Deprecated: Creation of dynamic property db::$querynum is deprecated in /www/wwwroot/www.sjzboruidatong.com/inc/func.php on line 1413

Deprecated: Creation of dynamic property db::$database is deprecated in /www/wwwroot/www.sjzboruidatong.com/inc/func.php on line 1414

Deprecated: Creation of dynamic property db::$Stmt is deprecated in /www/wwwroot/www.sjzboruidatong.com/inc/func.php on line 1453

Deprecated: Creation of dynamic property db::$Sql is deprecated in /www/wwwroot/www.sjzboruidatong.com/inc/func.php on line 1454
分解到每一层!教你看透显卡PCB的奥秘_KUBET酷游九州娱乐平台官方入口

铈系列

酷游九州高纯氧化钪主要用作金属钪和钪材的原料,在冶金工业,用于制造合金,氧化钪在核工业可作为热电子交换器的发射的材料,氧化钪可用于固体燃料电池、记忆存储器单基片、用于各种荧光粉,原子反应堆中的中子吸收材料,磁泡材料,增感屏材料。氧化钪在光学玻璃、电子工业等方面也有一定的用途。

首页 > KU酷游娱乐平台 > 铈系列

分解到每一层!教你看透显卡PCB的奥秘

来源:酷游九州    发布时间:2024-12-16 22:24:52

  通常衡量一款显卡的好坏,大家都会说作工很扎实、用料全固态、高速显存、多热管豪华散热器这些都是非常直观、表象的东西,大家一看便知,而且高品质电容、散热、显存确实可提升显卡性能和品质。

  但是,这并不是最主要的,真正影响显卡整体性能的,除了GPU和显存这两大重要芯片之外,PCB应该是排在第一位的。如果一片显卡连电路都设计不好的话,配备再好的电容和散热器可能也无法稳定运行乃至超频了。

  PCB是Printed Circuit Board的英文简称,翻译过来就是印刷线路板的意思,其基本功能是提供电子元器件之间的相互连接。PCB本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面能够正常的看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制作的完整过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线或布线,并用来提供PCB上零件的电路连接。

  由于目前的电子行业的工艺越发复杂、元件集成度慢慢的升高,所以对PCB板的层数要求与日俱增。尤其是显卡,由于高中低端显卡的划分泾渭分明,因此PCB板几乎囊括了所有规格:4层、6层、8层、10层、12层、14层!

  PCB层数越多自然需要更加多的原材料,更重要的是工艺更复杂,复杂的工艺导致废品率较高,成本自然提高不少。对于一般的显卡来说,8层板虽然比6层板仅仅增加了2层板,但成本却提高了50%-70%。

  今天我们要向大家介绍的,就是关于显卡PCB设计的方方面面。通过阅读本文您将会了解到以下这样一些方面的知识,并揭开您心目中的疑团:

  无论媒体或经销商,在介绍一款显卡的时候首先会提到它是公版还是非公版,这种观点就是针对PCB设计。所以我们第一步来了解下公版和非公版的概念及优缺点。

  公版产品:是按照芯片厂商提供的一套完整的芯片、PCB、供电用料等设计的具体方案而进行生产的。公版存在的最严重的问题就在于市售产品千篇一律,并且普遍来说超频和性能偏低、散热一般、功能简单。

  非公版产品:是厂商只使用了芯片厂商的GPU,通过你自己产品的需要,对公版PCB来优化,重新设计,以达到增加功能、提升频率、强化电路等优于公版产品的目的,又或者为了达到缩减PCB层数、PCB大小、供电元件、降低频率等提高性价比的目的。不过目前市场当中的非公版产品以后者居多。

  第一:NV/ATI官方设计的板型,做工用料完全不需要过多的担心,性能稳定性都经过严格测试,值得信赖;

  第二:公版并不全是最强的,但很可能是成本最高的,PCB层数、用料都非常奢华;

  第三:公版卡上市速度最快,如果您喜欢追新的话,那么可能只有公版这一种选择;

  第二:公版散热器效能勉强,温度/噪音表现不好(公版PCB+非公版散热器除外);

  第三:公版用料奢华,成本居高不下,而且NV/ATI往往对公版卡限价,简单来说就是贵;

