硬件百科全书（本系列第三篇）之稳定基石———主板和显卡
本帖最后由 taizer 于 2013-2-22 03:31 编辑附前2篇地址：硬件百科全书之 运算至上——中央处理器篇
硬件百科全书之3D王朝---3D图形加速卡全解析
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主板和显卡，我们时常说道的做工和设计到底是什么样的东西？本文就试着来简要分析。对于二者并不十分明确的单独分为两个部分来介绍，而是合在一起说，究其原因，主板和显卡在做工上共性还是非常多的。在着手分析之前，先大致罗列主要的几个主板品牌和显卡品牌，并说明我个人关注到的地方，主要是为了后文在分析和引用的时候比较方便。由于这个部分有较大的主观意念在里面，只能作为一家之言，不可作为衡量尺度。受限于本文的论述主要内容，其一，会比之前两篇要更多的配图，如果有水印也不要特别在意；其二本文主观上的观点会比之前的文章有所增加；其三我本身就是个票友出身，所属门派当属“海清”，主板和显卡一文其实需要一定的R&D背景最好，但我没有，因此在严谨性上如有偏颇还请指正。至于最后一篇其内容是机电产品，需要的专业知识则是我更加匮乏的，所以对其质量别抱太大希望，但我会尽我所能公正客观的去论述相关的专业内容。考虑到在论坛发布时候的编辑困难程度，我大量的删减了没有必要的图片，也给本来应该图文并茂读起来才有意思的本文增加了几分苦逼的气息，为了化解这样的苦逼气息，在正文开始前，照例说个没有节操的我的实事儿～在一个周六的夜晚，记得那是一个寒冷的冬日。我爬上被电热毯温暖好的被窝，拉过懒人桌和笔记本电脑，连接到HTPC，映射了一下网络磁盘。虽然隔着两堵墙，但直接播放上面的某些东西还是不卡的。（你懂的）床头柜上放着暖水瓶、茶杯、烟灰缸、打火机什么的，本来是个很不错的屌丝夜晚，是吧？然后停电了！FUCK啊。我扭头看看对面楼，灯火通明，GJ啊你。郁闷，穿衣服出门，楼梯里灯也是好的。我跑打楼下，很好嘛，没事，电表烧了，而且只有我家······然后我打电话给抢修的，说是明早再来了。嗯，我很满意，真的。可以想象我有多郁闷，神码都不能玩，还是礼拜6，我白天又睡了一天，一点也不困。我透过窗户望着对面楼上一家人正在看电视，我一向觉得CCTV系列很难看的，可那个时候我特羡慕。麻DAY！（等等）这电视机肿么这么眼熟？和我家的貌似一模一样啊。我赶紧去客厅找来遥控器，确认电池安装完毕，同时冻的跟三孙子一样。爬回床上，对着对面的电视，试了一下，成功换台，感谢他家的落地大窗户。然后我又很欢乐的和对面换台对掐·····那天晚上我玩得很开心，对面第二天估计要去修电视吧········正文开始：全文的基本顺序大致如下：首先说说一些品牌印象（仅仅代表我个人的主观印象）当然切入点可能有所不同，然后是用料和设计，最后可能是简单说说散热，或者纯粹的是跟大家扯扯淡。
一、一些主板和显卡品牌（排名不分先后）1.华硕 非常有代表性的板卡品牌，多年以来的浸瘾使得华硕成为优秀的硬件制作商。其资本规模也远是其他几家出片量在2000万以上的主板公司不能比的。现在我能想起来的其他领域有光存储、网络设备、笔记本电脑、品牌台式机、显示器、游戏外设、散热等等，而且貌似都干的还不错。现在华硕在主板业务领域的老大地位很难被撼动了。设计、宣传走的很前，而且BIOS和配套软件团队也非常好，附加值很高。特别是高端主板这一块独树一帜。在Abit和DFI相继离开之后，华硕ROG在高端领域的代表性已经非常明显了。华硕的出货量在卖场是很有保障的，而且他给予代理和分销的利润空间相对也比较丰厚，销售端非常乐意代理和推荐他们的产品。加之优秀的渠道和售后，可以说不管你懂不懂硬件，作为消费者来说，你都会想到“我是不是买个华硕的？
2.技嘉技嘉曾经面临比较严重的财务危机，当时直接导致了鸿海集团的收购传闻，也很有可能是真实的意图。如果收购或者合并成立，鸿海集团的主板业务就会超过华硕。于是在2006年出现了一个很有趣的现象，华硕和技嘉共同成立了一个公司叫技嘉联合，时间应该是年底，记不太清了。但后来这个公司的资本注入就再也没了声音。大约两年后，技嘉把技嘉联合回收回本公司。乍一看，无力吐槽的行为。但这件事情确实阻止了鸿海集团对技嘉的收购计划，而且自此之后技嘉的主板业务开始回春，全固态的965P一炮走红（就是正常的一炮走红的意思，别多想，不是什么女明星），技嘉也走向了无情的堆料之路，或者说带动了主板界也的伪堆料，也形成了消费者对主板的一部分误读。技嘉的主板用料较为上乘，卖相很好，BIOS用起来也比较舒服，在细节方面还有待进步。渠道和售后优秀，当然这也是一线板卡厂商应该有的素质。其中端主板性价比还是不错的。技嘉的设计团队中甚至有那么一点GEEK风或者说工程师主导的那种不妥协风格。这一点其高端显卡的一个设计细节上就有所体现。对显卡有所关注的朋友应该知道，技嘉的高端显卡常常出现一个奇怪的现象，它的DVI接口就是不愿意加全金属屏蔽罩。其实这根本就不是成本问题或者设计师无视玩家的意见，而是设计师一种奇怪的心理。这类不加屏蔽罩的显卡，其供电全部设计于右侧，远离图像输出接口，中间有金属的散热器因此不会形成干扰，加之DVI接口本身抗干扰能力很强，这个金属屏蔽罩没有必要。即使它成本很低，即使有些人不理解，即使只要你加上了大家都满意，技嘉仍旧时不时的来一个没有金属屏蔽罩的显卡。这就是理性的偏执啊。
3.微星微星的主板业务在我的记忆中大概在07年初左右伴随着二线的不断壮大而走向了缩水。虽然板卡业务总量仍然较好，但更加能说明主板风向标的渠道销量微星就要低很多了。而且从另一个方面说，甚至是微星自身也在弱化主板业务在渠道上的力量。希望朴实无华的微星能越来越好吧。
4.华擎 从华硕分离出来的华擎，继承了很多华硕的特点，甚至是主板配色风格。以前华擎只在低端拼打之时，就展现了其独特的一面。有人戏言，一看这“奇葩”设计就是华擎做的啊。多年的历练，华擎真正的长大了。主板的设计和BIOS都处于一个很高的水平，其顶级型号已经成为ROG系列有力对手，加上不乏价格便宜质不错的中低端型号，华擎在渠道领域的影响力正在迅速扩张。现在对华擎的界定已经不能说是二线品牌了，综合考虑华擎已经是实际上的一线品牌了。
5.精英 出货量超过2000万的主板品牌之一，有着多年的OEM经验。可惜的是零售市场很难插进去一只脚，更别说一个大粗腿了。我对精英主板的印象更多是略感“尴尬”。东西不错，可是有更好的选择。
6.富士康 鸿海集团旗下品牌，仅凭借电子代工业务跻身世界500强企业。拥有圆晶工厂和最先进的高速贴片生产线，影藏属性很强大。代工intel原厂主板也代工过NVIDIA原厂显卡。设计能力其实很出色，但自有品牌一直很保守，很多是受到代工厂背景的影响。同时也是广富盛名的“跳楼康”，在美国晚间新闻里也是频频中枪，完美的反面典型啊·······
7.映泰 台湾二线品牌。现在的映泰主板在价格和特色上都做的很好，主板也很好买。但之前给我留下过很不好的映像。在780G开核热的时候，映泰的780G也卖的不错，但那惨淡的用料实在是无法直视。
8.悍马 捷波悍马在启用悍马这个品牌之前，捷波是出过事的。悍马等于是改头换面了。代工斯巴达克的主板，昂达的显卡，还有其他各种神马的，傻傻记不清。NF550时代给我留下过比较深得印象，在P35芯片初次进入intel领域。悍马的特色在于性价比确实可以，而且主板超频性能还是值得肯定的，但这种卖点很像是05年之前的风格了，再往上也拿不出什么“亮点”了。捷波因为有工厂背景，它拿到新芯片组的时间其实相当的早，大致能和出货2000W+那几个同步。
