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제조사별 AMD 그래픽카드 설계

ㅇㅇ(203.175) 2016-10-09 00:36:15
조회 12244 추천 93 댓글 49
							

전원부에 전류를 스위칭해서 넣어주는건 모스펫이다. 모스펫이 넣어준 전류중에 고주파수를 인덕터가 필터링하고 커패시터로 보낸다 커패시터는 방전과 충전을 반복하며 전류가 모자랄때는 방전해서 전류를 더 공급하고 전류가 넘치면 충전해서 방전을 대비한다. 인덕터가 구리면 커패시터 수명도 짧아진다.

상전압이 직류전압보다 클때 하이사이드 모스펫이 동작하고 상전압이 접지 전위보다 낮을때 로우사이드 모스펫이 동작한다. 하이사이드 모스펫은 일반적으로는 꺼져있고 보통은  로우사이드 모스펫만 동작한다. 로우사이드 가용전류가 크면 일반적인 환경에서 안정적이다. 풀로드시의 전체 가용전류는 하이사이드 모스펫의 가용전류 X 페이즈 수를 하면된다.

모스펫은 파트명 다 찾아서 기재해놨으니 세부적인 사항이 궁금하면 검색하면 데이터시트 나온다.


먼저 레퍼런스

레퍼런스 r9 280부터 PCB라도 잘만들어 보고자 노오오오력을 해서 거의 비래퍼급으로 뽑았던 AMD답게 설계가 상당히 좋다.

전압제어칩은 ir3567b를 사용했고 이건 래퍼 비래퍼 전부 모든 카드가 동일하다.

하이사이드 모스펫은 갓한민국 회사인 매그나칩의 mdu1514를 썻으며 가용전류는 66A@25C 50A@80C 40A@100C 30A@125이다 상당히 좋다. 밑에 계속 읽어보면 알겠지만 웬만한 비래퍼보다 좋다

로우사이드 모스펫은 같은 매그나칩의 MDU1511를 썼으며 가용전류는 100A@Under 80C 65A@125C이다

쿨엔에서 유일하게 PCB를 자세하게 찍어줘서 참고를 많이하는데 이 쿨엔 전원부 알못 새끼들이 하이사이드 모스펫만 찍고 로우사이드를 안찍어줘서 찾느라 정말 고생했다.


다행히 플웨즈 리뷰에서 겨우 찾아냈다 인덕터 바로 옆에 MDU1511보일거다.

플웨즈놈들은 본질을 망각하고 기판찍으면서 막 아웃포커싱 넣고 각도 주고 이딴 병신 예술하려고 해서 세부부품 확인하기 힘든데 유일하게 이건 잘나옴.



니트로. 사파이어 이놈들은 페이즈 한개만 덜아꼈으면 괜찮게 설계했다고 했을텐데 하나 빼서 별로로 만들었다.

모스펫은 ir3553으로 드라이버ic 하이사이드 모스펫 로우사이드 모스펫이 통합된 구성이다.

합쳐져서 발열이 심할 것 같지만 효율이 좋아 별열이 적은게 특징이다


가용전류는 40A@under 60C 29A@90C정도인데 레퍼런스보다 안좋은데 페이즈수가 5개로 1개 적어서 1/n이 커지기 때문에 같은 로드에서 한 전원부가 감당해야하는 전류가 많다.

왜 이게 안좋으냐 하면

로드가 적을 수록 효율이 좋고 그 말은 파워로스가 적다는 뜻이고 파워로스가 적다는 말은 발열이 적다는 것이고 발열이 적다는 것은 수명이 길다는 뜻이다. 즉 전원부 품질 차이가 심하게 나는 경우가 아니면 대가리빨이다. 그래서 고급 보드에서는 더블러를 써서 부하 분산을 하는거고

거기다 니트로는 대만제 커패시터를 사용하기 때문에 한 전원부에 로드가 많은건 좋지 않다. 커패시터는 충전과 방전을 계속하는 배터리와 같은 부품이기 때문에 믿기 힘든 부품이다. 심지어 이 대만제 커패시터는 유명한 메이커도 아닌 AP-CON이라는 곳이다. 이 회사 홈페이지에 들어가보면 알겠지만 데이터시트도 찾을 수 없다. 데이터시트가 없다는 것은 대부분의 경우 존나게 구리다는 뜻이다.

