4ea5d0406cd25cd99ef1f760ff159859 顯示卡產品近年來因晶片廠的強力限制,開始造成協力廠之間一股相似潮,在不能越線的限制壁壘下,難以突破產品大同小異的困境,不再有以往產品那般激情,如超高時脈特挑旗艦產品,或者是主打擁有特殊開核功能的特製卡,這些都已成為過往雲煙。

逆境求生存,窮則變

既然晶片廠限制一大堆,不給大幅超頻又不給改卡,那麼就只好從小地方著手。以往在沒有過多限制的情況下,廠商多會選擇核心大幅超頻,或者是線路特殊修改,使電壓調整幅度可比其他競爭對手廣。原因在於核心超頻與電壓具有正相關,超頻失敗大多原因在於電壓不足,造成穩定性欠佳等問題。廠商順勢推出一些外部控件,如 EVGA 的 EVBot,就是此種特殊需求下所開發的產物。

不過目前 AMD、NVIDIA,在新世代的晶片中都下達了限制令,不准大幅修改電壓可調整幅度,同時也不准修改線路設計以提供使用者調整電壓。此外溫度限制也比以往更過嚴苛,超過指標溫度會令核心時脈降低,這效能驟降的懲罰性結果,使得廠商不得不在時脈與電壓上妥協。

那麼這些都沒得玩之後,要如何製造功能賣點給予消費者,這就變成了各家頭痛的問題。主打用料?還是特挑核心?又或者是高檔風扇,甚至是特殊功能,這些都成了目前各家拼命在尋找的殺手鐧。

▲德州儀器所生產 INA3221,為目前常見的檢流晶片,能有效防堵顯示卡電壓、電流異常造成燒毀。(點圖可放大)

零噪音 Strix 系列順勢成軍

華碩產品線一直有非常廣的戰線,除了有中規中矩的 DirectCU,也有高檔用料的 Matrix,給予消費者各種選擇。在今年也推出了新的產品線,Strix 系列主打風扇零轉技術,並非採用先前的無風扇類型產品,而是透過溫控來達成。風扇將會在核心溫度 70 度以下時停止運轉,隨著核心負載量增加造成溫升超過 70 度後,才會開始進行降溫處理。

這種處理手法類似於早年電源供應器所主打功能,也是蠻常見的處理手法,都是藉由溫控晶片即可達成類似功能。不過因以往晶片溫度較高的原因,在顯示卡上較不會採用此等手法,畢竟設定運轉溫度若是太高,造成顯示卡元件額外負擔恐得不償失,溫度設定太低停轉時機過少也毫無意義。

在 28nm 製程的幫助下,顯示卡溫度已經漸漸較低,從 2 家廠商的晶片溫度限制分別設在 82度(NVIDIA)、94 度(AMD)來看,這表示晶片運作溫度已經可以有效的受到控制。

這成無了無新意的協力廠一個新切入點,設計出待機狀態下風扇停轉的功能,讓電腦運作噪音降至最低,吸引消費者購買。另外一個非常重要的因素,是為高階顯示卡難以透過大型散熱片達成無風扇,若是採用這種折衷辦法則是能夠有效的減少噪音,同時維持顯示卡運作時所需要的解熱能力。

▲Strix GTX 780 風扇採用 2 顆標準軸流扇。(點圖可放大)

PCB 沿用自 DirectCU,捨棄 Cooltech 風扇

Strix GTX 780 就本質上來說,與 DirectCU 並無二異,甚至嚴格說起來 2 張卡是一樣的也不為過。具體來說,核心時脈、PCB 設計、散熱器結構,都是沿用 DirectCU 的架構。僅在記憶體容量、風扇與外框上面做了小幅度修改,如搭載 6GB 記憶體,還有捨棄原先的 Cooltech 風扇,改採用普通軸流扇。

捨棄原先風扇的原因,在於 Cooltech 本身為離心扇結構,放置於靠 I/O 出風口處有利於將廢熱排除,不過因導風罩並未封死而導致效能不彰。由於 Strix 並非為常時運轉的產品,那麼 Cooltech 在這個基礎下顯然並沒有太大的發揮空間,改為風流量更大的普通軸流扇將能夠縮短降溫時間,靜音效果也能夠更顯著。

▲PCB 沿用 DirectCU 設計,並無任何修改。(點圖可放大)

▲6 GB記憶體全數在 PCB 正面,強化背板上並沒有加入導熱墊,所以本身並不具備強化解熱效果。(點圖可放大)

DirectCU 老問題 Strix 一併繼承

就如同上段所說,基本上 Strix GTX 780 就是 DirectCU GTX 780 OC 的翻版,除了風扇與記憶體有重新編排外,其餘的部份全部一模一樣。也就是說在 DirectCU 上面已經存在的問題,Strix 也一併繼承下來。熱導管冗餘問題沒有獲得改善,DirectCU 因採用熱管直觸(HDT)技術,造成核心面積無法有效的完整貼合在各個熱導管上,熱傳導的效率因此大打折扣。

在 Strix GTX 780 上,可以看到最外圍的 2 根 6mm 熱導管沒能與核心接觸,僅位於中間的熱導管具備較高的傳導性能。雖然另外 3 根熱導管配置規劃,已經盡可能避開 2 顆風扇的無風帶區域,不過仍然難以彌補少掉 2 根高效能熱導管的差距。這個問題其實只要取消 HDT 技術,改用以往常見的包夾式即可解決,以達成更高的熱導管利用率。

不過顯然華碩並沒有因應新系列產品推出,著手改進這個問題,尤其是 Strix 需要更有效率的熱導管傳導,這個問題顯然是非常大的缺點。原因在於冗餘的 2 根熱導管,若是發揮應有的效率將熱源傳導至鰭片上,則能夠因鰭片與空氣間的被動散熱,降低風扇啟動的次數與運轉時間。

▲HDT 熱管直觸造成小核心無法有效接觸的問題。(點圖可放大)

▲在顯示卡上緣,額外具備簡易支撐架。(點圖可放大)

▲採用 4 件結構組成。(點圖可放大)

8 + 2 相供電迴路用料普通且常見

在供電迴路上,Strix GTX 780 採用 8 + 2 相結構,分別交由 2 顆控制器處理。其中 DiGi+ ASP1212 負責核心 8 相,另一顆未打磨型號且較小控制器則是負責記憶體 2 相,屬於常見的設計方式。核心端的部份由 DiGi+ ASP1212,搭配 4 顆 IR3598 Doubler MOSFET Driver 組成 8 相迴路,高壓輸入端則是 7 顆 FP5K 270μF 搭配 8 顆電感濾波,輸出端則是採用 10 顆鈺邦 5K 820μF 電容。

記憶體端由 1 顆內含 2 相的 Driver 所控制,高壓輸入端由 3 顆 FP5K 270μF 輔以 2 顆電感濾波,輸出端則是 3 顆顆鈺邦 5K 820μF 電容組成。MOSFET 部份則是 UBIQ 1上橋 M3052M 與 2 下橋 M3058M 所組成,具體規格資料並不詳。不過由封裝可以看出這是較普遍的 SO-8,那麼理論上用料等級並沒有較特殊,甚至遜於 DirectCU R9 290X 所使用的 IR PowIRstage。

紅框:DiGi+ ASP1212、黃框:無型號,應為 uP1631、綠框:MOSFET、淺藍框:高壓輸入濾波電容、藍框:輸出濾波電容。(點圖可放大)

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