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四大设计拷问!定制版260+研发深度大揭秘
2009-02-17 16:50:12  作者:D3D 编辑:D3D     评论(0)点击可以复制本篇文章的标题和链接

08年的经济动荡阵痛了中国的IT市场,09年的动荡更是一个未知数。回顾08年的DIY硬件市场,显卡领域,高端产品的竞争慢慢凸显,尤其是在08年下半年。各个显卡厂商都在高端领域争夺自己的一亩三分地,想华硕、影驰、七彩虹这样的显卡厂商,也纷纷加入了高端争夺的行列。今天,笔者就目请到了目前活跃于高端研发领域的iGame研究所工程师Eric,为我们解答玩家们的一些问题,下面是笔者整理的几个比较经典的问题。

●拷问一:涡轮系统散热对超频是好是坏

散热器的性能,不仅仅跟风扇的结构有关,还与整体的风道有密切的关系。据iGame研究所工程师介绍,玩家在定制9800GT的过程中发现,直吹式的散热盲区较大,并且热量在机箱内的导通率并不高。虽然风扇转速都不低,但是显卡和机箱内的温度还是很高。风道是一个比较重要的技术指标,这一次的GTX260非公版做测试的过程中,慎重的考虑了这个方面。

四大设计拷问!定制版260+研发深度大揭秘
散热器气流原理图

在对用户定制过程中讨论的热点话题进行分析,从散热器的构思到Aoto CAD、PRO/E结构开模工程图、用料精选、高温高湿极限测试中,提出了“ICS系统性”散热这个概念:卡内系统(GPU+显存+MOS管+电感等)+卡外系统(机箱内部散热)的双系统散热概念。为了实现这一点:对于外部散热的考虑,要形成良好风道,直吹式并非最佳选择,在散热结构上选用了涡轮风扇加全铝外壳的设计,等于在机箱内部增加了一个完整的风道。对于内部散热的考虑,使用了全铜扣Fin鳍片并搭配6根全铜热管,散热片几乎覆盖每一个高温角落。大风压的涡轮风扇与超大面积扣Fin全铜散热片结合后,一套系统的。关于散热器选材,众所周知目前贵重金属期货交易市场中纯铜的交易价格是铝的1.5倍,而在GTX 260+非公版显卡散热上,为了达到高端玩家对于超频的定制需求,只能在成本上再次投入。

●拷问二:6+1相供电比4+1好在哪里

对于主板而言10相供电都是小意思,而显卡要是仿照主板的供电是不现实的。例如iGame260+采用的6+1相供电,而供电的原理就像车流量太小,设计10车道是没有太大的用处一样的道理。供电问题一直是玩家在卖场购买显卡时问得比较多的。从技术上而言,多相数的实现并不困难,但是电路设计要充分考虑到“适用”问题。在接受定制显卡的过程中,用户经常会提出特别夸张的要求,例如“12相”、“16层PCB”等等这些问题,寻求一个在价格和性能上一个更适合他的要求,用液氮超频和普通风冷,用料肯定会有所区分。单相、双相或者多相电源的选择,在设计显卡电源时,通常是小于25A时,设计使用单相开关电源,大于25A少于50A将使用双相电源,50A以上就需要使用双相以上了。

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6+1相供电

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PCB电路图

本次iGame显卡设计中,6+1相分离式供电能提供超过150A的电流。他的好处来自两个方面:首先从供电方式上来说,分离式的供电能让GPU和显存工作得更稳定,互不干扰。其次从相数上来说,在极限超频时,6+1相比主流的4+1相供电,能获得更低的温度和稳定性能。在供电散热方面,涡轮式系统性散热,对开关电源的MOS管、电感、PWM芯片作了良好的散热工作,单相甚至可以设计到30A。

●拷问三:为何设计一键超频+L.A.D侦错

DIY玩家一般购买类似260+这样的千余以上价位显卡的目的都是超频,而非公版一般都是对公版进行costdown,超频性能也当然会有所下降,那么处理超频和costdown的将成为厂商研发的难题。首先和公版相比,玩家一般关注的都是显卡的可玩性、边界操作性上,例如华硕的玩家国度等。
此次iGame研发的方向主要也是在可玩性、便捷操作行进行提升。例如iGame260+的可玩性方面,首先考虑的是供电,通过在研发前期对玩家进行了调研得出:多数对玩家对260+的需求是超频。除了上面所讲的超公版主流的6+1相供电设计外,还有就是在在用料上,NCC日化固态电容以及POSCAP高分子聚合物电容外,还采用了化银PCB等,都为显卡的可玩性打下了稳定的基础。

