMD Radeon R9 290/290X:

Полевые транзисторы Q503 (IR6894, нижнее плечо) и Q506 (IR6811, верхнее плечо) фазы питания видеопроцессора крупным планом:

Питание видеопроцессора (5 фаз, формирующих напряжение Vgpu) и MVDD (1 фаза) формируется под управлением ШИМ-контроллера IR3567B (может управлять 6+2 фазами):

Регулировка напряжения на GPU теоретически возможна в диапазоне от 0.00V до 1.55V (всего 255 возможных значений, частота ШИМ от 200kHz до 2MHz).

Драйверы фаз питания GPU — CHiL CHL8510 (5 штук) расположены на задней стороне печатной платы:

Фаза питания контроллера видеопамяти работает на 2-х ключевых транзисторах IR6894 (Q512, Q500) и одном IR6811 (Q513, high side) с накопительной индуктивностью Coiltronics 1505R1 (L500):

Драйвер CHiL CHL8510 фазы питания контроллера памяти расположен с обратной стороны платы:

Элементы, формирующие питание 0,95 вольт контроллера PCI-Express расположены с лицевой и обратной стороны платы/

Лицевая сторона (справа видно микросхему флеш-памяти PM25L010 на 1 Mbit):

Обратная сторона платы возле разъема PCI-E: (дроссель 1341CC, Q353 — NPN-транзистор MMBT3904 (маркировка на корпусе 1AM). Здесь также видна вторая микросхема EPROM-памяти PM25L0010:

Цоколевка n-p-n транзистора MMBT3904:

Линейный стабилизатор питания APL5915 формирует напряжение 0,95 вольт для PLL от слота PCI-E:

Проверка напряжений и сопротивлений по цепям питания видеокарт AMD Radeon R9 290/290X

Измерение напряжения (сопротивления у выключенной видеокарты) при проверке удобно производить на выводах дросселей:

  • L500 (память);
  • L700 (PLL);
  • L502 — L506 (VDDC);
  • L300 (контроллер линии PCI-Express).

Сопротивление на дросселе фазы питания памяти (VDDCI, Memory power) у выключенной карты должно быть порядка 110-200 Ом, напряжение на включенной — около 940-1100 мВ (до 1,5 вольта):

Напряжения фаз (сопротивления) VCore и VDDCI можно также измерять на плюсовых выводах электролитических конденсаторов с обратной стороны платы:

Измерение сопротивления на драйверах фаз питания сопряжено со сложностями из-за малой величины контактов микросхем.

Драйверы фаз питания GPU и памяти (щуп на микросхеме цепи формирования MVDD):

Сопротивление GPU по линиям питания всех 5 фаз должно быть порядка нескольких Ом:

Напряжение VDDC (вольтаж GPU VCore) у включенной карты AMD Radeon R9 290/290X — около 1-1,2 вольт.

Сопротивление на дросселе L500 (питание контроллера памяти VAux) относительно земли должно составлять примерно 30-50 Ом:

У включенной видеокарты здесь должно быть напряжение порядка 940 мВ.

Драйвер CH8510/IR3537 (U507) ключей фазы питания Aux находится с обратной стороны платы:

В этой цепи вместе с транзистором верхнего плеча и драйвером иногда сгорает резистор с нулевым сопротивлением R541:

Фаза питания контроллера линии PCI-Express должна иметь сопротивление порядка 250-300 Om (напряжение во включенном состоянии — порядка 950 мВ):

Сопротивление на мкросхеме флеш-памяти относительно земли должно быть порядка 360 Ом:

Сопротивление на LDO APL5915 (четвертый вывод) должно быть порядка 200-250 Ом:

Напряжение Vout на выходе этого преобразователя (питание тактового генератора) у работающей карты должно быть равно 1,8 вольт. Этот преобразователь может выйти из строя если видеокарту включить через райзер в слот PCI-E, неправильно вставив коннектор.

Кроме того, нужно проверить:

  • сопротивление на разъеме PCI-E по цепи питания +3,3 вольта (должно быть порядка 160 Ом) и (здесь же) вольтаж +12 v (не должно быть КЗ/обрыва);
  • формирование напряжение 5 вольт для ШИМ-контроллера VRM.

Измерение напряжения +5 вольт для контроллера VRM на линейном стабилизаторе 78M05G:

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