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揭秘! 微星顯卡“軍規組件”技術白皮書

發布時間:2010-1-12 11:11    發布者:李寬
前   言

近年,各大主要板卡廠商都在板卡供電設計上卯足全力,因為供電系統用料的品質對板卡穩定性有重大影響。精準的電壓輸出,還要能在超頻時提供強大而穩定的電流,這些都是板卡廠商和消費者追求的品質。



    2009年,微星顯卡發布了業內全新的供電系統用料規格------軍規組件。其主要特點是將一般用于航空航天及其他軍事領域里的軍工級電子元器件用于廣大民用產品,讓一般人在使用民用電子產品的同時,充分享受到軍工級產品的超高穩定性,超長壽命,高靜音的特點。“軍規組件”包含的Hi-c CAP、SSC、Solid CAP均通過美國國防部MIL-PRF-39003L標準中的溫度需求,是目前顯示適配器業界最高品質料件的總集合!




SSC固態靜音電感
SSC(Solid State Choke)



    電感主要是用來輸出電流。依據負載狀況,GPU隨時會抽取必要的電流量,當超頻且高負載運作時,所需的電流量就會激增。因此,為了保持最高質量與穩定度,微星領先業界采用全新一代的SSC固態電感。



    為何叫它固態電感?首先要了解電感的內部構造,普通電感其實就是小型的電磁鐵,藉由磁電共生的原理,將電流轉為磁力儲存下來,有需要時再由磁力轉回電流。因此其內部就是線圈和金屬棒所構成,電流通過線圈之后產生磁場,磁力被儲存在金屬棒內,不通電時,金屬棒的磁力就會轉成線圈上的電流。

0分貝電流噪音



    傳統電感有一個很大的缺點──高頻噪音。當GPU需要極高的電流量時,線圈或金屬棒都處于滿載的狀態,而產生的磁力讓兩者互相干擾而震動,此震動速度非常快,因而產生極高頻的噪音,音量依負載程度而不同,從人耳聽不到10分貝,到沒有人受得了的30分貝都有可能。
SSC 固態電感的設計則完全不同。SSC固態電感本身是一體成型的設計,線圈整個是埋在鐵塊里,就像大樓里的鋼筋和水泥,不像傳統電感是有金屬棒與線圈的分離式設計。電流量再高,SSC也不會震動,因此也不會發出擾人的高頻噪音,一體成型的設計也比傳統電感來的堅固,在防突波的能力上也較高。

更高的電流輸出能力

    而就電容本身的特性而言,SSC最大的輸出電流值也較傳統的電感高37.5%,在電源相數一樣的設計下,采用SSC會有更佳的電高輸出量,也就代表有更好的超頻穩定度,因此微星將SSC用在顯示適配器的整體供電系統上,以確保最佳的電源質量。



Hi-C高電容(高導電聚合物電容)
Hi-c CAP(Highly-Conductive Polymerized Capacitor)



    電容主要用來穩定電壓,它可以輸出一個穩定的電壓值。芯片(CPU和GPU)都需要在穩定電壓下工作,提高電壓可加快芯片的運作速度,但電壓必須穩定,芯片才能處于穩定工作狀態。而Hi-c CAP是目前業內最高端也是最具穩定性的電容。
其核心采用“鉭”,鉭是一種極其稀有的貴重金屬,滑雪特性穩定,耐溫非常高,導電性驚人。一般在科學院就領域,鉭是白金的替代品

超長壽命

    Hi-c CAP便是鉭質核心電容,其穩定度非常高。耐溫達到125°,所有電容器中最高的。溫度直接影響料件壽命。在85度的極高溫下(一般在超頻中才會出現),Hi-C電容都有超過20年的壽命;若只是在待機狀態的65度下使用,Hi-c CAP可以保用200年以上!



超低漏電率

    由于鉭的超高導電性與穩定性,讓Hi-c CAP擁有超低的漏電值。電容漏電代表了電能損耗。電容漏電會導致供電系統供電不足,從而會影響芯片的運作穩定度。一般傳統固態電容的漏電值約在 1200μA,Hi-c CAP只有85μA,僅僅是前者的1/15,讓Hi-c CAP的穩定性與電源效率都大大提高。同時也保證了芯片的穩定運行



    這兩大優點讓Hi-c CAP應用在尖端科技的領域,比如NASA的航天飛機或衛星必須要在太空這種極限環境長時間運作(最好永遠不需要修理),內部電路都是采用鉭質電容。而微星則把Hi-c CAP用在顯示適配器的GPU供電線路上,穩定GPU的電壓,保持GPU供電的純凈。

Solid CAP固態電容(Solid Capacitor)



    在顯卡上某些部件,微星采用了“軍工級固態電容”。它具有超大容量,超低ESR(等效電阻)以及不爆漿的特性!

超長壽命



    微星采用的“軍工級固態電容”標準時是:在高負載的80°C狀態下至少有10年以上的壽命,若是待機的65°C則有長達57年的壽命。超長壽命的電容可以確保顯示適配器的長時間的穩定運作。

超低ESR



    ESR(Equivalent Series Resistance,等效電阻)是電容的一個特性,所有電子組件內部都有一個阻抗值,這個內部阻抗會消耗能量、轉成廢熱,ESR越低,電子組件的特性就越好。軍規級固態電容的ESR只有傳統固態電容的50%~70%,因此軍規級固態電容的發熱量較低,溫度低也就代表較長的壽命,另外,低ESR的另一個好處是不會消耗過多的能量,提高電源的效率。

電源輸出測試

    為測量軍規組件對電流輸出影響,最佳的測試方法就是量測顯卡的漣波值(Ripple),漣波是指電壓上下波動的幅度,波動越小,電源就越穩定,顯卡超頻、壽命、耐用度也就跟著提升。



    上面是競爭對手顯示適配器量測出來的漣波值,高達284mV。



    這是微星軍規級顯卡所量測出來的漣波值,只有198mV。

    284mV與198mV,采用“軍規組件”的微星顯卡的漣波值比競爭對手足足低了48%,由此可見Hi-c CAP、SSC與超低ESR固態電容對顯示適配器電源穩定度的幫助。

結語

    顯示芯片的制程將在2009年開始逐步轉換到40nm或45nm。在制程縮小而頻率不斷提高的情況下,芯片對于供電的要求愈加嚴格。這個時候,需要有極其穩定、強大的供電系統支撐。采用“軍規組件”的微星顯卡正式在這樣的驅使下誕生了,帶“軍規組件”的顯卡將為玩家帶來無與倫比的體驗!
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