  第四:公版卡由NV/ATI总部设计,往往采用了高端电感/电容/MOS(事实上用料冗余,没必要如此豪华),这给不一样的地区的工厂采购原料造成了困难(并没有考虑到世界各地的真实的情况),因此产量有限,各大厂商也不愿使用公版设计。

  早期的非公版产品当中,显卡厂商大多为了体现自己的研发实力或者别的方面,大多会开发出一些性能更好、功能更全的非公版显卡,使那时的花了钱的人非公版产品趋之若鹜,所以非公版显卡的出现也为显卡领域带来了更多的新鲜血液,摆脱了市场上千篇一律的产品样式。

  但随着产能的提升,和对硬件需求的极速发展以及价格的竞争上,非公版产品的质量逐渐严重缩水,搅乱了原本以高质量高性能著称的非公版产品,因此慢慢的变多的玩家已经逐渐远离了非公版产品,转而重新投入公版产品的怀抱。至此目前在显卡市场特别难找到超越公版显卡性能以及功能的产品了。而市场中多数的非公版产品几乎已经被各种缩水版的显卡所充斥着,非公版几乎成了缩水、偷工减料的代名词。因此,非公版这个词也似乎被慢慢的变多的DIY玩家所排斥,公版开始与高品质和优秀做工挂钩。

  在了解了关于公版和非公版初步的概念之后,现在我们就来探讨一些更加深入的东西,那就是有关于PCB的设计目的。

  NVIDIA和ATI并不直接卖显卡,它们设计PCB的目的是为了尽可能让GPU性能不会受到PCB的限制,严谨、均衡、保守是其主要特征。因此他们很少会考虑到成本、原料采购、世界各地工厂的制造能力等客观因素;

  公版PCB往往是先于GPU而设计的,也就是说GPU尚未出世,公版PCB已经准备就绪了,然后再把GPU焊上去,来检验其性能表现。由于这种PCB在设计时只停留在理论阶段,对GPU的电气特性尚未吃透,因此往往用料冗余,只是在产品发布最后阶段作一些微小的改动,最终性能表现不一定最好;

  而非公版在设计时就非常灵活了,此时NVIDIA/ATI已经将成品GPU及公版设计的具体方案交付合作伙伴,厂商可以在此基础上自由发挥,优化布线和供电设计,当然也可以在条件许可的情况下降低成本。

  所以能这么说,非公版不一定比公版差,一些厂商精心设计的非公版PCB成本可能比公版低一些,但性能反而更好。换句话说,既然以更小的代价能轻松实现更多的功能和更强的性能,有什么必要大动干戈使用豪华PCB呢?

  当然也有片面追求低成本的非公版PCB,这种设计一般针对低端市场,虽然缩水严重,但也能保证在低频率下的稳定运行,咱们不可以一味的鄙视它,毕竟一分价钱一分货,缩水卡也有缩水卡的市场,定位和设计目标不同而已。

  稍有DIY知识的玩家都会以PCB层数来判定其好坏,因为10层板肯定比8层或6层板的成本高,基于一分价钱一分货的考虑,大家都形成了定势思维,其实这完全是一个误区!

  基本上,PCB层数是由数据线密度所决定的,这其中显存位宽和供电模快能够直接影响数据线的规模,因为高端(高位宽)的GPU针脚数更多、需要更加多数量的显存颗粒、需要更为复杂的供电模快。下面就以NVIDIA/ATI的主流公版显卡来简单举例说明:

  64Bit低端卡:4层PCB刀卡HD3450、8400GS

  这类入门级显卡核心非常小巧、64Bit低频GDDR2显存只要四颗就满足规定的要求,供电十分简单,使用4层PCB只要半高设计都足矣。

  128Bit的GPU核心就比64Bit大了不少,显存虽然还是只要4颗,但GDDR3显存对供电和终结电阻的要求远高于GDDR2,因此大多中端卡都采用6层全高PCB。

  当然,如果频率较低、简化供电的线层PCB,因此市面上低价86GT/3650大多为4层PCB设计。

  显存位宽到了256Bit,显存增加到8颗,数据线再次翻番,同时GPU/显存的供电模快也要比128Bit显卡复杂很多,此时显卡不仅PCB需要加长,而且层数也增加到8层或10层。

