【正文】 態(tài)電容，比如擊穿、高溫?zé)龤У?。從產(chǎn)品本身來(lái)說(shuō)，無(wú)論是固態(tài)電容還是液態(tài)電容，只要能滿足板卡的使用需求，滿足電路的設(shè)計(jì)需求即可，本身過(guò)于追求固態(tài)還是液態(tài)，實(shí)際意義并不大。小黃豆不神秘，方形顆粒也常見(jiàn)在板卡的應(yīng)用中，除了鋁電解電容外，還有兩類(lèi)電容值得我們特別注意，那就是鉭電容和陶瓷電容。我們經(jīng)常在高端顯卡上看到鉭電容，因此它也被認(rèn)識(shí)是高端產(chǎn)品的象征，但事實(shí)是否如此呢？顯卡上的鉭電容在前面我們?cè)岬竭^(guò)鉭電容也是電解電容的一種，它的陽(yáng)極是鉭粉，陰極可以是二氧化錳，也可以是有機(jī)高分子聚合物或其它一些導(dǎo)電物質(zhì)，介質(zhì)則是五氧化二鉭。說(shuō)起鉭電容，人們總是想到它優(yōu)異的特性，比如性能出色、工作溫度范圍寬、單位體積電容大等等。但鉭電容也有它的劣勢(shì)，比如耐壓值較低、價(jià)格偏貴，還有抗浪涌性能較差。因此，鉭電容并不適合應(yīng)用在大電流和高電壓的場(chǎng)合，因此它往往出現(xiàn)在CPU附近以及供電電路的低電壓部分。另外，一些二氧化錳鉭電容對(duì)極性要求特別嚴(yán)格，如果極性接反，甚至?xí)l(fā)劇烈的燒毀、爆炸反應(yīng)。鉭電容的自修復(fù)能力說(shuō)起鉭電容，它還有一個(gè)特別優(yōu)異的性能—自修復(fù)。從電容的原理我們可以知道，如果電容的介質(zhì)出了問(wèn)題，陰陽(yáng)極導(dǎo)通了，那么電容就基本報(bào)廢，甚至?xí)?duì)電路造成毀滅性的影響。而鉭電容在工作中，一旦發(fā)現(xiàn)某處的氧化膜有瑕疵，出現(xiàn)漏電等現(xiàn)象，它就會(huì)自動(dòng)修復(fù)氧化膜，恢復(fù)它應(yīng)有的絕緣能力。這種獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，正是鉭電容維持長(zhǎng)壽命和高可靠性的原因之一。由于鉭電容價(jià)格高、數(shù)量少，常常又以黃色、黑色外觀出現(xiàn)，因此被玩家昵稱(chēng)為“小黃豆”、“小黑豆”。那么反過(guò)來(lái)，是不是“小黃豆”、“小黑豆”就一定是鉭電容呢？實(shí)際上一些鋁電解電容也能封裝成“小黃豆”、“小黑豆”，外觀和鉭電容一模一樣。單憑外觀是無(wú)法分辨兩者差異的。因此不能只憑借“長(zhǎng)得像”就一定說(shuō)“小黃豆”、“小黑豆”是鉭電容。陶瓷電容由于容值較小，因此往往需要數(shù)個(gè)在一起并聯(lián)使用。除了鉭電容之外，另一種被玩家所熟知的就是陶瓷電容。我們常常在CPU底座內(nèi)、CPU背面以及采用數(shù)字供電的顯卡供電部分看到大量陶瓷電容的身影。陶瓷電容采用高介電常數(shù)(通俗地說(shuō)就是極難導(dǎo)電)的電容器陶瓷(常見(jiàn)的有一氧化鈦、碳酸鋇等)作為介質(zhì)，并將介質(zhì)制成長(zhǎng)方形、圓盤(pán)形片狀，在片狀兩邊鍍上銀作為陰陽(yáng)極的一種電容。陶瓷電容有特別優(yōu)秀的高頻性能，能工作在非常高的頻率下，因此常常被用于頻率較高的場(chǎng)合。陶瓷電容的電氣性能也不錯(cuò)，耐高低溫，性能穩(wěn)定，但容量很小，常常要并聯(lián)許多電容才能達(dá)到電路要求。本期看點(diǎn)，是儲(chǔ)存電荷的容器，它能隔斷直流，導(dǎo)通交流，是板卡上最重要的電器元件之一。