9.特殊纪念：升技、DFI可以说升技和钻石是主板界的传奇，他们的离去是令玩家扼腕的。在升技开发BIOS调校CPU电压之前，玩家需要对比针脚定义图短接电压和外频针脚，而且可选的也只有一个外频和一个电压。升技拥有他那个时代最华丽的做工和最让人羡慕的超频表现。升技是一个高度从玩家角度考虑问题的主板商，它的设计师团队本身就是由一些硬件爱好者组成，直到去年升技才停止为它之前销售的主板停止BIOS更新。业界良心。升技散沙后，有一小部分设计师加入了主板设计风格同样暴力的DFI。工业主板出身的DFI直到它退出民用市场都在设计和生产这个宇宙最强大的个人用户主机板，DFI甚至不愿意向利润妥协，它从未生产一块看起来不那么”DFI”的产品。DFI那疯狂的工程师团队开创了主板BIOS史上最复杂的内存选项，给予了“只要你敢超，要多高电压要多复杂的参数我都有的”的凶残调校。最早将纯数字供电应用于主板，将华丽的热管散热给予供电和北桥，在一切能铺满MLCC和排阻的地方铺满它们，直到你看不到基板的颜色。DFI曾经是打造小钢炮的唯一选择，它拥有最好的M-ATX主板。DFI没有低端产品，几乎没有中端产品，它似乎拒绝设计和制造它不满意的产品。缺乏代工和品牌机业务，甚至在渠道和宣传上都做的不是很努力，一切的辛勤和汗水全用在了主板本身了。Lanparty这个部门到了后期已经没有盈利能力，它被砍掉了。在这之后，民用渠道领域再也没有能压制ROG的旗舰产品了，再也没有了······
10.蓝宝石柏能旗下自主品牌，ATI原厂卡生产商。拥有极佳的设计和生产能力，工厂实力强大，产品线密集，是最可靠的A卡品牌。无论你追求性价比还是性能还是附加值，基本都有对应产品供你选择。顺带说一下，NVIDIA的公版卡代工历经变迁，参与代工的有承启、微星、伟创力、富士康等，目前的代工厂应该是一家瑞典的电子产品加工厂，具体名字我不知道。
11.迪兰恒进ATI第二大的AIB品牌，撼讯旗下品牌工厂背景，设计优秀，和蓝宝石基本是ATI显卡的双雄品牌。现在已经和蓝宝石合并，显卡的设计和制造依旧分开。据说售后部门已经在一起办公。
12.索泰柏能旗下N卡品牌，NVIDIA四大核心AIC之一，依托工厂，设计生产实力雄厚。由NVIDIA亲自关照打出名声的品牌。以GTX9800+打响知名度，260+至尊版走红。现在设计方向开始奇葩·······
本帖最后由 taizer 于 2013-2-22 02:57 编辑
13.映众同样是四大AIC之一，以颇具特色的冰龙系列享誉业界。属于显卡做工良心派，而且价格也平易近人，个人最喜欢的N卡品牌。现已经被柏能收购，显卡设计和生产依旧独立。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010713bh8hgxa3b4fn8ah4.jpg
14.同德最出名的显卡的代工厂，为国内各个通路的发展壮大立下了汗马功劳。显卡出货量极高，生产和设计layout简易的非公版本。也只有这样通路才能在贴牌销售后依旧能以低价获得利润。实际上同德的生产线非常高级，设计能力也出人意料的强大。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010712ipodkts13v1ptppo.jpg
15.影驰四大AIC之一，因为7600GS骨魔时期显存设定频率高于其真实频率造成了比通常要多的花屏现象，被人戏称为“花驰”此后这个名字一直没能甩掉。这事儿其实有点冤，当时这么干花屏的不是他一家，可惜就可惜在“好事不出门坏事传千里”。影驰自然不是什么花王或者花驰，反倒显卡做的还蛮不错。而且内地来说，影驰可能是AIC里显卡最容易买到和保修的，渠道很好。现在被同德51%控股，显卡自己设计和销售，加上同德对自有品牌“北影”的一些期颐，影驰也逐渐参与到“北影”的设计和生产，而自身的低端型号则有了同德的烙印。影驰在G71时代开始开发单PCB双芯显卡，并不销售，这种事情一直在持续，所以nvidia的双芯显卡是有影驰工程师参与努力的。牢记住一点，但凡有工厂背景的品牌，其能力必然很虎，即使它看起来很菜。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010711ndnv7cl8v0vpvclc.jpg
16.七彩虹靠通路起家，内地占有率最高的显卡品牌，奇葩的开发了同一个品牌下最多子型号的9550显卡。XFX转红之后，被NVIDIA亲自培养和打造以及造势，其重视程度不亚于对待索泰。以IGAME品牌改变玩家对其D丝印象，成功跻身AIC行列，拥有物料采购渠道和研发中心，没有工厂。现在我们不能再以“同德五虎“之一来看待七彩虹，七彩虹的代工已经改变成台湾承启，而且已经消除了旗下用料磕碜的产品。它的A卡品牌叫镭风，疑似蓝宝代工（我没有看出来）。XFX死得冤·····，高端产品设计方向正在奇葩的思路上越跑越远。中端反倒良心起来了。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/0107104j8629cm5j2jw121.jpg
17.耕升原显卡界犹如升技的传奇品牌，“神奇跳线”的威名谁人不知，设计和生产极度为玩家考虑的显卡产品，超越公版的做工和用料，非常有“DIY”风格的品牌。后因显卡低温BUG（电容引起），不得不回收4W块显卡，外加运营不当，直接嗝屁，无数玩家哭瞎了眼（这是胡说的），设计师团队集体出走，显卡品牌被同德收购。由于耕升号称非公王，同德在接下这个品牌之后，非常给力的继续提供长达5年的凶残质保期限，继续号称非公之王，同时使用耕升惯用的红色PCB（自带吐槽：此处大雾，同德本来就是红色PCB好吧）。有人说同德卡做工烂，其实不尽然，说不好是可以的，说烂真不准确。同德拥有最好的SMT高速贴片机，海量的芯片资源，同德的芯片体质可一点都不差，而且它给的料一点也不次。一块显卡你靠堆料来维持稳定和高频性能要比CD来维持要简单的多，同德敢为那种看起来如此光板的显卡提供5年质保是有底气的。同德显卡你可以仔细观察，几乎没有额外的小件，但电容惯用三洋SEPC，这可是高端型号，供电电路的每一路必有MLCC，显存也有完整的滤波，低通滤波也有虽然很简陋，焊工饱满整洁，谈不上豪华，稳定是没问题的。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010708zabzb83bua2wci0i.jpg
18.翔升四大核心AIC之一，唯一的内地AIC品牌。翔升兼有显卡和主板业务，非常专注于打造拥有性价比的产品，旗舰型号主要由公版layout来代替。品牌特色不是很鲜明，和缺乏旗舰非公有关。整体做工可靠而不华丽，金刚系列散热外观我无法接受·····
19.讯景G200发布之时，首先拿到公版的是四大核心AIC+七彩虹，XFX则稍晚。当时的XFX还是中华地区最高级合作伙伴，这样的情况很不正常。主要是由于XFX的转红引起了NVIDIA的愤怒，所以费米的时候XFX还在解释自己仍旧可以发售GTX4系列产品，实际上那个时候离XFX彻底脱绿已经不远了。XFX的ATI 5系列显卡的品牌叫做景钛，当然现在由于被绿营的彻底抛弃，XFX已经开始正式用讯景这个品牌发布A卡了，而原XFX的位置被七彩虹代理，也许NVIDIA选择一个无厂AIC来代替XFX有出于一种值得玩味的报复心理。而七彩虹全面转绿后（之前只有红卡），也用了一个镭风来发布A卡，现在回看起来,XFX真是苦逼。XFX是卖价最贵的N卡，即使大家都是公版。非公版方面，讯景曾经拥有最好的非公卡，曾经而已。讯景的非公高频卡也对显存进行过预超频（超过额定），后期显卡做工也开始逐渐下降，而没有跟着下降的是价格。而我对讯景有着奇怪的感情，早年讯景优秀的做工是引起我再次关注NVIDIA显卡的原因，对它后来的种种行事风格，很是觉得可惜。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010704gk3b3auu1b1vb9m9.jpg
20.HISHIS是我个人最喜欢的A卡品牌，无论是做工、用料、散热、超频性能，还是配套软件、外观等都拥有很高的水准，哪怕是价格都非常厚道。HIS是香港的AIB品牌，专属红营，拥有很多簇拥。绿营里就是缺乏一个HIS这种充满DIY精神的品牌。HIS也是目前唯一还在大力研发非公版OTES散热的品牌.OTES在多卡互联时相对传统的开放散热有着很大的优势。而且HIS竟然做到了在OTES散热上静音和效能的高度平衡。原本HIS的卡不太好买，现在已经由内地厂商盈佳讯代理，很容易买到了。相信未来会对蓝宝迪兰两强抗衡的A卡品牌局面带来不小的冲击。（那种冰冰凉感觉的外观真好^ 0^）http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/0107045ou9zc6zguw82n6z.jpg
