Питание pll видеокарты что это

Обновлено: 07.07.2024

Во всех видеокартах применена раздельная схема питания памяти и PLL, поэтому не удивляйтесь, что найдете на них по два ШИМ-контроллера. Часть ускорителей настолько продвинутая, что поддерживает программное изменение напряжения!

AMD HD 7850 v1

Для обеих фаз установлен ШИМ-контроллер APW7165C. Каждый контроллер управляет одной фазой. Легко поддается аппаратной модификации и снятию защиты по максимальной силе тока.

Sapphire HD 7850 OC

MSI RTX 3070 сливают дешевле любой другой, это за копейки Дешевая 3070 Gigabyte Gaming - успей пока не началось

MSI R7850 Power Edition OC

Питание памяти и PLL у видеокарты MSI осуществляется за счет управления ШИМ-контроллером uP1529P. В отличие от APW7165C он поддерживает программное управление напряжением, и это значимый плюс в копилку карты MSI. А раз их два, то и управлять можно обеими системами питания, что в итоге дает нам доступ к трем основным напряжениям!

HIS 7850 IceQ X Turbo X

Gigabyte GV-R785OC-1GD

Применены элементарные ШИМ-контроллеры GS7253 (GStek Green Solution Technology co.), которые лишены поддержки протокола I2C. Как следствие, они не поддерживают никаких рычагов управления напряжениями и так же, как и APW, работают на частоте 300 кГц, то есть никаких видимых ухудшений нет. Данные по КПД можно найти на сайтах производителей.

ASUS HD 7850-DC2T-2GD5-V2

Итак, места с первого по шестое заняли видеокарты с эталонным дизайном. Неплохо смотрится вариант MSI, в его случае основная претензия будет к не сильно распространенному ШИМ-контроллеру питания фаз GPU, поэтому только седьмое место.

На восьмом месте разместилась видеокарта Gigabyte с замененными катушками, которым свойственно попискивать. Девятое я отдам ASUS HD 7850-DC-1GD5, с полноценной шестифазной системой питания, но у которой из-за едва распространенного ШИМ-контроллера возникают трудности с разгоном. Десятое место остается за видеокартой ASUS HD 7850-DC2T-2GD5-V2 с отсутствующим транзистором в нижнем плече каждой фазы. В аутсайдерах – трехфазная система питания XFX.

Микросхемы памяти

В эталонных версиях выбор памяти сделан в пользу продукции Hynix. Память набрана восемью микросхемами и в зависимости от версии (1 или 2 Гбайта) обладает разной плотностью.

Они промаркированы как H5GQ1H24BFR и рассчитаны на частоту до 1250 МГц (эффективная частота 5000 МГц), ширина шины равна 256 бит.

Три участника из одиннадцати оборудованы микросхемами памяти производства Elpida. По своим техническим характеристикам они идентичны Hynix.

За время пребывания графических решений на рынке производители часто меняют поставщика памяти в зависимости от контрактных цен, поэтому не удивляйтесь, что в магазине вы случайно приобретете, скажем, MSI, а память там будет Elpida.

Частоты видеокарт

Штатные частоты отдельных участников завышены относительно рекомендованных 860 МГц для графического ядра и 1200 МГц для памяти.

Система охлаждения

У каждого производителя есть свой взгляд на наиболее эффективную, дешевую и легкую к производству систему охлаждения. Снимать с видеокарт конструкцию СО и проводить тест на отдельной системе большого смысла нет. Лучшая система та, что максимально адаптирована к настройкам напряжения, правильно разведена, с оптимальным подбором вентиляторов.

Раз уж речь зашла о вентиляторах, то необходимо сказать, что ни один производитель не ставит качественные модели в системы охлаждения, хотя бы из тех, стоимость которых выше 500 рублей в розницу за одну штуку. Поэтому не удивляйтесь, если спустя год интенсивной работы видеокарты появится дополнительный шум или вентилятор вовсе выйдет из строя.

