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Circuito stampato e alimentazione

Pagina 8: Circuito stampato e alimentazione
Recensione della scheda video EVGA GTX 1080 Ti FTW3 Gaming con GPU Nvidia GP102 e 11 GB di memoria GDDR5X.

Secondo noi la parte più interessante della scheda di EVGA è l'alimentazione della GPU con le sue cinque fasi raddoppiate.

Prima di entrare nel dettaglio, date un'occhiata al lato destro meno popolato. A parte sei condensatori polimerici solidi, due induttori per appianare le correnti lato input e una manciata di connettori, non ci sono altri grandi componenti. Ciò potrebbe spiegare i fori nella piastra di raffreddamento tra l'heatsink e la scheda.

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Infatti, l'heatpipe sovrapposta e il dissipatore in rame sulla scheda nuda mostrano come questi pezzi si adattano tra loro. Chiaramente, la soluzione termica di EVGA aiuta a raffreddare anche gli induttori.

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La superfice disponibile per il raffreddamento è molto più grande rispetto alle  schede FTW2. Questo è un bene, dato che gli induttori dissipano molto del calore di scarto.

Alimentazione GPU

Uno sguardo rapido ai componenti scelti da EVGA per le sue cinque fasi (raddoppiate) potrebbe suggerire un'alimentazione incredibilmente eccessiva. Non è però una configurazione pensata per l'overclock estremo; comunque c'è del concetto dietro questo design.

L'ON Semiconductor NCP81274 usato da EVGA è un convertitore buck sincrono multifase in grado di gestire fino a otto fasi. Grazie a un'interfaccia a risparmio energetico può operare in una di tre modalità: tutte le fasi attive, spegnimento dinamico delle fasi sotto carichi medi, o un minor numero di fasi (fisso) per le situazioni in cui non è necessaria l'intera alimentazione. Questo è importante per la distribuzione dei carichi e dei punti caldi sulla scheda.

Dato che EVGA considerava insufficienti otto fasi, l'azienda ha fatto un compromesso adottando cinque fasi più il raddoppio, per un totale di 10 circuiti di controllo. Questo è stato raggiunto usando raddoppiatori di fase ON Semiconductor NCP81162 che monitorano due fasi e determinano quale deve ricevere il successivo impulso PWM inviato dal controller. Perciò quando una fase riceve un carico a 40A, il raddoppiatore lo divide in due carichi da 20A.

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Un gate driver ON Semiconductor NCP81158D dual MOSFET per fase pilota un paio di dual N-channel MOSFET Alpha & Omega Semiconductor AOE6930, che combinano i FET high e low-side in un solo conveniente package. La decisione di usare due di questi chip AlphaMOS per circuito – per un totale di 20 – non è necessariamente collegata alla ricerca dell'overclock da parte di EVGA; ci sono altre ragioni tecniche.

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Torniamo al nostro esempio di carico di 40A, suddiviso in due carichi da 20A tramite raddoppiamento di fase. Usando due dual MOSFET in parallelo, questo numero poi scende ad appena 10A per package, facilitando una distribuzione molto più uniforme dei punti caldi sulla scheda, riducendo la resistenza interna dei circuiti e tagliando sulla perdita di energia convertita in calore disperso. L'alto numero di circuiti di controllo riduce anche la frequenza di commutazione, alleviando ulteriormente il carico termico.

L'AOE6930s opera in modo efficiente a temperature tra 75 e 80 °C e fino a circa 20A. Oltre avreste a che fare con carichi termici preoccupanti. Ma anche nella modalità "tutto attivo", l'NCP81274 garantisce fino a 400A di corrente, cosa che dovrebbe essere sufficiente per qualsiasi condizione di carico immaginabile. La reale motivazione di EVGA era far funzionare quei circuiti di controllo il più efficacemente possibile. Senza anticiparvi le nostre rilevazioni, l'idea funziona bene.

Sensori termici

EVGA usa un controller a 8 bit di Sonix che fa un buon lavoro nel rilevare dati in quasi tempo reale. Un totale di nove piccoli sensori termici sono stati posizionati sopra e sotto possibili punti caldi sulla scheda. Questi "alimentano" il chip Sonix, che controlla le tre ventole del dissipatore iCX in modalità asincrona.

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A causa del modo i cui quei MOSFET AOE6930 cambiano i circuiti di controllo, EVGA avrebbe dovuto spostare i sensori termici del VRM di conseguenza. Dato che l'azienda non l'ha fatto, si ottengono letture di temperatura che a volte non rispecchiano le misure prese direttamente sotto i componenti. A ogni modo, le differenze sono abbastanza accettabili. Le letture dei sensori ricordano all'incirca i valori reali.

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Il software EVGA Precision XOC mostra l'uscita di tutti i nove sensori, permettendo di tenerli sotto controllo. Il software vi consente anche di regolare le ventole per ridurre specifici punti caldi.

Se volete saperne di più del dissipatore iCX, leggete questo articolo: EVGA GTX 1080 FTW2 Gaming iCX, test del nuovo dissipatore.

Alimentazione memoria

La GTX 1080 Ti FTW3 Gaming usa induttori con core in ferrite di media qualità, ma che sono sufficienti. Anche Nvidia li usa. Li trovate sia nella sezione di alimentazione della GPU sia in quella della memoria.

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Un totale di 11 chip di memoria GDDR5X Micron MT58K256M321JA-110 circondano il processore GP102. Lavorano a 11 Gb/s, cosa che permette di compensare per il controller di memoria a 32 bit mancante rispetto alla Titan Xp.

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L'alimentazione della memoria è a sinistra della circuiteria di regolazione della tensione della GPU. Consiste di un convertitore buck sincrono a due fasi ON Semiconductor NCP81278 con gate driver integrati e lo stesso MOSFET dual N-channel AOE6930.

Varie ed eventuali

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Il monitoraggio della corrente è gestito da un Texas Instruments INA3221 a tre canali. Quei due shut nell'area input permettono di monitorare il flusso della corrente.

E con due induttori dietro i connettori a 8 pin, EVGA aggiunge un po' di filtro contro i picchi.

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La scheda ha due BIOS che si possono selezionare tramite un piccolo switch (master/slave). Vi sconsigliamo di forzare il flashing del BIOS master a una versione differente.