二、主板上的元器件在逐步分析之前，我想想需要说些什么，方便后面叙述。主板厂商并不生产主板的全部部件。PCB-layout之后交由PCB加工厂，内地江苏啊浙江啊就有很多这种加工厂；CPU底座也是买的，前期都是富士康伟创力这种在做，稍微往后点就有很多厂家在做了，毕竟不是复杂的东西；然后就是电容、电感、三极管、IC、PWM芯片、各种功能芯片、场效应管等等，由于这种东西是买的越多越便宜，长期大量买还能赊账啥的，所以一般的板卡厂的物料采购渠道相对固定，所以有时候可以从元器件风格大致判断代工厂；散热的话有的是找现成的换个贴纸或者导风罩，比如买个AC的、有的是拿出设计找人代工、也有控股散热器生产工厂的方式。功能芯片、场效应管、IC、三极管、钽电容、贴片电感、去耦电容这这些都是由SMT贴片机来完成、还剩下的一些插件原件人工完成（也有为插件电容事先安装底座然后用贴片机来完成安装，但不多见）。Layout并不反映的排阻和MLCC也由机器完成。PCB板由又叫印刷电路板，两面敷铜，根据敷铜的多寡电阻不同，而PCB上导线的则形成于腐蚀步骤。PCB都是偶数多层结构，为了方便理解我这么写|信号||地线||电源||信号||地线||信号| PCB的布线有些原则：为避免干扰，信号方向要一致，另外就是就近原则，元器件的服务对象一般是旁边的某个啥。所以PCB的层数越多，布线就可以施展更多的拳脚，导线宽度空间更大可以承担更大的电流，具备更好的信号，总是好处多多。唯一需要面对的就是制造成本的增加。大致说下其中的一个难度变化，只用4层PCB的话，元器件的焊盘只会面临如下的情况，表层走线和穿孔，如果是多层PCB就可能多出一个埋孔（盲孔，连接内部的2层，表层不可见）。多层PCB是物料成本小于制造成本的。由于现在主板走向单芯片流，6层及以上PCB已经不多见了，4层PCB已经完全可以满足布线要求。网上老说的那个多倍铜就是敷铜量比一般的大，其实属于概念热炒了。PCB板本来就有多倍铜的规格，属于低阻PCB，一般用在一些对电流要求比较大的场合，比如大功率电源。在一个芯片组的主板LAYOUT中，导线的宽度、PCB板的敷铜（2盎司），铜的纯度99.5%、甚至导线的长度也相对固定。如果主板上某个部分需要很高的供电怎么办？那么唯一的办法只能加大PCB的敷铜，带来的就是成本的大幅增加，如果是高端的型号倒也无妨，因为有很大的利润空间，如果是入门型号就非常尴尬了。现在的PCI-E的供电只能提供77W就是这个原因，实际上PCI-E的设计供电能力可以让现在的绝大多数单核心显卡不需要外接供电，只是要满足这个要求需要用高倍敷铜的低阻PCB板，只能说这种得不偿失的设计没人愿意去做。
电源为主板的供电主要去向了如下几个地方：+12V 给了CPU、GPU、内存、风扇、水泵、光驱电机、硬盘、软驱（如果你有的话）、还有早年间用软驱供电口的AGP显卡。+5V主要给USB、功能芯片、还有一些外设、历史上也有一些主板用5V给内存供电。+3.3V 给CPU、芯片组、AGP接口（如果你有的话）、还有内存（和12V重复了是么？其实没有。）+5Vsb 用于机器的USB网络唤醒啥的，现在很多主板也用这个给USB提供关机充电能力。（我的主板是nano可以充，itouch不行，估计是电力不足，安卓手机又可以，总之很奇怪～hentai）
现在的主板设计方向由于CPU什么的耗电大，所以尽量从12V取电，这样电流小，好弄。要是现在130TPD的CPU还全从3.3取电那不要命了吗。那么现在cpu还从3。3还取电么？取的，只是量很小，满载的时候也许会吃个20-30W。
供电部分CPU的供电实际就是个bank降压电路，把从电源弄到手的12V电压折腾成CPU要得电压。电感缓慢降压，场效应管通过超高速的开关来控制电压的稳定，电容负责储能，PWM根据反馈的电压来控制场效应管的开关从而调整电压，IC则是放大PWM的开关信号，因为PWM无法直接驱动MOSFET。主板上的的元器件具体到电气学随便弄一个出来都能比我整篇文章规模要大，所以这里没办法展开讨论，当然主要是我不会。这里就按照我的方法来说明。PWM能控制的供电相数实际是有限的。于是有用多相并联或者多开关管降低发热增加电流耐受，也有用分相器的，而这个开关管的开关频率会下降，所以真正能代表供电相数的要结合PWM的设计目标是最来看。So，不去管它是最好的办法。
本帖最后由 taizer 于 2013-2-22 03:08 编辑
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010702onoelwwll5jcff55.jpghttp://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010702m0mzayj2a2mmmyma.jpg
1. 电感（我相信我不需要一个个指出，图上啥是电感、电容什么的。其一我相信大家都知道；其二，虽然算不上主要原因，真的算不上······如果单个配图我嫌麻烦）电感的功能和作用是这样滴。当电感通过电流的时候会产生磁场感应，由于这种磁场感应是电流变化的所产生，因此它本身产生的电流就会抑制原电流的通过（与原电流相反），电流的变化速度会因为电感的存在而“放缓”.电感的这一特性正是它名字的由来，因为这个特性就叫“电感”，而对这一特性也有数值单位来描述。名曰感抗，单位亨利，电感上的R**，R后面那个数字就是感抗。感抗的大小也反映了其储能能力，但也不是说越大越好，感抗太高意味着其频率特性较差，在多相供电电路中，特别是混合供电技术的引入，电感的感抗已经没有往年那么大了。由于电感效应的存在，电流的变化会被电感阻隔，这一特性就可以被用来阻止电源中没有虑干净的交流电。而直流电的电压升高会被以磁的形式“储能”再缓慢释放。CPU供电接入处，旁边一般会有1-2个电感，那是扼流电感，而一般处于扼流电感大致水平位置的电容也是未经BANK电路转换前的电流滤波电容。电感也有品质之分，不是封装方式，那个只是管电磁干扰和卖相（甚至这个才是主因）。它有个数值叫磁通量，能改善这个主要是绕组芯体材质，绕组方式和绕组材质优良。就是消耗同样的电能产生更强的磁场，或者说提供相同的感抗而消耗更低的功耗。一体式烧结的确实能减少高频啸叫；纯数字供电用的是联排电感；贴片电感好看而已，性能未必就好，采购价格也未必就贵，同理外观好看的也是（如果你喜欢并且有钱而且闲得要死可以定制蕾丝花边电感，但不会提升性能）
2. 电容电容的主要作用之一滤波。液态的（头上被师傅砍了个K型标记）现在已经在主流型号销声匿迹了，不过有些主板还是非常好的在音频滤波开始使用液态电解电容。我记得几年前了，有个主板的音频滤波用了液态电解电容，然后在评论一栏我看到了无数人说这主板只能算“准固态”。有时候IT媒体所作的事情就是误导了读者，结果最后能把自己害了。液态电解电容更适合音频滤波，但这个事情等R&D意识到想在音频滤波这个位置回归液态电容的时候，却发现已经满世界的“全固态主板”了。好像也就近几年终于没有必要再去解释液态电容为什么还在主板上有一小片的事情了。我们一般说的电容液态的或者固态的，这个说的都是阴极材料，阳极都是铝，但一般都不用铝电解电容这个说法，因为看起来不华丽。还有就是阳极是钽这种材料的，就是钽电容了。ESR很低，外加自动修功能，高端型号价格很高很高。液态电容的逐渐消失不是因为会爆浆，电子产品嘛，总是会坏的。而是因为电解液在低温环境下性能会下降的厉害，根本达不到标称容量，就因为这耕升出过事。电容不是阻直通交么，那它咋滤波。电容并联在电路上，交流杂波能从电容过去，于是被电容一声“走你”带到接地了，直流进入电容，这种特性自然也能抑制直流波动。由于PC上用的交流杂讯比较固定，就是50hz，所以主板上的多相供电系统需要多少个电容实际有办法估算，根据电压和容量估测冗余是否很足。电容的容量越大，滤波性能越好，频率性能自然会下降。所以那种高频的纯数字供电电路只能用MLCC来滤波，一般的插件式不行。105度和85度指的是在105度和85度这种高温下能工作几千小时来着不记得了，二者的安全温度是这个极限温度的70%，再高就有热损耗。打个比方在环境温度70度的情况下，85度电容就开始有热损耗了，5000小时后嗝屁，但105度电容还能继续工作1W小时。我在网上看到有人说，日常使用谁到了85度啊，两电容没啥区别。实际上这个105 85更多反映的是电容在常温环境下的使用寿命和高温环境下的性能，就算是日常使用105也是要寿命更长。电容的储能也是利用其阻直特性，直流电会被电容阻止和储存，当然超过容量的部分还是能通过。在电容的两极接入正负极，电容就开始存储电荷，等两端电压没了，再接通电容的电路，电容就开始释放自己存储的电荷形成电流。实际上CPU电路拿到手的电流就是电容里的。ESR---等效串联电阻和ESL—等效串联感抗，属于电容的固有属性，电的容只是这个元器件的主要属性，同样它还有无法避免的阻和感。ESR和ESL越低越好，不一定非要钽电容才ESR低，一般的铝电容也有高阶的极品型号，就是低ESR版本的，贵就是了。