Тестовый стенд

Перечень используемых контрольно-измерительных приборов и инструментов

Шумомер: Center 320;
Мультиметр: Fluke 289;
Тарификатор электроэнергии: E305EMG;
Микрофон: Philips SBC ME570.

Инструментарий и методика тестирования

Для корректного замера температуры и шума использовались приведенные ниже условия. Помещение, внутри которого располагается система автоматической поддержки климатических условий. В данном случае уровень температуры был установлен на отметке 24°C +/-1°C. За точностью соблюдения заданных параметров наблюдало четыре датчика, один из которых находился в 5 см от вентилятора системы охлаждения видеокарты и был ведущим. По нему происходила основная коррекция температуры в помещении.

Шум измерялся на расстоянии 50 см до видеокарты. Фоновый уровень составлял <20 дБА. В качестве жесткого диска использовался SSD, а блок питания, помпа, радиатор с вентиляторами во время замера находились за пределами комнаты. На стенде отсутствовали иные комплектующие, издающие какие-либо шумы.

Звуко- и видеозапись системы охлаждения производилась на расстоянии

10 см от вентилятора. Первые 5-10 секунд без нагрузки в режиме простоя, далее включалась 100% нагрузка с помощью программы Furmark. Наибольший уровень шума достигается в конце аудиозаписи. Заранее определялся температурный режим и шум, чтобы в процессе записи аудиодорожки вы смогли услышать именно максимальный шум. В процессе просмотра видеороликов можно выделить тембр и характер звуков, издаваемых системой охлаждения. Предупреждаю вас, что звук на них сильно приукрашен, то есть ощущается сильнее, чем есть на самом деле.

Уровень потребления электричества в простое оценивался по показаниям тарификатора E305EMG сразу после загрузки операционной системы. Значения, отображаемые на графике, соответствуют минимально достигнутым цифрам с прибора. Под нагрузкой видеокарты тестировались программой Furmark. После 10-15 минут температура и обороты вентилятора достигали своего теоретического максимума, после чего данные заносились в таблицу.

Температура силовых цепей измерялась путем установки термодатчика в пространство между радиатором и термопрокладкой в самое нагруженное место. Либо крепились непосредственно на силовые транзисторы в нескольких точках.

Исследование потенциала системы охлаждения

Пояснения к графикам:

Красная линия – максимальная температура.
Синяя - в режиме простоя.
Черная линия показывает уровень издаваемого шума, при определенных оборотах вентилятора.
Пунктирная линия указывает на диапазон регулировки в автоматическом режиме вентилятора.

В процентах указана скорость вентилятора/ов, выставленная в MSI Afterburner, начиная от 20% (для видеокарт NVIDIA от 35%) до 100%, с шагом 5%. Таким образом, чтобы понять, насколько нагреется видеокарта, и как сильно она будет шуметь, скажем, при 50% скорости вентилятора, достаточно провести вертикальную линию через отметку 50%. В местах пересечения получаем три значения: с красной линией – максимальную температуру в нагрузке, с синей линией – температуру в простое, с черной линией – уровень шума.

Все видеокарты тестировались с заводскими частотами. Учтите, что звукозапись в видеоматериалах приукрашает уровень шума.

Бывают случаи, когда видеокарта сбрасывает драйвер, либо изображение может на короткое время исчезнуть при интенсивной игре. Одной из причин такого поведения может быть перегрев VRM видеокарты. О диагностике и путях решения данной проблемы и поговорим.

Что такое VRM

Прежде чем определить причины и пути решения перегрева VRM (регулятора и преобразователя напряжения) видеокарты, следует рассмотреть устройство самой видеокарты. Близится к концу 2021 год, современные видеокарты состоят из нескольких десятков миллионов транзисторов, потребляют до полу киловатта энергии и имеют очень сложные системы охлаждения.

