超烧族专用显卡 昂达4+2相GTS450做工初探！

  【天极网DIY硬件频道】2010年9月13日，NVIDIA发布了千元以下首款DX11显卡GTS450。定位中、高端，视HD5750为对手的它，从一问世开始就引起了许多玩家的浓厚兴趣。特别是其超频后核心达成1GHz的突出超频能力，更是让资深“老鸟”赞不绝口。不过，第一批上市的GTS450多为公版卡和仅仅更换了散热器的“伪非公版卡”。真正在做工、用料、散热都凌驾于公版之上的产品少之又少。

GF106核心

  面对这种情况，以“市售最快”为目标的昂达神戈系列在成功推出全钽聚合物电容、多相供电、全贴片式设计的GTX460神戈之后，再次发力，在第一时间推出了自己的昂达GTS450 1GB神戈，与3+1相供电的公版不同，该显卡在核心和显存上均比公版多出一相，达到了目前最高的6相供电设计。好东西要大家分享，下面我们就为大家仔细分析一下，这片显卡究竟有哪些过人之处。

昂达GTS450 1GB神戈

  4+2相供电，提供最纯净电流

  众所周知，公版GeForce GTS 450产品采用了3+1相的供电设计，在实际测试中，整体性能和超频能力都比较出色。不过，这是在未提升GPU电压的情况下。在实际的超频过程中，许多玩家都会采用提升GPU电压的方式，加强核心的超频能力，并保证超频后显卡可以稳定工作。这时，昂达GTS450神戈4+2相供电就显示出其实际意义来了。其好处主要有两点：1、分摊电流，平衡供电;2、降低损耗，分散热量。

4+2相供电，PCB直接沿用GTX460神戈设计

  简单地说，供电模组之于显卡的意义，就是为芯片提供稳定、纯净电流。所谓纯净电流是相对于尖峰和高频杂波而言的，在电流传输过程中受到各种因素的影响，电流时而会产生传输不稳定的情况，而现在一颗动则十几甚至几十亿晶体管的GPU中，如果供电不加滤波击穿晶体管是轻而易举的事情，GPU寿命会大幅降低。

左图：昂达GTS450神戈所使用的4+2相供电;右图：公版GTS450使用3+1相供电

  因此，相数越多，电流就可以更均匀地被分配到每一相，减小单相负载，获得更大的超频空间。目前，芯片正朝着低电压、大电流的方向发展。单相供电输出电流的上限大概在30~40A，100A以上已成为高端显卡的最低标准，这也就造成了2相、3相供电纷纷告破。连GT240这样的低端显卡也使用了核心3相以上供电的事实，清楚地告诉了用户：相数不够是不行的。

昂达GTS450神戈使用4相RT8841 PWM控制器

  此外，使用4相核心供电的第二个好处则是：降低损耗，分散发热，提高输出容量。

  以GTS450神戈为例，假设电路的开关频率是f(比方说，100kHz)，4个相位交错工作，等效的开关频率就是4f(也就是400kHz)，更高的等效开关频率带来了更快的瞬态响应速度。另外，多相交错工作可以大大降低纹波电流(ripple current)，还是以1相和4相来对比。假定输出电流都是100A，纹波电流占输出电流的5%。输入电压12V，输出电压1.2V，开关占空比是1/10。下面是电流波形的示意图。

  上图中，上方是四相叠加的电感电流，下方是每相电感的电流，锯齿的上沿和下沿之差就是纹波电流的大小。可以直观地看到，四相总的纹波电流只有每相(仅担负了总输出的1/4)的1/4，如果以单相输出全部的电流，纹波电流值将达到四相的16倍。多相交错工作可以减小纹波电流。GTS450每多一相供电，纹波电流值就换降低25%。纹波电流与输出电压纹波成正比，因此纹波电流小了意味着输出电压更干净，频率上限得以大幅提高，或者相同纹波程度下输出电感和输出电容数量得以减少，这就是相数多了带来的好处。