3. 场效应管这部分会涉及比较多的东西，不是有意铺开的，我的叙述功能部分出BUG了。场效应管属于一种主动开关管，晶体管也出自这种结构，场效应管是现代科学和信息技术的最主要基础技术。我在CPU一章简单说过晶体管的源漏栅，和MOSFET没有本质的区别，这里不再介绍。主板的每一相供电的回路需要至少2个开关管，一上一下。由于下路是高压侧电流更小，所以有2上1下三桥这种组合方式，总体电流压力更小。（假设CPU满载100W，电压1.0V，那么就有100A电流，分配到一个四相双桥的供电结构，就是每桥25A，一般来说每桥电流最好不要超过30A。）场效应管有多种封装，还有整合驱动的，不去管它不去管它。内阻和动态电压的响应速度才是重点关注参数。场效应管是千颗起购，由于IC不值钱，一般双桥合并的IC是否内置千颗采购价都差不多，把低内阻和高频性能这种都算上，一个高级MOSFET（注意一个就可以满足一相供电了）的价格大约是4块5毛钱，这在主板的物料成本里算比较高的一类了。当然便宜的一块钱两对。。。。。另说了，另说了。Mosfet的内阻指的是在导通状态下的内阻，6-13豪欧之间，越低越好，价格也高。超低内阻的版本大概在3豪欧左右，1块钱2对的那种内阻能在13以上，发热也很高。从封装上大概能判断品质，当然MOSFET上是有型号的，随便搜索下就能找到包括价格在内的所有规格，不过不必过于细致追求。关于这个频率性能，我最好先说明下为什么多相供电可以提供更加平直的直流输出。
我们有些门户硬件站看到的说到多相供电的好处，一般都是平均每相压力更小，电流和发热更小,这还是不能解释为什么多相供电输出更平直。
为了解释这个问题，我尝试来解释这个开关调整过程如何运作。PWM读取CPU的VID，CPU的VID电压则是来自主板的VID识别电路，CPU上有多个针脚用于定义VID电压（之前短接超频短的就是这些个中的），主板VID识别电路通过对CPU 电压定义针脚的加压读取CPU电压，发给PWM的是CPU VID编码，这是数字的。然后PWM根据这个编码来适时调整PWM脉冲宽度的输出。PWM的意思就是脉冲宽度调制，它通过脉冲的宽度和频率的实时变动来调制电压，具体原理是什么样的，不去管他不去管他。PWM发出来的脉冲是没有能力驱动mosfet开关的，这就需要driver ic来放大信号，有的时候这些有三个针脚的小东西连片焊到一块，现在的趋势是mosfet内部整合，它只管驱动PWM信号。场效应管是高压侧1个（下桥），低压侧一个或者两个（上桥），轮流噼里啪啦哔哩哔哩的开关。关于mosfet的开关工作原理不加赘述，因为我还得去翻书，我TM真不记得了。
多相供电的先不谈，单相的先说。为了便于理解我把MOSFET的称为小挞噶（高压）和小給（四声）子（低压）······，以上是胡扯从电源里出来的12V电压到了电感，由于电感的本身特性，最初小挞噶开闸电作为磁开始存储，电压缓慢下降，之后PWM告诉IC，IC告诉小挞噶小給子，小挞噶关闸小給子开闸放电给电容，如此反复，一开一关轮流工作，输出的是高频脉冲。这个开关速度非常的快，大概在300Khz左右，最终从电容输出相对平直的直流电。如果以μs的输出能力来算，单相供电的能力是比较有限的，加上只有单开关，供电电路最终输出的电压浮动范围就比较大了。面对如今的高功耗CPU、GPU，加上我从需要相对精确的电压输出，特别是考量到OC性能的时候，假如输出的波动本身就有0.0025V，那么BIOS里的0.0125V的电压调节步进实际意义也就打了大折扣，不是么。
多相供电，为什么叫相？这个相就是相位，指的是PWM输出的信号相位，如果反应到示波器上就能看到相位图。在多项供电系统中，PWM输出给各个供电相的信号是交错分开的，不准确描述是各个相位轮流工作。如果是一个8相供电，就代表着一相供电的时候，其他7相在休息，这个是交错的，速度极快，另外记住这是共同负担的。所以供电相越多，PWM的频率要求就越高。单单从供电电路复杂压力来说，并联也可以起到完全类似的作用，那么用高频率PWM和MOSFET打造多项供电系统的道理何在。原因就在相位上，如果4并联变8，PWM输出的是4个相位波形，这4个交错分开的相位波形带来的4个供电系统的供电波纹也是这个相位的波动，电压波动会在最终输出的时候会因脉冲相位的合并抵销而合并抵销，最终形成相对平直的输出.如果是4相合并成8，就是4相位波纹合并，如果不是并联，那么就会是8相位波纹合并，输出更加平直。如果是非常多相，最终这个输出的电流质量就会极高。但事有极限，PWM的频率终归不能无限上升，因为发热无法控制的话，最终导致多相供电提升OC性能目标被PWM发热所限。为什么要说这个，这要引出下一个话题。
数字供电、模拟供电、数模混合这些名词的背后的供电系统是否有本质区别。其实没有，但这里依旧会以此为基础说几种常见的供电设计方式。在本目图中，另配了一个纯数字供电系统的图。那么，是什么样的设计让这种供电系统的工作稳定温度设计在120度以上，是什么样的设计让8相的供电设计输出可以让16相模拟供电望尘莫及。在之前我们知道了PWM对供电的微调来源于脉冲宽度，这个脉冲的调节是实时的，根据反馈信号不停调整。现在的供电PWM芯片其实都是数字PWM，监控、反馈和调整都集成了，反馈信号也是数字的，纯数字供电就是一种极高频率的模拟供电系统。8相数字供电的DR.MOS开关频率高达1300Khz，这是因为数字PWM对信号的反馈和调整频率极高，所以MOSFET的脉冲相对模拟供电相位幅度也要低得多，在多相合并后，最终输出的电压就非常平稳。这种频率极高的供电系统，插件式电容无法工作在这个频率上，因为其ESR和ESL就会超过电容属性成为主要属性，使得元器件功能失效。纯数字供电只能使用MLCC电容，这也是辨认纯数字供电的绝对标准，而联排电感和DR.MOS不一定是必须元器件。MLCC的容量相对于体积比较大，具备低ESR和低ESL特性，而且具备较好的高频性能，成为数字供电系统的选择，同时也大量用于各种芯片滤波和显存滤波。纯数字供电一切都那么美好，有什么缺点么？其一，成本；PWM必须用高性能的低阻mosfet，在超高开关率和高温下性能不下降、高性能的电感，感抗未必高但磁通量很高，用料必须不俗。其二、无法直视的高温；整个数字供电系统，无论是芯片、电感、MOSFET都处于一个极高的温度，游戏的时候温度破百是经常的，即使设计工作温度本来很高，这个温度还是太高了。这个问题带来一个很相悖的尴尬，纯数字供电输出如此精准的电压，就是为了能够为CPU/GPU攀登高频创造条件，但整个供电系统的输出能力最终反倒被发热所累。我们现在能看到设计比较好的纯数字主板，为这个供电系统打造了一套专属散热设备，算是一种不懈的努力吧。至于供电系统的散热我在后面说散热器的时候会略带提一下。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010702oavyb5cl4nzbroxx.jpg
还有一种多PWM联合成多相的，属于一种交替开关式，和纯多相在输出上区别不大，毕竟PWM能控制的相数有限，想要真正的16相供电，单个PWM目前无法实现。
还有一种就是利用类似单刀双掷的分相器实现超多项供电。PWM供电芯片从最初的4相到后来的6、8，现在有10相的了，于是分相器的设计是这样的。把一个10相的PWM用分相器分成20相，反馈信号由分相器中继，这样分出去的信号反馈频率就变低了，MOSFET的频率也就大概在300Khz左右。从调节的角度上说很接近数字供电的反馈调节，在开关管方面又相对频率和发热较低，这属于折中方案，也是目前主板数字供电设计的主要方式之一。在这里郁闷一下，很多东西算是边写边忘，有些东西关了电脑想起来要补充，醒来又忘了，总体上肯定丢了不少本来要说的东西，哎~ 算了，不去管它不去管它。