Но так было не всегда. Чтобы выяснить, из каких ключевых элементов состоит видеокарта и как эти компоненты эволюционировали, для примера возьмем видеокарту Nvidia GeForce 7800 GT, которая появилась в далеком 2005 году. Итак, основные составляющие видеокарты:

Графический процессор (GPU)
Микросхемы памяти (VRAM)
Система и цепи питания GPU и VRAM (VRM)
Интерфейсный разъем для подключения к материнской плате (PCI-Express)
Разъем(ы) питания
Интерфейсные разъемы для подключения монитора/ов
Разъем(ы) ввода/вывода изображения на/из других источников (опционально)
Разъем для объединения видеокарт в режим SLI или CrossFire (опционально)
Система охлаждения видеокарты

В середине 2000-х мощные видеокарты имели как правило один разъем питания, а их TDP были менее 100 Вт. Энергопотребление рассматриваемой в качестве примера Nvidia GeForce 7800 GT равнялось тогда всего 65 Вт.

Теперь разберемся, из каких компонентов состоит VRM видеокарты. Для регулировки и преобразования подаваемого напряжения на видеопроцессор и видеопамять используется регулятор питания напряжения или VRM, который состоит из следующих основных компонентов: МОП-транзисторов (их еще называют мосфетами, MOSFET), катушек индуктивности (дросселей) и конденсаторов. Управляет этими элементами ШИМ или PWM контроллер. Более подробно об этих компонентах и принципах их работы можно прочитать в статье «Как работает VRM на материнской плате и видеокарте компьютера».

VRM видеокарт из середины 2000-х обычно насчитывал 1–3 фазы, где на GPU приходилась одна либо две фазы, и одна фаза приходилась на питание видеопамяти. Так как количество потребляемой энергии таких видеокарт было небольшим по современным меркам, то зона VRM охлаждалась потоком выдуваемого воздуха системой охлаждения видеокарты либо вообще оставалась без активного обдува и каких-либо радиаторов. Ниже на фото Nvidia GeForce 7800 GT с системой охлаждения, где отчетлива видна ничем не прикрытая зона VRM.

А теперь перенесемся в дни сегодняшние. В качестве примера возьмем Asus ROG Strix LC GeForce RTX 3080 Ti OC Edition. Эта современная и производительная видеокарта имеет 12 Гб видеопамяти, 22 фазы питания (18 для GPU и 4 для VRAM), а ее пиковое энергопотребление составляет целых 400 Вт. За 15 лет аппетиты современных видеокарт заметно возросли.

Соответственно, все элементы VRM занимают уже практически половину всей площади PCB. А система охлаждения из воздушной трансформировалась в гибридную.

У современных видеокарт VRM может находиться как справа от GPU, так и слева. Если количество фаз питания видеокарты невозможно разместить на одной из сторон, тогда элементы VRM могут находиться по обе стороны от GPU, как в случае с выше рассматриваемой видеокартой от ASUS.

VRM отвечает за регулирование и преобразование питания видеокарты, и через него проходят токи с силой 50–60 ампер. Соответственно, чем дольше видеокарта занята отрисовкой 3D полигонов, тем выше нагрев цепей питания и всех компонентов VRM, а также видеопроцессора и видеопамяти. MOSFET-транзисторы во время работы выделяют большое количество тепла, поэтому они нуждаются в пассивном охлаждение в виде радиаторов как минимум, а еще лучше, чтобы система охлаждения видеокарты дополнительно обдувала зону VRM.

Как проверить перегрев VRM

Итак, нагрев и перегрев системы VRM видеокарты может стать серьезной проблемой и результатом нестабильной работы видеокарты и даже причиной ее выхода из строя. Чтобы определить, какая температура VRM у вашей видеокарты, следует использовать диагностические утилиты: Aida64, GPU-Z, MSI Afterburner, HWMonitor, SiSoftware Sandra и другие. Как правило, за отображение температуры VRM видеокарты отвечает датчик или датчики GPU VRM1, GPU VRM2 и так далее, в зависимости от того, сколько датчиков предусмотрел производитель вашей видеокарты.