，外形獨(dú)特，但并不是所有外形類(lèi)似的電容都是鉭電容。淺析顯卡供電的方方面面在上期，我們向大家介紹了主板供電的原理、設(shè)計(jì)以及用料等內(nèi)容。顯卡，作為電腦中另外一個(gè)高功耗部件，在供電方面也有獨(dú)特的需求。特別是頂級(jí)顯卡，往往采用數(shù)字供電來(lái)滿足需要。那么，顯卡的供電設(shè)計(jì)又有何特點(diǎn)呢？目前高端顯卡采用的數(shù)字供電和傳統(tǒng)的模擬供電又有哪些不一樣的地方呢？說(shuō)起供電，由于在設(shè)計(jì)上已經(jīng)非常成熟，因此顯卡和主板的供電設(shè)計(jì)從原理到實(shí)踐都基本相同。我們已經(jīng)在上一期為大家介紹了主板供電特別是模擬PWM供電的內(nèi)容。在本文中，類(lèi)似內(nèi)容將不再過(guò)多介紹，我們將重點(diǎn)向大家介紹顯卡上使用的供電方案的特點(diǎn)以及數(shù)字供電的相關(guān)內(nèi)容。本是同根生，技術(shù)是一體—顯卡供電和主板供電供電的目的是什么？當(dāng)然是為了滿足CPU或者GPU等部件的工作需求。沒(méi)錯(cuò)，無(wú)論主板還是顯卡，供電部分的存在，都是為了將外部電壓較高、甚至不夠平穩(wěn)的外接供電，通過(guò)供電部分的轉(zhuǎn)化，成為最終能滿足CPU和GPU電壓和電流需求的，能夠放心使用的純凈、穩(wěn)定的電流。打個(gè)比方來(lái)說(shuō)，供電部分就像自來(lái)水廠，它能夠?qū)⒉粔蚋蓛?、衛(wèi)生的河水、湖水，處理成能夠供千家萬(wàn)戶安全使用的自來(lái)水。相比目前依舊需要改革、發(fā)展的自來(lái)水處理技術(shù)而言，主板和顯卡的供電技術(shù)顯得更為成熟。目前我們可以看到，諸如線性供電、多相模擬供電以及數(shù)字供電等供電方式都成功應(yīng)用在主板、顯卡上。直到今天，我們還能在一些低檔顯卡上看到線性供電設(shè)計(jì)，而多相模擬供電早已遍地開(kāi)花，成為主流顯卡的標(biāo)準(zhǔn)配備。至于部分高端顯卡和頂級(jí)顯卡，早已開(kāi)始采用數(shù)字供電設(shè)計(jì)。目前大部分顯卡依舊采用模擬供電方式，和主板模擬供電設(shè)計(jì)基本相同需要特別說(shuō)明的是，顯卡和主板的供電設(shè)計(jì)原理是完全相同的。比如顯卡上的多相模擬供電方案，核心依舊是PWM芯片。我們上一期向大家介紹過(guò)的所有原理和考察方法在顯卡上依舊適用。諸如“實(shí)際供電相數(shù)小于等于PWM芯片可控制相數(shù)”等判斷方法，依舊是分析和查看顯卡供電設(shè)計(jì)的重要手段。雖然主板和顯卡的絕大部分供電設(shè)計(jì)原理完全相同，但由于顯卡和主板本身的特性使然，因此這兩種產(chǎn)品的供電設(shè)計(jì)還是有些許差異。比如顯卡供電部分的料件往往較主板同類(lèi)元件更小，一些產(chǎn)品為了滿足諸如產(chǎn)品體積(追求“單槽”)、散熱器搭配、外觀設(shè)計(jì)等多方面的因素，經(jīng)常會(huì)采用一些“小矮子”、“小體積”甚至“異形”的元件。顯卡PCB面積狹小，元件布置比較緊湊另外，由于目前頂級(jí)顯卡芯片的功耗越來(lái)越高，而顯卡又不像主板那樣可以擁有廣泛的布線空間，最大供電相數(shù)肯定受到制約，因此廠商往往會(huì)采用性能更出色的料件，提高每一相供電的最大電流通過(guò)能力，或者干脆采用不同于常規(guī)的“異形”P(pán)CB，來(lái)增大PCB面積以布置更多的元件。