这里要提个东西，就是去耦电容，我觉得甜点级及以上显卡都应该至少加一个，要不了几个钱，甜点级显卡利润空间也允许。
去耦电容是用来退去耦合，消除信号杂音。板卡电路中的IC放大电流信号，从前级到后极无法做到完全的平电，会形成正反馈的寄生振荡，这个寄生振荡会和后极电路电信号形成寄生耦合，而这个寄生耦合在电路中就会成为信号噪音，通过接入电容就可以依靠电容本身的特性中断寄生振荡从而消除这种寄生耦合，当然不一定要求需要这种大容量的高端退耦电容，也有用钽电容或者用MLCC的。但现在一般在板都使用这种高端去耦电容的原因还在于它很高的容量配合MLCC为芯片进行更好的滤波，可以同时满足容量和高频适应性。
实际上一块主板或者显卡上，很难去准确判断每一个料件的具体作用。哪个是退耦，哪个是旁路，那个是滤波，哪个是扼流，哪个是整流，哪个是保护电路等等等等，但正是这种细小的料件，能在原本的基础上再次提升板卡的稳定性。就像以前的公版显卡总是布满密密麻麻的小件，给人一种踏实感，实际上很多小件在layout都不会反映出来，你甚至可以空焊他，芯片照样能正常工作。现在的媒体过度的去诉说卖相上的东西，不能不说是一种退步。还有，我无法理解以超频为卖点的主板为什么要配套节能软件，特别是那种关闭部分供电的，造成非均等损耗，无法理解···无法理解····
本帖最后由 taizer 于 2013-2-22 03:12 编辑
4. 功能性芯片和其他
一块主板的原料成本主要是两块，一块是芯片组，一块就是不是芯片组的部分。这样分类乍一看似乎很可笑，实际上制造一块主板算上基础的功能芯片，6相左右的供电，台系的固态电容等等，就是普普通通又能拿得出的那种级别，主流芯片的话这个主板大概要90多美元，而这里面有40美元是芯片组的采购费用。所以X58主板的价格才会从150美元到500美元都有。基本能力之外的扩展功能主板元器件有个原则就是就近原则，所以什么东西管着什么，按这个原则就能知道了。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010701c9791gmmqs0ttp81.jpghttp://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010701o4y8hyjejwyfm6yr.jpg2个完整的低通滤波电路。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010700plhblapvofbecccx.jpg比较容易观察的内存供电一角。右边因为有辅助8PIN所以还有个扼流电感和一个滤波电容，24PIN上也有一个扼流电感和2个滤波电容，这些不参与内存供电。现在很多主板为了实现高精度的内存电压调节在PWM的规格上相当不俗，一般都和主板CPU供电同一型号，甚至有很多主板在PWM风扇插针上也使用这种规格的芯片。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010659kkigw7kcgqwqgcw7.jpg板载DEBUG和重启电源键应该成为中端主板标配
整个地方比较复杂但比较有代表性，我来说下。LSI那一颗是提供SAS接口的，X79原规格支持，但出片的时候SAS无法正常工作，屏蔽掉了（这部分依旧占用功耗）所以作为旗舰芯片X79的磁盘规格略低。于是有厂商用第三方芯片实现X79的SAS接口。当然和LSI的高端阵列卡性能没法比，不过对于有SAS强迫症的磁盘玩家以及对芯片组SAS缺失感到难受的人是一种福音。LSI旁边的就是芯片组了，现在由于内存控制器的内置，芯片组规模要小的多。右侧是其供电芯片。这里要说下，仅依靠VID电路/IC芯片组和PCI-E也可以正常工作，但考虑到调校芯片组一般还是有单独的供电系统的。LSI上面是个128M的闪存，有可能是LSI的缓存。再往上的PLX提供PCI-E通道，用了2颗，为了主板在组建多卡并联的时候提供更多的PCI-E信道。2颗PLX之间是控制IC，右边是PLX下方是供电，PWM芯片看不清楚型号，但这个用料已经不俗。早先要提供双X16通道，有时候会需要NF200桥接芯片的，算上NVIDIA的授权费用和NF200的价格（用旧制程制造，发热坑爹），甚至一度超过芯片组价格，造成了很多主板厂商对额外的PCI-E信道或者额外支持SLI望而却步，而现在连NV自己都用PLX来扩展PCI-E信道了。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/0106588fyeryo14y18op81.jpg
PCI-E旁边这个D口用于接入加强PCI-E供电，但这种设计有个问题，就是会让走背线非常尴尬，宁愿不接。所以有把这个放在在主板边缘的，不过我没能找到图。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010658he7ef1kofzsbbpfs.jpg
晶振和时钟发生芯片组成的时钟发生器。这个是在PCI-E那里的，提供主板启动初始时钟信号，也提供给PCI-E频率调节，即使我们一般是锁定PCI-E的频率，它依旧会提供一个相对宽泛的幅度。有时候这种结构在主板上不止一处，提供给其他需要另外时钟信号的总线。在以前超频还需要FSB的时候，FSB的外频实际就是这种东西在提供时钟信号。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010657lz777hc5gr4rlc7l.jpg
I/O芯片和raid芯片（小一点的是raid芯片
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/0106579tzwk9a7h9mh8a8y.jpg左边的是音效芯片，使用金属外壳屏蔽干扰，内部看不见，但一般都是小螃蟹;蓝色的是无极性电容，接入可以不管正负极，拥比有极性电容更好的高频性能；有条纹的是金属氧化薄膜电阻，相对于普通电阻受温度影响很小，这样不会因为阻值变化对声音输出有影响。这些组成了相对高级的音频电路系统。当然还有另配音频子卡的，那个更好。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010656496c6tx9jgqlj49q.jpg
双千兆网卡的配置在自建的NAS上会很舒服，内线点播的时候双线合并，可以应对极高码率的点播。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010655u11rad6s0d9b9dud.jpgI/O监控芯片。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/01065522isyix2yvywwtw2.jpgUSB接口背后的电容和保险丝。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010655xts6o595lk55p45o.jpg
根据就近原则设计在后置音频接口背后的前置音频接口插针，成为背线流的噩梦。
双bios芯片，一个刷坏，另一个自动接替并且修复，刷不死设计，值得全部推广的设计。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010655tm0hgjs1mdstyyjm.jpg
PCI-E3,0的信道切换芯片，在支持4路交火的主板上，这个芯片数量很高。和PCI-E2.0时代没有这种数量级的芯片有所不同，由于3.0控制器的CPU内置，外置靠扩展，新显卡的支持等，造成了这一时段里的特殊情况。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/0106541itr6sse1ssiywsz.jpg