안그래도 대만제 전기부품들이 페이퍼스펙이고 실제스펙은 다른경우가 많은데 데이터시트마저 없다는건 ....

MSI 는 이게 리뷰어용은 6페이즈고 실제사용자용은 사진과 같이 4페이즈라는 말이있어서 일단은 4페이즈로 본다.

이 PCB는 레퍼런스의 설계를 반대로 했는데 전원입력쪽에 전원부가 있는게 전압강하가 적어 대기전력이 적기때문에 한것으로 보인다. 그러나 처음부터 재설계된 PCB는 아니다.

Ubiq의 QM3816N 라는 통합 모스펫을 사용하는데 High Side는 51A@25C 32A@100C이며 Low Side를 담당하는 것은 117A@25C 74A@100C이다.

레퍼런스보다 페이즈당 8A가 딸리긴 하나 모스펫의 구성자체는 괜찮은 편이다 그러나 페이즈수가 작다. 풀로드상황에서의 전체 가용전류는 하이사이드 모스펫의 가용전력에 페이즈수를 곱하면 되는데

의미없는 수치인 25C의 값은 버리고 100C의 값을 곱해보면 128A다 너무 적다.

이게 4페이즈라는게 맞다면 전원부중에 제일 구리긴 한데 진짜 4페이즈인지는 몰라서 확실히 결론을 못내리겠다.


이 기가바이트는 멀쩡히 잘만들다가 자신들이 유통사 제외하고도 AMD에서는 개가바이트라는 걸 여실히 드러내 주었는데 기가바이트는 엔비디아 카드는 울트라듀라블이라면서 참 정성스레 만들던데 암드는 그냥 안팔리는지 구색맞추기로 진짜 대충만드는 것 같다. 이 카드에는 울트라 듀라블이라는 UDV라는 글씨를 찾아볼 수 없는걸 봐도 얼마나 대충만든지 알 수 있다. 이거 전원부 상당히 나쁘다.

다른 전원부보다 모스펫이 많아보이지 않는가? 그렇다 예전 구식보드에 쓰던 1High 2Low구성이다 일반적인 동작때 사용하는 로우 모스펫이 성능이 많이 딸렸을때 사용하던 방식이다. high Side에는 Alpha & Omega Semiconductor의 AON6414A를 넣었다 가용전류는 30A@100C로 레퍼보다 10A가 딸리는... 캬...

로우사이드는 같은 제조사의 AON6508를 두개 박았다. 가용전류는 32A@25C 25A@100C인데 2개니까 100C에서 50A는 내준다고 볼 수 있다. 그러나 레퍼런스에는 턱없이 못미친다.
그러나 메모리에는 2페이즈를 박았다. 레퍼런스 및 다른 보드들이 2페이즈 처럼 보이지만 한페이즈는 예비로 빠지는 것과 다르게 딴데로 빠지는 전원부는 따로있고 메모리는 리얼2페이즈다. 근데 뭐... 메모리에 로드가 심한것도 아니고...



파워컬러 레드데빌 이건 원가절감의 끝판왕이다. 레퍼런스를 그냥 늘린 설계에 레퍼보다 구린 전원부를 달았다

High Side는 OnSemi의 4C10이며 가용전류는 46A@25C, 34A@80C이고 Low Side는 OnSemi 4983이고 가용전류는 76A@85C, 106A@25C

일단 모스펫자체가 레퍼보다 구리다 그런데 하이사이드는 진짜진짜 구리다 이건 100C에서 40A를 뽑아내는 레퍼보다 턱없이 모자란 전원부다 그래픽카드의 전원부온도가 80C이하로 내려가는 경우가 없다는걸 생각해봤을때 가용전류는 더 낮을 것이다.