CPU超頻更容易達(dá)到高頻，對(duì)供電的要求也更高。而顯卡由于受到最高頻率、散熱、PCB板型等諸多限制，超頻幅度普遍不像CPU動(dòng)輒50%那樣巨大，因此在供電設(shè)計(jì)上預(yù)留幅度一般不會(huì)太多。工作不平衡，效率有差距—模擬供電的問(wèn)題接下來(lái)，我們一起來(lái)看看目前比較常見(jiàn)的模擬供電設(shè)計(jì)方案和數(shù)字供電設(shè)計(jì)方案有何不同。我們依舊用自來(lái)水廠來(lái)對(duì)供電設(shè)計(jì)做比喻。很多用戶可能遇到過(guò)這樣的問(wèn)題：一棟住宅樓，當(dāng)某戶將所有的水龍頭開(kāi)至最大時(shí)，其他家特別是高層住戶就會(huì)遇到水壓力不足的問(wèn)題，直接導(dǎo)致“來(lái)水少”，甚至完全沒(méi)水。這種情況和模擬供電系統(tǒng)比較類(lèi)似，模擬供電系統(tǒng)中的各相負(fù)載不一定是相同的。就像住戶家的自來(lái)水一樣，有些相負(fù)載高，有些相負(fù)載低，這樣就影響了工作效率。模擬PWM芯片無(wú)法偵測(cè)每相電路運(yùn)行情況從長(zhǎng)期的使用和測(cè)試來(lái)看，由于模擬PWM芯片本身工作頻率不高，再加上負(fù)載不平衡、元件本身內(nèi)阻等原因，供電效率只能達(dá)到70%～80%，剩余的能量都被轉(zhuǎn)化為熱量散發(fā)了。另外，模擬供電模塊不能特別精確地控制供電的電壓和電流。一般模擬供電模塊給出的電壓和電流都是范圍值，比如GPU要求1V電壓，～，不夠精確的電壓為超頻以及高頻率的運(yùn)行帶來(lái)了麻煩。優(yōu)劣都明顯，無(wú)需太崇拜—數(shù)字供電的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)說(shuō)起數(shù)字供電(其實(shí)這個(gè)叫法并不足夠準(zhǔn)確)，無(wú)論是傳統(tǒng)的模擬供電，還是所謂的數(shù)字供電，其本質(zhì)的區(qū)別在于對(duì)電流模擬調(diào)整方式上的不同，但工作原理是完全相同的。數(shù)字供電模塊所采用的數(shù)字式PWM芯片本身?yè)碛休^高的工作頻率，能夠?qū)γ恳幌喙╇婋娐愤M(jìn)行偵測(cè)和調(diào)節(jié)。數(shù)字供電系統(tǒng)在采用排感等集約化元件的同時(shí)，也加重了散熱負(fù)擔(dān)，圖為Radeon HD 4890公版顯卡的供電模塊，元器件比較密集。正如上文的例子，自來(lái)水廠是無(wú)法控制每戶人家如何用水的，這會(huì)造成用水不均衡。我們假設(shè)自來(lái)水廠可以控制每家住戶的水龍頭，可以調(diào)控每家平均輸出多少水量，那么就不會(huì)出現(xiàn)這種供水不平衡的問(wèn)題。數(shù)字供電模塊正是這樣，它會(huì)主動(dòng)去探測(cè)每相供電的工作情況，并精確控制輸出的電壓、電流以及每相的負(fù)載平衡。再加上數(shù)字供電工作頻率更高、相應(yīng)輔助用料都為高頻率優(yōu)化(例如放棄難以在高頻率下工作的電解電容，轉(zhuǎn)而使用陶瓷電容)等原因，數(shù)字供電模塊在響應(yīng)時(shí)間(遠(yuǎn)快于模擬供電)、控制精度(極為接近所需數(shù)值，偏移程度極小)以及供電效率(超過(guò)90%，比模擬供電高出10%～20%)上都要超出模擬供電模塊。數(shù)字供電對(duì)電壓、電流偵測(cè)較為精確，圖為GeForce GTX 260+ P651版本的數(shù)字供電部分，并沒(méi)有采用連排電感。