  其实采用12层PCB的256Bit显卡也不在少数,比如X1950XTX、7900GTX这类昔日的旗舰显卡,自然是不考虑成本之作,为了能够更好的保证豪华的供电以及高频率下的稳定运行,就使用了奢华的12层PCB。

  继续增加显存位宽,对PCB的承受力又是一次严峻的考验,G80和R600都是怪兽级核心,供电的负担也非常沉重。NVIDIA给384Bit的8800GTX/Ultra使用了加长型的12层PCB,而AMD在512Bit的HD2900XT上首次启用14层PCB!现在大家就可以直观的看到,14层PCB的优势就在于集成度更高,HD2900XT无论位宽还是功耗都比8800Ultra大,但是PCB反而控制得更短。

  通过上面的实例分析就可以了解到,PCB设计成多少层完全是由线路复杂程度决定的,如果4层板无法排布密密麻麻的走线,那么就必须多开几层,使用6层板,此时6层板就给研发人员提供了广阔的空间,从而能够合理的细分数据线路,最大限度的降低信号串扰。

  如果6层板已经足够用了,那么使用8层板就是一种浪费。PCB层数越多,可容纳的线路也越多,但不同层PCB板的交迭,加深了线路设计的难度。如不小心弄巧成拙,可能会发生8层板与6层板的功能/性能完全一样,却徒增不少成本。当然成本倒还是其次,关键更多层的PCB在沾合时对精度要求更高,而且线路损耗增大,实际上数据线在各层之间绕来绕去反而不利于信号传输。

  因此,通常大家说多层PCB能够降低干扰、提高稳定性,实际上也是相对而言的,要具体问题具体分析。HD3870核心频率高达800MHz、GDDR4显存达到了2250MHz,8层足够了何必用10层呢?对于8800GTX/Ultra这种优异显卡来说,NVIDIA没必要在PCB上节省本金,12层就够了没必要用14层,因此PCB层数多少根性能好坏、做工优劣并无直接关系。

  上页所举的例子都是NVIDIA/ATI公版显卡,对于非公版来说,可选择方案就非常多了。由于公版卡用料冗余,所以厂商在设计非公版PCB时,大多会选择降低PCB层数,但如果把比公版PCB低的非公版都定义为缩水的话,未免有些偏颇了。

  公版8600GT和更高频的8600GTS都是6层PCB设计,一些便宜的低频8600GT采用了4层PCB设计,但也有些特殊的8600GT竟使用了8层PCB,我们不禁要问这有必要吗?

  这不是款普通显卡,为了把128Bit中端卡的PCB压缩,做成HTPC用的刀卡,由于PCB面积直接缩小一半,集成度大增,6层布线层虽然成本增加,但有助于提高稳定性、并保证刀卡的频率不低于普通全高卡,对于HTPC用户来说无疑是极具吸引力的。

  前文中曾提到过,频率/功耗远高于9600GT的HD3870,都只采用了8层PCB,而公版9600GT居然不惜工本使用10层PCB,着实让人有些意外。

  实际上P456是在P393的基础上稍作修改而开发的,所以沿用了8800GTS/GT的10层PCB设计,实际上对于功耗发热更低的9600GT来说,就没有必要使用10层PCB,8层已经是绰绰有余了。

  因此,市面上很多非公版9600GT都采用了8层PCB设计的具体方案,这样适当的减层设计并不会对显卡的稳定性、超频、品质造成负面影响,反倒是可以增添新功能、加强供电、提高超频能力,而且合理的用料以更低的成本实现了更高的性能,是极具性价比之选。

  现在我们就以七彩虹9600GT冰封骑士为例,向大家说明9600GT为何需要用8层PCB,而不用10层或6层?