물론 레퍼런스가 칩에 비해 과한 설계를 한건 있지만 이정도로 다운그레이드는 아니지 않나?

핑크색 두개는 대만제 Samxon(X-CON)



스트릭스 이 카드는 RX480 제조사 보드중 유일하게 처음부터 새로 설계된 보드다. 일반 Vcore 6페이즈는 동일하나 전압변동을 잡는 필터링 섹션이 추가로 설치되었다. 한번 전기를 걸러주기 때문에 전압변동이 줄어 오버클럭시 안정적으로 동작하도록 설계한것이다.


(그래프는 ir3550이라고는 하나 스위칭성능에 관계없는 부분만 바뀌어 ir3555는 데이터시트가 없다고 하니 이걸로 보자)

모스펫은 최신의 통합형 칩셋인 ir3555가 사용되었으며 60A@Under 65C 44A@90C라는 가용전류를 보여준다. XFX GTR보다 조금 떨어지는 264A의 전체가용전류를 보여준다.

그러나 필터링섹션은 니치콘 FP(후지쯔)시리즈인것에 반해 vcore전원부는 대만제 커패시터다. 에이수스에서는 필터링섹션에서 리플등을 잡은다음 공급하기 때문에 안정적이라고 할 수 있을것이나, 나는 무엇보다 대만제 커패시터를 믿지 않고 거기다 이 망할 데이터시트조차도 없는 이 AP-CON이란데는 진짜 절대로 못믿겠다.

하지만 기판설계자체는 가장 좋다.


XFX는 최근 주춤하는 모습을 보여줬는데 역시 장인답게 이번건 제대로 뽑았다. 출시일로 따져보면 모스펫이 한세대 뒤쳐지긴 했지만 새모스펫을 넣은 카드를 아직 본적이 없는데다 이런 레퍼런스급 그래픽카드에 이걸 박다니 대단할뿐이다.

High Side에 ir6811이라는 DirectFet을 넣었다 이 모스펫의 가용전류는 55A@90C, 33A@125C이다. 보통 방열판이 있어 125C에서 작동하는 경우는 없기 때문에 55A로 보면 된다.


Low Side에는 ir6894라는 모스펫을 넣었다. 이것의 가용전류는 무려 120A@90C, 72A@125C 나 된다.

그러나 이 모스펫은 효율이 그리 좋지 않아 발열이 많은 특징이 있다. 그래서 코어 온도 관리만큼이나 전원부온도 관리가 중요하다. 다행히 개별방열판구조가 아니라 전체방열판에 붙어있어 방열대책은 된거 같으나 역시 오버클럭시에는 전원부온도를 신경 많이 써야한다.


설계완성도 순위를 정리하자면

XFX GTR(블랙울프) > 스트릭스(그러나 커패시터 대만산)(가용전류량은 XFX보다 낮으나 설계자체는 좋음) > 레퍼런스 > 사파이어 니트로(그러나 커패시터 대만산) > 기가바이트 G1 > PowerColor > MSI Gamer-X

그러나 MSI게이머 X는 6페이즈라면 레퍼런스 바로 아래급으로 올라간다.


엔비디아도 하고 싶은데 한 6개만 하면 끝나는 좆망암드랑 다르게 카드가 존나게 많고 전원부 잘나온 사진 찾기가 너무 힘들어서 안하고 있다.



2016.10.09 IR3553과 IR3555의 데이터시트를 읽는 과정에서 착오가 있어 수정하였음.

2016.10.14 파워뱅크라는 명칭을 임의로 만들었는데 실제 기능을 설명하는거 같지 않아 필터링섹션으로 수정함.

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