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炼成高品质显卡 太阳花GTS250研发记

王朝数码·作者佚名  2009-04-27
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很多游戏玩家都知道,一款高品质的游戏显卡可以大幅度的提升电脑的3D性能,在一些大型3D游戏里可以运行的更为流畅。在这里也许有人会问:“什么样的显卡才能称得上是高品质显卡的典范呢?”

一般来说,高品质的显卡往往都是做工和性能并驾齐驱,哪一方面出现缩水都将严重影响到显卡的综合性能。其实只要显卡核心相同、显存规格相同、核心显存频率相同、无论是何种品牌、散热器如何、PCB板载几层设计、几相供电模组设计他们的性能基本上都是一样,然而在注重高品质玩家的眼中,性能绝对不是衡量显卡好坏的唯一标准,事实上显卡的做工对显示性能的体验、显卡寿命以及稳定性都有着很大的关系。

“做工”对于显卡来说是一个比较笼统的概念,大致可以分为:用料、设计、制造工艺等三个方面。下面笔者就将为大家逐一进行分析,并且揭秘太阳花高品质GTS250显卡是如何炼成的。

最出色的原料和精细的工艺保证产品的品质

太阳花作为一家拥有雄厚研发实力和大型生产基地的一线AIC厂商,经过长时间的试验以及多年来在板卡方面累计的经验得出——“保证显卡品质从原料抓起”,首先我们就要保证产品用料方面的绝对高品质,在PCB的挑选,散热器、显存颗粒、电容和MOS管的选取以及GPU的优化方面下足功夫。

一款用料优秀的显卡,其主要的体现并不是大家传统意义上所谓的供电电路,那仅仅是一个重要的部分而已。显卡上的各种用料、各种特殊功能,以及一些保护性质的设计都与显卡的品质息息相关。

原料的选取——

由于上游显存颗粒生产商在产品生产过程中,难免会有高品质、一般品质以及质量较差的显存颗粒产品产生,采用了不同品质显存颗粒的显卡成品,将在性能方面存在很大的差异。太阳花GTS250显卡在最初的设计当中,就已经严格把控显存颗粒的质量关,精心挑选出高品质显存颗粒作为显卡重要配件。

目前显存颗粒生产商方面:有三星、镁光、英飞凌、现代、奇梦达。考虑到产品品质性能和先进技术等因素,太阳花锁定了三星高品质显存颗粒作为其显卡首选产品。同时,在取得产品样品之后,太阳花还会对其进行一系列细致的测试,其中就包括高频稳定性能、发热量、恒定性能表现等。此外,为了满足游戏玩家对显卡超频的渴望,太阳花所采用的显存颗粒在保障基本稳定性运行的同时,还预留了更多的空间给玩家进行超频测试。

除了上述情况之外,太阳花对每一批显存颗粒都进行抽样检查,倘若发现有不合格的产品,那么整批显存颗粒都将全部退回颗粒厂商。为了保证上游提供的产品完全符合太阳花显卡严格产品品质要求,一方面我们提高了颗粒采购价,另一方面我们对上游颗粒厂商也提出了更高的产品性能以及质量要求,从而使得每一批采购的显存颗粒都具有最强品质性能。

显卡 太阳花GTS250研发记" border="1" /

电子元件最忌讳的就是发热量的问题,显卡在进行高速运行或者是极限超频的时候,不仅仅GPU的发热量会极速上升,显存的温度也会跟随上升。如果单靠显存颗粒表面的空气流通来进行散热,其达到的散热效果往往不容乐观。倘若我们加大显存颗粒表面散热面积的话,就很容易将表面的热量散发出去。

在这种情况下,太阳花在设计显卡的时候,有意在显存颗粒表面都加装了铝制散热片,目的就是加强显存的散热能力。经过测试,显存颗粒在没加散热片的时候,高速运行中其温度高达56°C;而加装散热片之后进行测试,温度可以降至40°C-45°C。在经过一系列反复大量测试之后,结果显示:加装散热片的显存颗粒在显卡满负载运行以及极限超频测试中可以降低50%的元器件烧毁的几率。

值得一提的是,为了使显卡有充足的供电和稳定的电压,太阳花GTS250显卡采用的是高品质全固态电容和磁闭电感,同时在MOS管上也加装了散热片来有效提高供电系统中散热能力。

显卡设计方面——

产品的设计也是决定显卡"做工"好坏的一个重要前提。它直接决定了该产品以后的用料和制造工艺。显卡的设计相较于主板要简单很多,除了驱动程序的优化和软件上的调试外,在硬件方面,布线也是决定显卡品质的重点。

好的布线不仅保证了每颗显存到显示芯片的距离都一致,而且还应具有良好的抗电磁干扰性和极少的电磁辐射。反映到显卡外观上,应看到从显存到显示芯片用了大量的蛇行线以保证每条线的长度一致,从而增强显卡的稳定性。蛇行线还有消除长直布线在电流通过时产生的电感现象,大大减轻了线与线之间的串扰问题,当然通过减小布线的密度也能起到相同的作用。

太阳花GTS250显卡在这方面在设计上,充分考虑到了显卡整体电气性,采用较大PCB板型设计,有效的增加了显卡面积,以方便显卡布线。介于增加板型面积势必会带来较高的成本的问题,要解决这个问题最佳的方案就是采用双面贴片技术。而这种设计难度之高、技术要求也高,不是所有AIC都能够做到的,而作为拥有雄厚实力技术的太阳花就能够很轻松的实现这种技术的运用。