  在使用大量篇幅描述了4+2相供电中的4相核心供电后，为显存配备的2相供电同样不容忽视。为了让显存获得更大的超频空间，昂达GTS450神戈使用了NEXSEM 2相显存控制芯片，用1相显存控制芯片1/5的时间即可准确调整显存即时电压，供电效率高达97.3%，超频后工作更为稳定。

使用2相MEXSEM PWM控制芯片

  不过需要说明的是，供电也并不是越多越好，因为供电相数越多，PCB尺寸就会越大，所需要的原料越多，成本也就越高。最后，这部分成本，还是会要最终客户买单。常言道，过犹不及。经反复测试，就GTS450而言，4+2相供电是目前性能、超频能力和价格三方面因素综合下来的黄金比例。

  “八爪鱼”保驾 独家使用PowerFlat56封装低内阻Mosfet

  与市售GTS450所使用的普通三脚Mosfet相比，昂达GTS450 1GB神戈版所使用的Magnachip研发、PowerFlat56封装模式Mosfet(俗称““八爪鱼”，并联导通能力提高145%，发热量降低47.3%。

  MOSFET，中文名称是场效应管，一般被叫做MOS管。这个黑色方块在供电电路里表现为受到栅极电压控制的开关。每相的上桥和下桥轮番导通，对这一相的输出扼流圈(俗称电感)进行充电和放电，就在输出端得到一个稳定的电压。每相电路都要有上桥和下桥，所以每相至少有两颗MOSFET，而上桥和下桥都可以用并联两三颗代替一颗来提高导通能力。

市售显卡经常使用的Mosfet

  目前市售GT450多使用有三个引脚的D-PAK(TO-252)封装，也就是俗称的三脚封装。中间那根脚是漏极(Drain)，漏极同时连接到MOS管背面的金属底，通过大面积焊盘直接焊在PCB上，因而中间的脚往往剪掉。这种封装可以通过较大的电流，散热能力较好，成本低廉易于采购，但是引线电阻和电感偏高，非常不利于达到500KHz以上的开关频率，更不利于显示核心频率长期运行在900MHz高频下。

PowerFlat56封装模装的MDU2656/MDU2654管

  为了避免上述问题，使Mosfet不致成为掣肘显卡整体性能的瓶颈，昂达GTS450神戈版率先使用Magnachip研发、PowerFlat56封装模式的MDU2656/MDU2654管，在每相上下桥，各使用2颗并联，并联导通能力较普通GTS450提高145%。不仅如此，其独有的高分子内部夹层技术彻底改变SO-8内部结构，频率上限突破2000KHz，为普通GTS450四倍，核心频率理论峰值可达1473MHz!

PowerFlat封装Mosfet设计图(5x6mm)

  不仅如此，MDU2656/MDU2654允许通过的电流为19.2A和27.6A，导通电阻RDS(on)<3.2mΩ，远远低于RDS(on)通常在5mΩ左右、DPAK封装的Mosfet，在发热量和转换效率上改善47.3%。

  超大容量1R0电感 感值提高100%

  与公版GTS450所使用的铁粉电感相比，昂达GTS450 神戈采用磁芯材料为为Super-MSS的1R0贴片式电感，饱和电流更大，更适合超高频、更高饱和电流环境下使用，称得上为超频用户量身定做。

  与DIP直插封装、线绕式结构电感相比，SMD表贴封装电感，故障率、磁漏值分别为前者的1/35和1/6。在完全相同的电感容量下，GTS450神戈所使用的1RO电感能够在单位时间内提供的感值更大，电流曲线更为平稳。

在测试中，1RO贴片式电感的变化曲线，近乎完美

  1分钱1分货，在4+2相供电、“八爪鱼”mosfet、1RO贴片式电感、富士通全固态电容的帮助下，昂达GTS450神戈的核心纹波电压比公版低47%以上，为超频打下了坚实的基础。

  在双热管风扇、加纯净平稳、持续充沛的电流保证下，昂达GTS450神戈在相同电压条件下，具有比公版极限频率高50MHz以上的性能表现。近期，各媒体和资深玩家将陆续放出关于该显卡的详细评测数据，敬请期待。