Выше на скриншоте показания двух датчиков VRM на двух установленных видеокартах по данным AIDA 64, а ниже можно увидеть показания температур VRM в GPU-Z:

Если при полной загрузке в 3D температура VRM находится в пределах 50–70 °C, то можно не волноваться — такая температура считается нормальной. Хотя чем ниже, тем лучше естественно. Но, если температурные показания перешагивают за отметку 85 °C и выше, то стоит задуматься и начинать предпринимать какие-то меры.

Хотя тут следует сделать небольшое отступление. Максимально допустимая рабочая температура силовых элементов VRM может составлять 100 и даже в ряде случаев 110 °C , но здравая логика подсказывает, что работать при таких температурах видеокарта сможет, но срок ее службы значительно сократиться. Поэтому не стоит ориентироваться на такие цифры, даже если они считаются условно допустимыми.

Как снизить нагрев

А теперь пути решения проблем, если по данным мониторинга, температура VRM вашей видеокарты показывает цифры более 85 °C.

Первое что следует предпринять — почистить систему охлаждения видеокарты от пыли. Возможно, пыль забила пространство между ребрами радиатора и мешает обдуву или продуву радиатора VRM, в зависимости от исполнения системы охлаждения VRM.

Затем нужно разобрать систему охлаждения и проверить плотность прилегания радиатора СО видеокарты и компонентов VRM видеокарты — возможно, высохла термопаста или используемые термопрокладки отслужили свой срок. В таком случае оба термоинтерфейса необходимо будет заменить. При выборе термопрокладок обратите внимание на параметр теплопроводности, измеряемый в Вт/(м·К). Чем больше Ватт отводит приобретаемая термопрокладка, тем лучше.

Если два простых вышеописанных способа не помогли, необходимо прибегнуть к программным методам решения проблемы. Если видеокарта разогнана, необходимо убрать разгон. Если температура VRM не изменилась либо вы не разгоняли видеокарту можно понизить питающее напряжение на GPU и немного сбросить частоты, либо уменьшить значение Power Limit (PL). В результате этих действий уменьшится энергопотребление видеокарты и снизятся температуры. Вариантов, как это сделать, здесь также несколько. Первый — с помощью утилиты MSI Afterburner, второй — изменить этот параметр в BIOS видеокарты, для чего понадобится процедура перепрошивки BIOS.

Если эти три метода не помогли, то остаются два кардинальных. Начнем с первого — это замена системы охлаждения видеокарты. Существуют различные виды и типы охлаждений, от приобретения Full cover водяного охлаждения для видеокарты до использования специальных решений или подручных средств. Ничто вам не мешает закрепить под видеокартой вентилятор и настроить его обдув на зону VRM видеокарты. Все будет зависеть от конструктивных особенностей вашей видеокарты и вашего бюджета.

Последним вариантом может быть даже замена корпуса. Если вы используете старый корпус, либо он недостаточно продуваем, и из-за высокой температуры внутри корпуса происходит нагрев видеокарты и всех компонентов системы, то стоит задуматься о приобретении нового хорошо продуваемого корпуса.

Такое решение вопроса с перегревом VRM вам точно придется по нраву, так как новый корпус со дня покупки будет вас радовать каждый день.

За температурными показателями всех компонентов современных компьютеров пользователю следует пристально следить. Даже если вы приобрели новый компьютер или купили новую видеокарту, установите одну из диагностических утилит и пробежитесь по ее показаниям. Все рабочие температуры всех компонентов системы должны быть в разумных пределах.

Часто пользователи обращают свое внимание только на температуру центрального процессора и графического ядра видеокарты, забывая о VRM видеокарты. Теперь должно быть понятно, как следить за температурными показателями и что делать, если температура VRM видеокарты близка к критической. Лучше диагностировать проблему на ранней стадии, чем обращаться потом в сервис за ремонтом.