PCI-E的供电。我记得有显卡屏蔽了PCI-E的取电而完全从显卡供电取电，为了更纯净的供电。其实没有这个必要，PCI-E取的电会被显卡供电模块二次净化。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010653pgrp7a70ggr979a4.jpghttp://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010653d804wn734af05b95.jpg
左侧的供电设计明显更华丽，但有个奇怪的地方，就是供电接入出没有扼流电感，注意右边的是有的。这个不加扼流电感基本上成了影驰工程师一个非常奇怪的习惯，即使是很高端的型号，他们也不愿意加入一个基本没有成本的扼流电感。究其原因，也许我前面所说的那种工程师偏执的理性吧。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010652stjnj255nnnrfjr5.jpg
我没有找到24PIN主板供电翻转90度利于背线的图，所以用此图代替，甚至我不记得有没有这种设计。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/0106492b79vraoovaoo75a.jpg
主板背面可以看到PCB层数的透窗
也许还有其他七七八八的东西我没有考虑到的，遗漏了，暂时也不去补了。总体说来，其一，主板的供电相数多寡确实决定了其供电质量和OC能力；其二，扩展能力、功能性和易用性也是一个要注重考虑的方面，这部分主要依靠主板的功能性芯片和配套软件；其三，从表层走线，焊点饱满程度，元器件规则程度可以大致判断主板的做工能力；其四，很多元器件特别是小件，以排阻、MLCC、IC为主各自担负着各种功能，主要是保证主板的信号纯净、电流平直、电路保护等，这些无法在测试中体现，但为主板的长期稳定运行提高了保证，我们可以从焊盘附近、各种插槽附近的小件密集程度做初步的考量。现在无论的媒体的导线还是厂商的导向开始趋向于卖像，炒概念等，希望以上东西能对各位朋友自己来判断板卡好坏提供一些帮助。
本帖最后由 taizer 于 2013-2-22 03:21 编辑
三、特别播报：GK 110的那些事儿
我在写这个东西的时候，正赶上GK110的发布在即，临时决定在这里加入这么一个部分。本来想另起一篇，后来想想正好原GPU篇的GPU策略烂尾了，这个讨论这个时候正好作为一种补充。关于性能架构等的东西不做论述了，GPU篇已经讲的很清楚了，这里只谈谈其他我想到的事情。GK110自打从坊间流传开始就一直处于热议之中，众说纷纭。实际上GK110有可能是ATI/NVIDIA对决历史上最特殊的产品，这种特殊性不是它的性能、架构，而是有可能对双方研发周期产生影响。
在开普勒发售之前对GK104还是GK110作为旗舰显卡的消息就在不停的出现，当然最后GK104作为旗舰单核心来面对ATI的Tahiti。于是有这样一种说法就是，原本就不存在GK110，GK104就是最高版本。这个说法肯定是不准确的，按照NVIDIA的芯片设计策略，GK104无论是位宽、晶体管规模、核心面积都不是旗舰GPU的风格，也不可能先设计一个GK104然后再设计一个ALU规模更大的GK110。还有一种说法是GK110被NV雪藏的原因是因为Tahiti的性能没有达到NV的预期，所以他们使用甜点级型号作为旗舰型号发售，这恐怕是溢美之词。Tahiti的相比Cayman的性能跨度完全达到了一代显卡应有的高度，而且其衍生型号7870/7850/7770等，市场表现非常好。而且GK104的对应高端型号应该叫GK100而不是GK110，在一开始曝光的时候它已经叫GK110了，所以更有可能的情况是。GK100被首先研制出来后，出现了费米时代的情况，它由于过于复杂而受限于制程，所以为了避免出现局促局面NV决定加快速度放出GK104，然后以较短间隔前后发布，类似GF104救GF100的场。但正如我在GPU一章说过，现在ALU数量规格太高，前段单元压力巨大，开始出现短板，造成了单个ALU效率远不如以前的情况。其实对比7970和7870的性能跨度也可以发现，7970的性能跨度远没有达到其流处理器规模的跨度，他们也有这种情况，甚至Tahiti比GK系列更加严重。由于上述原因，加之GK100过于复杂，功耗发热很大，频率提升困难，NVIDIA的工程师发现，GK100比GK104的性能提升不大，而GK104通过高频率和Tahiti性能非常接近。于是出现了GPU史上相当吊诡的一幕，一个甜点级核心作为旗舰型号发售，而且它竟然成功的战平了对手的大核心旗舰。而GK100被命名为GK110等待制程成熟，再度出山。我绘制了一张不怎么严谨的表格来附文说明A/N对决史上的值得一说的几个时刻，以及这些事件对双方研发周期和核心策略变化的影响。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010651evwzxzhtw2d55vw8.jpg
NV30架构失败，发热极高，性能坑爹，而且非常不幸的遭遇了ATI史上第一款长研发周期大核心产品，此战被虐的相当不轻。NV紧急调整NV30并修复其短板，至NV38已经经历2次改进，ATI直接用RV300小改和衍射型号轻松应对。这场战斗的高度压制给ATI带来了超好的自我感觉，也尝到了大核心策略的甜头，而且为他赢得了长达18个月的研发周期。而NV这边，对NV30的不断改进疲于应付的同时也在加紧研发下一代产品，卧薪尝胆，而且通过艰难的调整也获得了和ATI相当的研发周期。于是双方第一次“憋大”技能发动，对决。
由于RV300太成功，ATI错误的估算了形势，他们研发了一个虽然规格很高性能很强的产品，也就是RV430.但是他竟然不支持DX9.0C，更倒霉对手憋大也憋了个超级成功产品，NV40对比上代产品的提升非常之大，这次被干翻在地的是ATI了。整个RV430和其衍生型号，ATI发动了多种救市手段:模仿前代9800SE的免费开管，打造定位类似9550的X550，RV430以及其高端衍生型号的大幅降价（旗舰显卡价格头一次如此诱人），强调SM3.0不是必须SM2.0尚可一战。可是中端型号的高度缺乏，不得得靠高端型号来面对NV40的丰富产品线，那一年ATI过的很难。
之后，NV发布了NV40的规格扩充版本G70，命名习惯变更，性能提升幅度常规级别，对阵RV520。一年后RV580发布，单管三纹理的架构，在当时性能极度狂野，AA+HDR加持，NV的应对呢？G71~ 一个高频版G70，完全无力对付RV580，而且还做了一个7950GX2出来。NV为什么要这么做？我当时也觉得很奇怪，似乎是无力应对不想好的感觉。G71是个小核心显卡，功耗低，成本低，主流型号性能相当不错，而且在低端显卡也就是7300GT引入了8管这种高规格，当时7300GT和7600GS是NV的主要利润点。NV用小核心策略对应对面的大核心很类似于RV770面对GT200的情况，不过几乎NV没有消耗任何研发周期来做这种布局。NV当时这么做的目的只有一个，等待技能“憋大”CD，以及90nm工艺足够制造一款疯狂规格产品。ATI因为遭遇收购在DX10的研发上慢了一步，而且当时ATI也在“憋大”，第二次“憋大”技能即将对决。在RV430的DX版本事件之后，ATI都一直高度更随DX来更新产品，一朝被蛇咬十年怕井绳啊。在NV这边，在高端市场被RV580压制的时候，NV的工程师反倒是兴奋的，他们对即将要发出的外星科技级别显卡无别激动，NV也确实迎来了其最辉煌的一页。至此DX9时代的3次核心结束，双方各有一次憋大，一次新核心加一次改进或者规格扩充。
G80立项很早，通过基本放弃DX9.0c最后一代产品，用G71试水90nm技术，为其赢得18个月研发周期，创造了第一代统一渲染架构GPU，兼顾科学计算和游戏性能，加入CUDA。即使其发热高功耗高也无人诟病，因为它是在太强了。G80迫使媒体测评室开始购买1200W级别的电源，其架构一些设计思路被沿用至今。由于收购导致产品推迟的ATI在6个月后放出了它第二次大核心产品，R600。超高的规格，极度复杂完全全新的架构，并且让512bit这种恐怖位宽回归。基于80nm的R600功耗甚至不输90nm的G80，可见其复杂程度。R600由于ROPs出现BUG，抗锯齿性能跌幅过大，这对一个旗舰产品是致命的，更麻烦的是作为主要利润点的中端产品ATI过于匮乏，造成了连8800GTS 320M都卖到天价的局面。傲视群雄的8800GTX SLI首发价格更是到达19999附赠800W电源的地步，后期高频版也就是8800ultra直到停产都没有被击败。这个事情对ATI的大核心策略产生了影响，此后ATI就没这么干过了。
