詳細(xì)解讀何為二代數(shù)字供電

數(shù)字供電、模擬供電是顯卡和主板的熱門(mén)話題之一，不過(guò)很多用戶并不是非常了解兩種技術(shù)究竟有何異同，有些廠商也出于種種目的大肆忽悠，人民群眾經(jīng)常不明白真相也就是可以理解了。

所謂數(shù)字供電，更準(zhǔn)確的說(shuō)法是“集成化數(shù)控供電模塊”，指控制電源的PWM芯片采用了數(shù)字式處理技術(shù)，用數(shù)字芯片來(lái)對(duì)整個(gè)模擬電路進(jìn)行管理。供電電路在顯卡上的職責(zé)是為GPU核心正常工作提供穩(wěn)定可靠的供電支持，而評(píng)價(jià)一款顯卡的供電設(shè)計(jì)是否優(yōu)秀，主要看三大指標(biāo)：最大輸出功率、輸出電源品質(zhì)、轉(zhuǎn)換效率。

出乎意料吧！民用顯卡歷史上第一款采用數(shù)字供電的居然是NVIDIA 2004年發(fā)布的GeForce 6800 Ultra，不過(guò)之后ATI迅速跟進(jìn)，直到現(xiàn)在的Radeon HD 6970都一直采用數(shù)字供電，造成不少用戶以為數(shù)字供電是ATI專屬的錯(cuò)覺(jué)。其實(shí)無(wú)論是設(shè)計(jì)理念還是元件用料，數(shù)字供電在這六七年來(lái)并沒(méi)有多大改動(dòng)，進(jìn)步有限。

數(shù)字供電在輸出紋波、轉(zhuǎn)換效率、瞬態(tài)響應(yīng)、占用面積等方面有著先天的優(yōu)勢(shì)，但正所謂成也蕭何敗也蕭何。就以當(dāng)前市面最主流的Volterra方案為例，由于采用的VT1157SF從控芯片整合四顆MOS和Driver，集成度非常高，導(dǎo)致顯卡超壓超頻使用時(shí)從控芯片產(chǎn)生的熱量非常驚人，但是偏偏散熱面積又極為細(xì)小，結(jié)果溫度高于100℃是常有的事。

從上圖可以看到，為了排出這幾顆芯片的熱量，必須使用面積和體積巨大的散熱片，而有限的接觸面積不僅熱量傳遞速率慢，也容易在運(yùn)輸途中磕壞脆弱的芯片表面。另一方面，巨大的散熱片甚至影響到輸入電容只能使用貼片電容，而貼片電容的容量一般都較小，對(duì)于大功耗顯卡而言濾波效能不佳。

那到底是否存在既有數(shù)字供電的先天優(yōu)勢(shì)，又有傳統(tǒng)電路較低成本和散熱容易的供電方案呢？答案是肯定的，這就是本文所要介紹的二代數(shù)字供電。這種數(shù)?；旌系墓╇姺绞阶钤绯霈F(xiàn)于主板，典型例子就是華碩最高端的玩家國(guó)度Rampage III Extreme和Rampage III Formula，均采用CHiL CHL8318數(shù)字PWM。

顯卡中也有采用CHiL CHL8318數(shù)字PWM的產(chǎn)品，比如索泰最近發(fā)布的GTX560Ti毀滅者，就是第一款采用二代數(shù)字供電的顯卡。

CHiL CHL8318是Chilsemi公司推出的最新款數(shù)字多相補(bǔ)償控制器，特別為高性能PC和游戲機(jī)設(shè)計(jì)，符合VRD 11.1標(biāo)準(zhǔn)，也是首款提供8相控制的數(shù)字電路控制器，在大多數(shù)負(fù)載范圍內(nèi)提供90％以上的轉(zhuǎn)換效率，開(kāi)關(guān)頻率可設(shè)定在200kHz到1MHz之間，而且PWM IC內(nèi)置的ROM能使用GUI圖形界面修改參數(shù)，可以更高效地調(diào)整電路。這種芯片1000片起訂，每片價(jià)格3.29美元。

從Chilsemi公司提供的官方規(guī)格書(shū)中可以看到，CHL8318數(shù)字PWM不僅擁有極高的轉(zhuǎn)換效率，還有著模擬或者傳統(tǒng)數(shù)字PWM所沒(méi)有的功能，包括定制的超高輸出電壓、動(dòng)態(tài)相數(shù)控制以節(jié)省功耗、通過(guò)采集SMB總線數(shù)據(jù)以監(jiān)控每相負(fù)載電流。

使用CHL8318數(shù)字PWM可以為供電奠定良好的基礎(chǔ)，但最終供電效果必須依靠眾多被動(dòng)元件的共同努力。二代數(shù)字供電的轉(zhuǎn)換效率大幅提升，但對(duì)MOS管和電感的要求卻不高，比如上面那款GTX560Ti毀滅者使用了索泰屢屢提及的8爪魚(yú)MOS，甚至連輔助散熱的散熱片都不需要，只是搭配大容量的富士通FP固態(tài)電容。

介紹了那么多二代數(shù)字供電的好處，那么它實(shí)際功用怎么樣呢？我們將GTX560Ti毀滅者超頻到900/1800/5000MHz，使用FurMark軟件進(jìn)行超頻拷機(jī)烤機(jī)，再借助示波器監(jiān)控核心供電電路的輸出波形。

NVIDIA要求廠商GPU供電紋波最大不超過(guò)200mv，以保證顯卡穩(wěn)定運(yùn)行。從上面的示波器截圖可以看到，在核心電壓設(shè)定為1.0V的狀態(tài)下，GTX560Ti毀滅者的實(shí)際紋波僅有77mv，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于NVIDIA的要求，證明了二代數(shù)字供電的實(shí)力。

性能如此強(qiáng)悍的二代數(shù)字供電自然只會(huì)用在奢華的發(fā)燒級(jí)別顯卡產(chǎn)品上，比如索泰就準(zhǔn)備了更高端的GTX560Ti至尊版，搭配價(jià)值5美元的富士通頂級(jí)SuperML電容，默認(rèn)核心頻率高達(dá)驚人的1GHz。

在GPU工藝越來(lái)越先進(jìn)的今天，顯卡供電會(huì)變得電壓更低、電流更高。在當(dāng)前供電每相提供30A電流的技術(shù)限制下，顯卡供電不僅要求相數(shù)要多，供電的效率和品質(zhì)也很重要，不是單靠堆料就能解決的。二代數(shù)字供電就為非公版加強(qiáng)型顯卡的設(shè)計(jì)定下了更高的標(biāo)準(zhǔn)，也提供了更穩(wěn)定的基石。