Ваша заказ успешно отправлен

Совершенствуем систему питания видеокарт своими руками

24.11.2015 00:18 , обновлен 21.12.2017

Первым этапом является выбор донора, т.е. старой видеокарты от которой будет отпиливаться система питания.

1) Питание организованное по одной или двум фазам.
Шим-контроллеры APW7088 / 7067 или RT9259a / b / s.

А) APW контроллеры питаются от 12 В линии, т.е. перед процессом распила карты необходимо убедится, что на ногу VCC приходит напряжение 12 В. Как правило напряжение 12 В идет с PCI-E коннектора БП, а не со слота PCI-Express. Чаще всего встречаются микросхемы с 14 и 16 ногами. Таким образом чтобы сделать зомби из плат с этими микросхемами достаточно отпилить плату и подать напряжение 12 В на VCC12 если оно пропало после отпила. Если же 12 В подается, а микросхема не выдает выходное напряжение, то необходимо подать 3.3 В на ногу Ugate.

Б) RT9259 (на картинке слева) очень похож на Anpec. На 14 ногу должно подаваться питание 12 В, а на 8 ногу 3.3 В (сигнал включения микросхемы).

Реальный пример того, что и куда паять.

2) Многофазные контроллеры типа NCP5388 / Primarion PX35хх / Chill.

Микросхемы питаются от линии 3.3 В, которая идет с разъема PCI-Ex16. Таким образом после отпила системы питания, это напряжение пропадает и необходимо будет его восстанавливать. Делается это следующим путем, на VCC восстанавливаем напряжение 3.3 В.

Напряжение 3.3 вольт можно взять с:

-с коннектора SATA от блока питания;

Важно соблюдать основные правила! Перед «отпилом» стоит померить все напряжения не вставляя карту в слот материнской платы, чтобы понять до куда идет напряжение 12 В. После этого надо проделать все нужные операции, подать напряжение 3.3 В, если это необходимо и сделать все моды! Лучше всего использовать лабораторный БП чтобы в случае ошибки не вывести плату из строя! После «отпила» системы питания необходимо как следует зачистить место отпила, чтобы слои не замыкались между собой и как следует вымыть карту спиртом, чтобы избавиться от стеклометалической пыли. Также после «отпила» часто пропадает напряжение 12 В с некоторых линий фаз карты, поэтому надо с помощью провода средней толщины подать напряжение на конденсаторы, на которых отсутствует напряжение 12 В.

1) Отпиливаем плату в районе памяти подальше от контроллера, как показано на фото.

2) Хорошо зачищаем отпил.

3) Далее восстанавливаем напряжения 12 В, которые пропали после отрезания системы питания (желтый кабель на фото ниже) и замыкаем землю на ножках 6-pin PCI-E разъема.

4) Далее подаем напряжение 3.3 В на VCC микросхемы (красный кабель,). По даташиту он называется почему то VDD. Лучше всего использовать микросхему LM1117, чтобы сгенерировать 3.3 В, которую легко можно купить в любом радиоэлектронном магазине. На выходе линии 3.3 В желательно добавить 10 uFконденсатор на 6.3 В, согласно даташиту микросхемы. Удобнее использовать танталовый SMD конденсатор.

Следует отметить, что подавать напряжение 3.3 В можно и на 3 точки VDDсогласно даташиту, но более удобно вызвонить альтернативную точку.

Перед пайкой необходимо вызвонить землю на конденсаторе, чтобы избежать короткого замыкания!

Подключать ePower лучше всего толстыми проводами!

Стоит добавить несколько 2.5 В конденсаторов на входную линию, и выпаять дросселя отвечающие за память, чтобы снять лишнюю нагрузку с 12 В линии. Чтобы повышать напряжение соответственно надо сделать обычный вольтмод. Так как контроллер Primarionимеет встроенную защиту по току следует сделать OCPмод на каждую фазу.