G80的接任者G92是新制程的改进版，位宽减少，略微改进了纹理单元依靠较高频率完成基本达到了接近G80的性能，G92核心的效率很高，寿命也很长。这次也是比较少见的核心换代而性能没有提升的一次。而且更加有趣的是ATI也是如此，RV670是R600的精简型号，ringbus取消ROPs初步修复，ALU规模保持不变，依靠新工艺和高频率也有了不错的性能，而且就算是全规格的版本卖的也很便宜。在G92对阵RV670阶段，AIT需要用全规格的RV670才能对抗G92的9600GSO，平均利润非常糟糕。这给nvidia对ATI下一代产品性能产生了误判。
由G92规格扩充产生的型号G200，功耗核心面积很大，位宽高达512bit显卡制造成本极高，性能彪悍，而且本代显卡公版做工极其强悍，直到现在P651还在论坛被热捧。这次对决我之前分析过这里不再赘述，我们只要知道RV770太神了，nvidia这次伤的不轻，心灵上的~
下一战，ATI的改变策，紧跟DX进度，为RV770架构增加DX11能力并且进行规格大幅扩容，CYPRESS抢先发布。NV则按照习惯进行架构变更，而且费米变更较大，结构先进复杂，于是完美难产。本代独立显卡市场份额，ATI终于超过了NVIDIA。借由cypress的市场抢先占领，ATI有了时间进行架构转换，Cayman的结构有了初步改进，VLIW4出现，单个ALU效率提升，也为ACE单元的设计提供了经验。GF110只是工艺进步版本的GF100，但依旧有能力抗衡Cayman，从整个DX11前2次战斗看，波澜不惊，ATI的策略造成了自身研发周期的变更，NV则拆招应对。
由于费米架构较为先进，NV又来了一次G71方式，如果cypress是新架构，Cayman是Cypress是扩容版，GF110的日子就不会这么好过了。ATI这么做的原因是为了GCN研发赢得时间，同样的nvIDia也获得了一次较长的时间来更新架构。关于GK104和tahiti这里不再赘述。
为什么说这么多，其实是为了大致说明下，两家在研发上是有规律可循的。基本是3代产品里有一次新架构，一次扩容，一次小改，具体怎么安排则受到制程市场以及对手产品策略的影响。而且由于DX11的生命周期比DX9和10都要长，他们事先知道，所以本代的新品规格变更与往常略有不同。通常一点来说cypress是新架构，cayman是扩容，tahiti是改进版，这样的话下一代新品研发周期大致是cayman只有就可以开始，tahiti可以用来试水制程。NVIDIA的话GK100应该是GF110的扩容版，而不是全新架构。说到底是DX11生命周期长，产品策略要做些调整。只是由于GK104的意外强大给双方的研发周期带来了一个混乱，而且这次有利于nvidia，我来说明一下。如果GK100和tahiti的性能接近，那么GK110应该是GK100的扩容版，GK100已经非常巨大，GK110必须改进前端外加有可能再度受困于制程而消耗6个月的研发周期。或者模仿G71的方式依靠GK114来保障利润，但由于DX11首战不利，情况会比G71时期要糟糕的多。而现在非常少见的依靠甜点产品战平对手旗舰，而本来的旗舰单核心依靠制程拉高频率直接作为下一代产品发布，现在不太明确的就是是否会有GK114，毕竟GK104频率已经很高了。首先我猜测下下一代AMD产品的规格，由于tahiti是GCN新架构，下一带产品HD8970应该是tahiti的规格扩容版.考虑到tahiti的ALU规模已经很高，所以可能每个GCN的内置流处理器数量会有所增加，维持384BIT然后ROP补全为48个，而ACE有可能有一次较大改动，甚至加入类似NVIDIA的双发机制来提升效能。这个核心的性能足以对付GK110，只不过由于这个产品的扩容会额外消耗研发周期，导致下下一代产品的时间非常紧张。我们再回头看下，cypress是RV770加入新技术的扩容版，cayman是VlIW4新品，tahiti是全新GCN，ATI这样做是会预见到第五代产品的研发紧张，那么为什么还这么去做？我分析如下3个原因1.tahiti本身非常强大，已经是个高研发周期产品，因为cayman毕竟只是小改，tahiti是一个很彪悍的新品，规模、位宽、频率都很高，这样简单扩容甚至直指提高频率来应对对手，为第五代产品拖延时间。2.NVIDIA没有为GF110设计扩容，而直接换用全新架构，这个全新架构性能又如此强大，出乎意料。3.最主要的原因是，AMD与NVIDIA比较的来说，生活比较困难。它要同时维持CPU和GPU两个大的研发中心，附带APU的研发也要花费经费和人力，又要兼顾移动市场和未来要入住的RISC。其CPU领域的老对手intel过于强大，CPU领域日子不好混（我们回头看intel的核心架构的话从nehalem开始，架构主体变动速度已经远没有以前那么快了，市场压力小是一个方面原因），外加财务状况很不理想，AMD必须依靠综合市场来维持利润。也就是说特别是APU和GPU要快速发售占领市场，捆绑芯片组以后来带动CPU以及整体市场的销量。所以不惜缩短研发时间来快速发布新品，回收资金。Tahiti全线价格上市之初非常高，销量也很好，就证明这种策略是有效的。
GK110这次发布的比意料中要早了一些，大概也是因为现在PC市场的萎靡，NVIDIA也希望快速发布新品来回笼资金。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010652gkkjeqkkkhatn0h7.jpg
由于首次出现了甜点级产品作为旗舰发售的情况，NVIDIA赢得了一次较长的研发周期，甚至有时间来等待制程。也就是说NVIDIA的下一代产品MAXWELL，可以放心做的“相当复杂”了，而且受困于制程的危险大大降低了，我们很有可能看到一个类似G80的传奇产品。上一次是牺牲了一次产品对决（G71）才获得这样机会，而这次什么都没放弃，而且对手的研发也要比上次更加紧张。AMD有可能会迎来一个相当难受的财务年度，还好拿到了PS4订单。希望它的APU能有更多建树，帮助AMD脱离困境。 本帖最后由 taizer 于 2013-2-22 03:29 编辑
四、散热器部分散热器的效能是可以通过其设计来初步评估的，我将试着来分析。
1.材料散热器的材料一般是鳍片铝，底座铜或者铝，热管为铜。鳍片也有用铜的，但不多见。铜比铝的导热和吸热都要好，但为什么不用铜做鳍片。铜熔点高，加工困难；其二重量太大，主板负担太高，也有可能压碎DIE；其三铜虽然同体积热存储能力更大，但要带走这种热量确要比铝困难，简单的说吃扇子，当然只要你能承受略高的噪音，纯铜鳍片的散热器还是非常狂野的。比如U120-E的纯铜版，加暴力扇依旧是当前最强风冷，虽然停产但成色好的依旧被风冷玩家买来收藏。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010648lrhxfrcc0p0939qr.jpghttp://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010646eebdolt00btzbt18.jpg
2.底座底座的材质也主要是铜和铝，铝就不说了。铜底的厚度关乎吸热能力，关乎和热管接触的面积，铜底的大小关乎和CPU/GPU的接触面积，也直接影响到吸收和散热性能。以下展示3种常见的底座。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010646umvvzl81hmtvk2f9.jpg纯铜，上下夹持焊接
。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010646vhlxiitsxxxixlvw.jpg上铝下铜夹持焊接，铜底较厚，接触面积尚可。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010647xsz312zuuxssxs3x.jpg上铝下铜夹持焊接，铜底较薄，热管压扁增大接触面积，略影响热传导，但在低端风冷上仍是值得称道的技术。