便捷性操作方面,主要是通过对iGame定制活动玩家建议的分析得出:玩家对一些便捷超频、显卡状态指示等等点击率高达40%,因此在此次的超频便捷性上,对上一代的定制版GVC/VVC核心/显存增压设备进行了修改,研发出了新一代的“一键超频增压器”,让玩家能够轻松的对显卡进行加压超频,一步到位,也提高了显卡的安全性和使用寿命。显卡状态方面,对L.A.D灯光侦错(LED Automatic Debug)进行了升级,上一代的L.A.D灯光侦错(LED Automatic Debug)功能,在通电和接口接入的时候发光,而新一代的指示灯将输出接口连接与未连接进行了区分,当指示灯为红色时代表输出接口未连接显示设备,指示灯为绿色时为接入只是设备。让玩家很清楚的了解显卡的运行状态。

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升级版一键超频增压器

在可玩性和便捷操作的研发上,除了要达到玩家需求的要求,也要对显卡的使用寿命和安全进行考虑,iGame研究所在同时研发四种版本进行测试,即选取适合玩家、市场、企业三者最优的一套方案,在和公版相比,这些也是优于公版的,当然,在某些方面也有没有公版出色的地方,这些都是工程师经过多次的调研后对一些玩家不关心的一些“噱头”进行“降档”,在不影响性能的前提下,节省了成本的同时也为玩家带来了更好的服务。

●拷问四:为超频而生 定制版>公版>非公版

对于目前的显卡行业,同质化相当的严重,市场中只有少数的几家在做自主的研发,例如华硕、影驰等,但是唯独iGame是做以“定制”为研发方向,而“定制”服务在一个批量化流水线的现代企业生产中,他所带来的“麻烦”是无需置疑的,但是最麻烦做到的事情,他往往是能获得最好的效果。定制过程中遇到的问题很多:
首先是成本问题,设计中,我们主要从两个方面考虑:1、性能;2、时间。

研发考虑的就是性能,是“cost up(成本增高)” 而不是Costdown。这个出发点很重要,决定了以“性能”为导向去做设计,采购回来的总体成本比“公版”还要贵。

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定制版iGame 260+

其次是散热器的问题,在上次的定制活动中,根据玩家提出的需求方案,选择了四款散热器,从工程角度而言,需要每一款散热器都要严格的从新测试一遍,先是结构测试,测试散热器安装在PCB上有没结构冲突、隐患等等。如果结构有冲突,那就要更改PCB的设计。结构确认OK,就需要测试温度。当然这一切都仅仅是开始,20多项的散热器测试项目还等待着他们的到来。在研发散热器的过程中首先遇到的是散热器散热有盲区的问题,我们提出了四种散热的设计的方面,最终选取了其中卡内散热良好的两款散热器,而对于之后玩家提出的机箱内整体散热的问题,我们提出了“ICS系统性散热”的概念,最终通过不懈的测试,成功研发了一款能对显卡本身达到散热要求,有能对整个机箱进行散热的散热器。

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自主研发的散热器

最后是超频的问题,用户定制都是需要超频性能极好的显卡,然后要达到这样的性能,需要考虑的三个方面:

1.电路的电气性能;

2.散热器的无盲区热流导通率;

3.供电用料与相数的改进。

一个事实是,F1赛车是开不上山路的,这个时候四驱越野车会更好,他们很多时候不能放在一起比较。不过于迷信单纯的顶级用料,一直贯穿着我们的设计思路。此次采用目前最好的NCC日化固态电容以及POSCAP高分子聚合物电容。POSCAP高分子聚合物电容剖面高度低;高频时阻抗及等效串联电阻(ESR)低,容许的纹波电流大;寿命长,在105℃时可达2000小时;有极好的噪声吸收能力;良好的温度特性,低温可达-55℃;可耐20A的冲击电流;允许采用240℃、10s的再流焊;在安全性方面比普通钽电解电容器有更优越的性能。

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供电系统与用料

编辑点评:大家对好的定义是什么,这个很重要?是一定价格下的最优性能,还是偏执狂式的最好。这是一个综合性的问题,电设计考虑到元件特性、PCB板特性、铜箔厚度、散热、稳定性、干扰等等多方面的问题,他的周围是电路信号强度最大的地方。尤其当用户超频的时候,电路设计得不好会产生串扰cross talk效应,而影响到较弱信号的其他电路部分。“数字供电”在超高频下的确表现更好,但是价格并不低,所谓的“模拟供电”是一个更成熟的方案,价格上也会更好。

这些年,固态电容的流行速度超乎我们的想象,有时RD工程师也不得不开始追逐流行。事实上,电路设计讲究的不是“最”这个概念,而是“适合”。你一定知道,F1赛车是开不上山路的,这个时候四驱越野车会更好,他们很多时候不能放在一起比较。不过于迷信单纯的顶级用料,而应该从性能和价值上去衡量产品。

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