显卡工艺制造——

在工艺制造方面,太阳花显卡采用的是类似铣床的方法进行切割,这可以使显卡边缘十分光滑、美观。而一般的厂商为了减少成本,对显卡进行的是简单的拆板、切割方法,虽然在性能上不会收到太多的影响,但是在外观方面就要显得粗糙很多。

此外,显卡金手指镀金部分也能看出显卡品质做工的“好坏”,优秀的显卡厂商往往会采用用料充足的镀金设计,太阳花GTS250显卡就采用了这种设计,够使显卡经受住反复插拔,来保障显卡始终能够于插槽良好的接触。史无前例 显卡必须经受最严苛极限测试

太阳花GTS250显卡除了在做工设计、原料选取、工艺制造方面都有严格要求之外,显卡还必须经受最严苛环境下的极限测试。

很多玩家都知道,一般我们对显卡进行测试可以通过各种测试软件、大型3D游戏等方式来实现,而太阳花针将会对显卡进行最为严苛的高温烤箱测试。这种测试方式将会检测出显卡在不同温度环境下的极限性能。我们先从高温烤箱说起。

如图所示,这就是显卡极限测试的恒温烤箱。硕大的烤箱中已经放置了8块待测显卡

这种烤箱能够提供20°C——300°C可调节温度范围,太阳花每生产出一批新成品显卡,100片新品当中将会抽样10片进行这种极限高温测试。

工作人员正在对高温烤箱进行温度调节

为了让玩家更加仔细的看到显卡是如何进行高温极限测试,本次测试中我们将采用太阳花新品GTS250进行这种极限测试。而这款显卡也是目前NVIDIA对战ATI HD4870的一把有力武器。

测试之前,我们先来看一下太阳花GTS250的一些性能和规格——

太阳花GTS250变频王显卡采用G92-420-B1显示核心,基于先进的55nm工艺制成,可以有效的控制显卡的功耗。内建128个统一流处理器,支持DirectX10和CUDA运算技术,完美整合PhysX物理引擎,让支持PhysX加速的游戏运行更快画面更真实。显存方面则搭配了三星高品质0.8ns GDDR3显存颗粒,共组成512M/256Bit显存规格。核心默认频率高达750/1800MHz,可以为玩家用户带来更加强劲的性能表现。

太阳花GTS250变频王显卡符合PCI-Express 2.0总线规范,支持H.264的硬件解码与第二代PureVideo HD高清技术,支持SLI双卡互联技术。供电方面:太阳花GTS250变频王采用的是3+1相供电方案(核心三相+显存一相)相供电模式),每相供电搭配两颗高品质超低内阻MOSFET管和全封闭磁屏蔽电感线圈,合理的供电布局使得供电模组的散热性能方面有了显著的提升。显卡整体全部采用品质豪华的全固态电容,能够为显卡带来更好的超频性和稳定性,并提供了6Pin外接电源接口,足以满足显卡的供电需求。

散热部分,太阳花GTS250变频王采用豪华双热管和超大80mm风扇散热器,不仅为显卡提供了充足的风量,而且噪音值在同类型显卡当中算是最低的,基本等同无声。显存方面采用的是三星高速0.8ns GDDR3显存颗粒,构成了512M/256bit的显存规格,默认频率高达750/1800MHz。

显卡 太阳花GTS250研发记" border="1" /

输出部分,太阳花GTS250变频王提供了双DVI+S端子完整的接口,可以实现高达2560x1600的高分辨率输出。通过各类转接器可支持DisplayPort、HDMI、VGA等各种类型的输出方式。

我们从38°开始测试

如上图所示,温度继续攀升。此时高温烤箱的温度已经在50°-60°之间,其情况和7-8月份盛夏时节相似。烤箱的温度还在继续提升中,我们先来看一下显卡在此时温度的稳定性究竟表现如何?

在烤箱温度不断上升的同时,太阳花工程师阿华带领我们来到了测试平台,并且打开了测试软件,请大家留意上图界面。

我们发现NVIDIA一线AIC厂商里,高温稳定性测试用的居然是是ATI的一个软件!听过阿华工程师的讲解之后我们才明白,原来它其实它就是techPowerUp.com出品的一款显卡测试工具。第一,它自动大容量像素让显卡承载高负荷,并且以每一桢为它可以做到两点,场扫描方式 第二,自动监测像素质量,简单点说,如果用3D Mark软件,那么必须有人时刻肉眼观察,发现材质填充,三角形生成后的图像是否有错误,这不仅需要测试人员的丰富经验,也非常费时。而该软件可以自动实时监测,并检查到每个像素的是否正确;第三,方便的温度监控和风扇转速控制。

我们把生成的临测文件图片放大来观察一下显卡运行情况——

此时,太阳花GTS250显卡在50-60°C高温环境下已经运行了72个小时,临测文件显示太阳花GTS250显卡依旧稳定运行。极限温度测试进行——

为了进一步测试显卡的极限稳定性,我们的工程测试人员瞬间将温度调整到100度,这个时候,读数在急剧上升,

太阳花GTS250研发记" border="1" /

温度度数急剧上升中,此时我们再去观察一下测试平台中临测文件显示的情况

此时, ATi Tool测试软件已经开始报错了,此时已经是晚上将近10点钟,我们的高温测试也告一段落。

综述:太阳花显卡走的是严格的生产流程,从产品设计的要求→设计PCB →生产打样PCB→颗粒采购→样品制作→工程测试,分析→修改设计方案→再次打样板→工程分析→测试样品→品质部测试→老化样品→样品验证OK→小批量投入生产→大规模的测试→工程分析测试报告→大批量生产→工程,最后在进行分析,知道最后销售成品出现。层层都经过了严格的检验,以保证消费者用到的每一片太阳花显卡都具备高品质的产品特性。

 
 
 
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