  主要是电源层,主要是NVVDD(给GPU供电),12V,3.3V等,也有少量的GPIO走线。

  主要也是走线,PCIE 的差分线、显存的CMD线、插件元件和芯片焊点等。

  通过层层分解8层PCB的布线就不难发现,供电就占用了两层,显存数据线也是两层,两层接地,再加上正反两面是必不可少的两层,PCB之间各司其职、环环相扣,8层PCB是一种相当完美的设计方案。

  如果想要把96GT做成6层PCB,就必须压缩供电、显存或接地层,这样供电电流就不够纯净,显卡在高频下的稳定性和良品率会降低,而且可能没办法通过EMI测试,不过一般性使用应该没什么问题。

  由于用户对显卡的要求慢慢的升高,千篇一律的公版卡已经没办法满足所有人的需要,而且多数厂商也不愿意使用公版PCB,因为成本高、功能少、性能也一般。因此大家就会发现这样一种现象,在一款新品(如9600GT)发布的第一个月内,基本上就是公版卡的天下,因为公版卡不需要重新设计拿来就能用,可以迅速出货抢市场。而在稍后的第二个月甚至第三个月,非公版设计就如雨后春笋般冒出来,这也代表着该产品正式走入成熟期,不但性能被完全释放,且价格也更加平易近人,是出手购买的非常好的时期!

  现在市面上的非公版显卡是五花八门,这对于广大新老用户来说既有利也有弊。优点是有了非常多的选择方案,坏处就是不相同的型号的品质良莠不齐。那么,我们该如何分辨非公版显卡的层数及优劣?

  理论上,PCB是多少层可以数出来的,因为PCB实际上就是绝缘层和线路层粘合压制而成的,类似于建材用的那种多层胶合板,只不过PCB通常都是偶数而胶合板是奇数。在PCB断面可以分辨出绝缘层和线路层的材质明显不同,但是6层以上的PCB粘合非常严密,肉眼基本无法分辨率,除非借助高倍放大镜或者显微镜。

  既然肉眼无法分辨,就只可以通过经验或者表象来估算了,公版PCB的层数是固定的,有些非公版只是在公版的基础上进行了小幅改进(大多针对供电模块),如果看上去比较相似的话,其层数必然和公版完全相同。

  通过前面对8层PCB 96GT的解剖能够准确的看出,想要对256Bit显卡的PCB进行压缩,就必须对显存布线层板的显存数据线有绝大多数分布在显卡正反两面的表层,这个一眼就能看出,很容易分辨。

  对于128Bit的中端卡来说,通过显存数据线分辨PCB层数同样是一个行之有效的方法,数据线层。

  一款PCB需要经过各种各样很严格的测试才能得出其性能和稳定能力的表现,很难通过外观辨别其优劣。但是对于普通用户来说,也只可以通过其外观来鉴别。如果连外观都有问题的PCB,质量也不一定可以控制好。事实上,很多低价显卡的PCB都或多或少的存在这些问题:

  1)、边角上是否有毛刺:优质PCB横断面很光滑,绝对看不出绝缘层,只有在特殊位置(一般在接口金手指附近)留有茬口;

  2)、PCB板韧性:优质PCB的各层之间粘合非常紧密,相对来说不易弯曲,这个只有拿两块PCB做对比才能感觉出来;

  3)、供电模块的位置:几乎所有公版卡都将供电设计在远离接口的位置,而且元件排列整齐划一,这样做才能够大大降低干扰;

  4)、终结电阻的数量:为避免数据线终端反射信号,GPU和显存周围都会安置密密麻麻的小电阻,这些电阻即使省掉可能也不影响正常使用,但对长时间运行会造成隐患,稳定性大打折扣;

  一块光亮整洁、板卡周边无毛刺、无颜色偏差现象、PCB焊接饱满、均匀、供电整齐划一、元件密密麻麻的PCB才是上佳之作。

  在大家为公版还是非公版、10层8层或6层、3相还是2相供电争论得面红耳赤的时候,我们得知一种新的显卡模式惊现网络,这种称为One-to-One定制模式的显卡品牌iGame,能够让玩家自己订制显卡的PCB层数和供电相数,甚至PCB颜色、输出接口这些细微的东西都能从自己的需求出发选择!

  萝卜青菜、各有所爱。世界上没有最完美的设计,只有最适合用户胃口的产品。您到底喜欢显卡采用什么样的配置呢?有兴趣的线;九大模块可定制!iGame官网抢先揭秘一文的方法,亲自去制一款,希望本文关于PCB部分的介绍可以帮助大家在今后购买显卡时做出正确的选择!