Vcore MOD – необходимо припаять переменный резистор к точке FB, показанной на картинке.

С контроллером NCP5388 тоже все довольно просто, рассмотрим на примере видеокарты Palit Radeon HD4870. Делаем вольтмод vcoreи OCP мод. Далее подаем на 1 pin, согласно даташиту, напряжение 3.3 В. И далее припаиваем его на интересующую нас карту.

Всем привет! Сегодня будем ремонтировать видео карту GTX 650 от фирмы Gigabyte. Немного пред истории видеокарты. Нашел я на OLX её в нерабочем состоянии по заявленной неисправности нет картинки вентиляторы крутятся. Узнал у продавца, что она после нескольких сервисов, по фотографиям определил, что у нее паяли цепь питания видео ядра. И решил забрать её, так как большинство видеокарт с проблемами питания восстановимы.

После того как забрал её, сразу проверил дополнительное питание +12 вольт и там оказалось короткое замыкание 30 Ом. Откручиваю радиатор с полевых транзисторов цепи питания видео ядра и вижу, что на терморезине есть небольшой нагар.

Не выпаивая из платы проверяю полевые транзисторы мультиметром на присутствие короткого замыкания и нахожу один пробитый в верхнем плече преобразователя. Снял все полевые транзисторы, так как они все разные и не факт, что их не пробьет потом. Сразу после того как выпаял начал мерить сопротивления на карте.

Первый замер сделал на дополнительном питании +12 вольт, короткого замыкания на этом питании больше нет. Следующий замер сопротивлений сделал ядра и видеопамяти. Сопротивления по ядру 13 Ом по памяти 300 Ом. Судя по сопротивления чип больше жив чем мёртв.

Запаял более мощные полевые транзисторы с донорской карты на 30 В 100 А, старые были 30 В 30 А.

После замены включаю карту на тестовом стенде. Она запустилась, но не успела вывести картинку - блок питания ушел в защиту. Проверяю дополнительное питание +12 вольт и на этом питании короткое замыкание. И снова пробило полевой транзистор верхнего плеча одной из 2 фаз.

Выпаиваю этот полевой транзистор чтобы убедится в том, что видеочип жив, включаю карту на одной фазе. Карта запустилась, вывела картинку и даже установились драйвера.

Решил не мучить карту и найти причину пробоя полевого транзистора верхнего плеча. Начал проверять затворы верхних плеч до ШИМа. А точнее затворные резисторы верхних плеч питания. Проверяю сопротивления резисторов верхнего плеча на мертвой фазе сопротивление резистора бесконечность вместо 2,2 Ом (R595). На рабочей фазе ровно 2,2 Ома (R592).

После замены резистора и запайки на свое место полевого транзистора, ставлю карту на тестовый стенд. После включения карта вывела картинку. Ставлю на место все радиаторы и запускаю стресс-тест Furmark.

Следующий тест будет в 3Dmark06

Карта успешно проходит все стресс-тесты и полностью работает! Обсудить статью можно на форуме. Всем удачных ремонтов, с вами был kondensator.

Форум по обсуждению материала РЕМОНТ ЦЕПИ ПИТАНИЯ ВИДЕОКАРТЫ NVIDIA

Схема, плата и фото готового самодельного усилителя 100W на транзисторах Дарлингтона.

Обзор возможностей комплекта бесконтактного модуля считывателя карт RFID RDM6300. Подключение схемы и тесты.

Схема автоматического контроллера включения освещения в прихожей или во дворе. Основа: CD4001B и BT136-600D.

Бесколлекторный двигатель постоянного тока - занимательная теория работы мотор-колеса.

Читайте также:

Питание pll видеокарты что это

реклама

реклама

реклама

реклама

реклама

Система охлаждения

Тестовый стенд

реклама

Инструментарий и методика тестирования

реклама

Исследование потенциала системы охлаждения

Что такое VRM

Как проверить перегрев VRM

Как снизить нагрев