不過(guò)數(shù)字供電模塊并非無(wú)懈可擊，最明顯的劣勢(shì)就是價(jià)格過(guò)于高昂。數(shù)字供電所采用的數(shù)字式PWM、連排電感和特殊的MOSFET的成本都比普通模擬式供電的料件高很多，因此我們往往只能在千元級(jí)別以上的顯卡上才能看到數(shù)字供電。其次，數(shù)字供電由于集約化程度高，不可避免地帶來(lái)了熱量集聚效應(yīng)，特別是排感和MOSFET的溫度頗高，甚至常常突破100℃，相比模擬供電的60℃～80℃高出不少。這種問(wèn)題在超頻后更為嚴(yán)重，高發(fā)熱甚至影響周邊元件，反而成為進(jìn)一步超頻的阻礙。因此一些喜歡改裝公版顯卡散熱器的用戶一定要注意，在更換了原廠的供電、核心、顯存一體化的散熱設(shè)備后，一定要注意對(duì)數(shù)字供電部分特別是排感和MOSFET的散熱，避免出現(xiàn)燒毀供電部分的問(wèn)題。如何判斷顯卡采用數(shù)字供電還是模擬供電？正如我們?cè)谏掀谒f(shuō)那樣，PWM芯片是供電模塊的靈魂，因此PWM芯片成為判斷顯卡采用數(shù)字供電還是模擬供電的關(guān)鍵依據(jù)。只要PWM芯片是數(shù)字式的，那么顯卡就采用的是數(shù)字供電，周邊輔助料件肯定會(huì)采用相適應(yīng)的元件以發(fā)揮PWM芯片的性能。反之，PWM芯片不是數(shù)字式的，那么顯卡就采用的是模擬供電設(shè)計(jì)。排感？數(shù)字式PWM？從用料識(shí)別數(shù)字供電數(shù)字供電在用料上和模擬供電有著明顯的差別。比如使用了數(shù)字供電的顯卡往往很少看到大量直立的電解電容，也沒(méi)有一個(gè)一個(gè)小方塊式的電感，MOSFET也變得更為小巧。的確，多相式連排電感、陶瓷電容以及特殊封裝的MOSEFT的應(yīng)用讓數(shù)字供電模塊變得更為精致、占地面積更少。從外觀看，這成為了數(shù)字供電和模擬供電最大的不同。無(wú)論是數(shù)字供電還是模擬供電，核心依舊是PWM芯片。圖為數(shù)字式供電PWM芯片但實(shí)際上，數(shù)字供電依舊是以PWM芯片為核心。周邊的輔助元件僅僅是為了配合PWM芯片而存在。數(shù)字供電之所以使用類(lèi)似于排感、陶瓷電容等元件，主要是由于傳統(tǒng)的電解電容、普通電感難以在高頻率下工作。也就是說(shuō)，只要元件合乎數(shù)字供電的工作需求，都可以應(yīng)用在數(shù)字供電上。因此電容和電感的外觀并不能成為判斷一款顯卡是否采用數(shù)字供電的標(biāo)準(zhǔn)，最重要的還是PWM芯片。最典型的例子是GeForce GTX 260+顯卡，公版P651設(shè)計(jì)就采用了數(shù)字供電，但并未使用排感等數(shù)字供電的“特色元件”。實(shí)際上排感也無(wú)太多神秘之處，從制造的角度來(lái)看，它僅僅是將多顆分離式的電感在制造過(guò)程中按照一定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)整體鑄造在一起，并在用料上給予優(yōu)化，能夠響應(yīng)更高頻率的運(yùn)行速度，普通分離式的電感也完全可以做到這一點(diǎn)。本期看點(diǎn)，只是在用料上可能由于PCB和板型等原因存在差異化的現(xiàn)象。，只是在控制部分和偵測(cè)部分采用了數(shù)字式，更靈敏更準(zhǔn)確。，連排電感和MOSFET可以作為參考依據(jù)，但主要依據(jù)依舊是數(shù)字式PWM芯片。32 / 32