孰强孰弱堆料王昂达GTX460供电解析（1）

【天极网DIY硬件频道】【天极网硬件群组8月16日消息】天可怜见，GTX460中总算来了个不一样的! 4+2相供电、全贴片式钽电容做工的昂达GTX460神戈，在昨天正式发布了。

随着各种非公版GTX460的陆续发布，究竟哪一片卡才是广大玩家的“真命天子”，成为了大家最关心的话题。超越单纯比拼频率的“小白”阶段后，只要是稍微资深一点、专业一点的用户无不将注意力集中到了显卡本身的做工上。可看过了众多版本的GTX460之后，我们却发现，其实绝大多数的GTX460在供电设计上并没有什么大的突破。

市售GTX460常见供电模式(1)

市售GTX460常见供电模式(2)

在资深的玩家眼中，市售的GTX460在供电方面，几乎可以用乏善可陈来形容，2个固态电容+1个封闭电感+1上一下(二上一下)的Mosfet管，几乎成为了所有工厂RD的“标准格式”。这种在GT260、GT250、GT240，甚至GT220上都司空见惯的设计，如今又被照搬到了GTX460上。

图：GTS250供电(单看供电，一般人可能觉得这个更“像”GTX460)

在这种不过不失的设计思想指引下，各家的GTX460的频率、用料自然“如有雷同，不是巧合”，相同的频率、相同的显存、电气性能相差无几的电容、电感、Mosfet......由同一个代工厂代工、不同品牌的GTX460“撞衫”的情况在卖场也时常可见。

昂达GTX460神戈

正面PCB图，4+2相供电，全贴片式钽电容。

现在，GTX460中终于出现了这样一款产品，它全长23.4CM、10颗贴片式1RO电感、20个LFPAK超低损耗Mosfet、37颗高分子钽聚合物电容、89颗多层陶瓷电容(MLCC)遍布全板。它和所有市售GTX460相同的---只有芯片。如果要彻底了解它，大家可能需要翻上1个月的白皮书。本文的目的就是，为大家省去查资料的时间，告诉玩家，昂达GTX460神戈究竟是一款什么样的产品，由于篇幅所限，今天我们将只谈该显卡的供电和电容部分。

1、它是GTX460中唯一使用4+2相供电的

优点：输出电压更纯净，发热量更低，超频上限大幅提高

非常惭愧，看到昂达GTX460神戈时，笔者的第一个感觉，竟然是“漂亮”。与所有GTX460相比，昂达GTX460神戈版最让人感到惊艳的就是它的供电设计，其为GPU供电部分采用了4相回路、Mosfet管2上两下设计，为显存提供了2相回路设计，总共6相供电设计。纹波电流、输出电压纯净度等电气指数、比市售GTX460高27.3%(经实验室测试)。

左图：使用4+2相供电模组的昂达GTX460神戈;右图：使用4+1相供电的市售GTX460

在供电电路中使用4相供电的第一个目的是为了将电流均匀地分配到每一相，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!

3相核心供电在GT240中都颇为常见

使用4相核心供电的第二个目的则是：降低损耗，分散发热，提高输出容量。

以GTX460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。

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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。GTX460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。

2、它是GTX460中唯一使用钽电容设计的

优点：电流损耗减少86%、热量下降45.84%

在GPU的输入和输出部分，昂达GTX460神戈版分别采用了27颗容量为470uf的三洋POSCAP系列钽聚合物电容和10颗容量为100uf的美国Kemet T491系列钽聚合物电容电容，为多相供电电路提供源源不断的能量，同时防止MOS管开关的纹波和尖峰脉冲对其它电路形成串扰，也可以滤除电源电压中掺杂的纹波干扰。

左图：昂达GTX460神戈所使用的kemet T491钽聚合物电容;右图：普通三洋固态电容

与普通固态电容相比，同样阴极是聚合物(PEDT\PPY等)钽聚合物电容的漏电流只有铝聚合物电容(固态电容)的几分之一左右，以市售GTX460上使用的三洋固态电容4V 33UF为例，其漏电流(LC)为66UA，而昂达GT460神戈所使用的同规格Kemet T491钽聚合物电容一般仅为9.4UA 左右，电流损耗仅为普通GTX460所使用电容的14%。

不同频率下，Kemet T491钽聚合物电容变化曲线趋于平缓(蓝色虚线)，电流损耗及ESR值几乎无变化

不仅如此，钽聚合物电容在发热量上，也有极为明显的优势。其损耗角(其值越小，表示电容发热量越小)指标极为出色，还是拿4SVP33M为例，其损耗角是0.12，而同规格钽聚合物电容的DF(损耗角)则为0.065。相差54.16%。电容温度越低，显卡PCB整体的发热量就越小，超频上限就越高。

kemet白皮书相关资料

与普通固态电容相比，钽电聚合物电容的好处还不止于以上两点。由于钽电容为树脂封装，外加多层银和石墨阴极镀层和钽导线。所以，其失效率远小于容易进入湿气和被腐蚀的铝聚合物电容(固态电容)。在麻省理工学院实验室最近的一次试验中，KEMET的钽聚合物电容在模拟运行了1500000小时中才出现一次失效，也就是说碰到一次钽聚合物电容失效要等130多年，可靠性可见一般。

PPM代表百万分之一

不仅如此，在图中可以看到在三洋、kment钽聚合物电容等元件周围还有许多体积极为微小的料件，其正式名称叫做多层陶瓷电容(MLCC)，它的单颗容量比电解电容、固态电容、甚至钽聚合物电容都要小很多，然而高频特性却极其突出，ESR非常低，负责在芯片旁边第一时间对负载动态变化做出响应。因而在显卡GPU、PWM芯片、有源晶振、电感等高元件周围处通常会有十几颗、甚至数十颗的MLCC用作高频去耦，和大容量的固态电容、钽电容搭配，提供更好的滤波效果和动态性能。在昂达GTX460神戈上。该电容的数量达到了创记录的92颗，比普通GTX460整整多了一倍。