3.热管数量http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/0106459xfu95ojjnsfuysp.jpg热管数量直接关乎传导以及和鳍片的接触面积，注意有的时候热管数量较少的时候，热管会教底座中心靠拢，以更好的接触核心发热部分。通过观察热管弯折处的褶皱的多寡，最能判断工厂工艺水准。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010644laga1sfu32f4tqaq.jpg热管被安排在靠外围的地方，避开风扇盲区。
4.热管鳍片接触方式
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010640ea88f3wu3uepf8mb.jpg采融的鳍片夹持焊接技术，可以降低成本，而不影响效率，对散热塔造型有一定的要求。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010639mcevv4m5vpjue444.jpg
传统的回流焊工艺，有明显的助焊孔。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010638582pguyw50aedfte.jpg穿FIN工艺，依靠高温快速将热管挤压进鳍片，使得鳍片紧贴热管，接触性和焊接还是有一定差距，而且时间久了会松动。
5.扣fin
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010637lu017us7lsqs5tum.jpg鳍片间边缘折叠连接，保证鳍片的空隙均等。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010636z7kl1klnn7zlseks.jpg使用折边工艺保持鳍片空隙均等，折边彼此并不连接，对保持鳍片的稳定不如扣FIN。也有在侧边使用大面积折边用以集中风扇气流。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010635kfsef2fzc2ff37u2.jpg没有任何措施保证鳍片均等，时间长了容易松动，也不美观，低端散热这种设计也无可厚非。
6.H.D.T技术
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010635zx2ncxc74cixi88e.jpg
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010630cxcc1dffstfc5s5p.jpgH.D.T被媒体过于美化，热管的直触快速带走热量，可是没有铜底吸热和贮存，必然对散热性能有影响。而且热管直触不能保证对核心的完全接触，有底座的话，每个热管的接触面积都有保证，H.D.T要么削平热管要么压扁怎么都有影响，面对大核心还好些，较小的核心甚至会造成1-2根热管接触不到核心。H.D.T更多的是对成本内散热效果，以及卖点的一种折中设计。比如一样的钱我可以用3热管+厚纯铜底座，或者考虑用5热管的H.D.T，后者效率可能更高，而且更有卖点。不过在旗舰散热上不会出现这种设计，因为有足够的成本来打造厚铜底+多热管+扣FIN+回流焊。
7.主板散热设计这里举几个例子给大家看下，很多时候主板的散热设计也是有讲究的。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010634rklprrrya299ktgt.jpg这个算是设计比较好的，有明显的高温短流向低温短然后依靠风扇散热的走向。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010632ma81yp2ja1oav183.jpg高温短在供电处，低温段在南桥，单南桥没有办法散走热量。哪怕算上风扇对周围的散热，南桥那个热管的作用还是美观为主。好就好在这个鳍片设计的比较高，能够较好的吃风道。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010631zggtzw3tmprtttwp.jpgDFI的这个设计，那个高耸的散热模块是可以另加的，依靠出风口带走热量，比较极端的设计。
顺带一说，即使鳍片设计的较低，塔式散热虽然不如下压式能更多的照顾到周边元器件，但依旧能吹到供电模块散热片。因为风扇吹出的风实际更像是一个旋转的扰流，也正是这个原因有时候我们需要导风罩，而且即使是风扇直接覆盖到的地方也会有弱风区。
8.举例说明散热器设计这里列举几个散热风格，主要是有代表性的设计，不一定是最好的，但是有亮点的。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/0106433bsggsg1z66anls6.jpg采融的一款散热器，可以照顾到元器件散热，而且由于双塔不在一个风道上，另后塔也不会受到前塔热量影响。这个散热器的鳍片也比较开，低转速风扇就有不错的散热效果。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010641kopiiipixkc8kjc8.jpgAC的三风扇，鳍片较开，鳍片规模虽然不大，但散热效果不错，也不吃风扇。热管规模较大，提升散热效能，热管弯折教小减少影响，由于中部没有热管穿过，底座上的铝部分直接连接鳍片增加效率。穿FIN工艺节约成本，折边工艺保持鳍片间距并提升外观，纯铜底座加强吸热。综合来说是在考虑成本的情况下，着重加强那些对散热有提升的设计。http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010641sgin31ig7uslxvbv.jpg
底座为上铝下同夹持，焊接工艺一般。
http://att.3dmgame.com/att/forum/201302/22/010630cxxrzj3r7f1k5x3r.jpg
散热器的3根热管有2根处于鳍片上表面，直接开缝焊接，减少制造难度，但影响和鳍片的接触。扣FIN和镀镍工艺提升外观。底座为纯铜底座，上盖为铝，仅有很薄的鳍片。铜底较薄，热管压扁增接触面积，提升散热性能，外用导风罩使得单风扇照顾到更多鳍片。总体散热器规模不大，所以减少风扇位综合成本和效能打造。
时间太迟，半夜打造，本文完。敬请期待，完结篇--《澎湃动力--——机电产品》！ 本帖最后由 taizer 于 2013-2-22 02:28 编辑
我word排版是好的，移动过来就废了，坑爹啊。 好帖，期待明日更新{:3_90:} {:3_115:}正好最近需要恶补知识.... 不错，等更新~ 支持个~{:3_167:} {:3_141:}撸过 帖子太长了，看完天都黑了。
速度回帖，略过。。。。。。字。 好帖！
可惜今天的评分就剩这么多了 这个厉害。。。。。。。 看完了之后又长了好多新姿势！ 北色 发表于 2013-2-22 17:59 static/image/common/back.gif
看完了之后又长了好多新姿势！
好多新姿势。。。。。
{:3_103:}我觉得应该考虑给精，为数不多的精品文章给几个破分也太抠了吧 金属不死 发表于 2013-2-22 18:18 static/image/common/back.gif
我觉得应该考虑给精，为数不多的精品文章给几个破分也太抠了吧
我评分全用来砍人了
今天就这么多
加精考虑了
不过得几位版主一致同意，前面找了下，没一个在的
辛苦了 看完了 :loveliness: 我表示精华通过 精华已给，感谢LZ
硬件区有你更精彩！ 好文章！ 神贴！我把这三篇都重新排版打印出来收藏{:2_27:} 不错的文章 支持了 缺德啊，害别人去修电视，哈哈;P 楼主真是旗舰级专家！支持支持！ 好文好图 学习了 感谢大家的支持和鼓励，本人会继续努力，加速完成电源和机箱篇，并在每个重要的架构更新时刻发布白皮书民间解析。 这个要顶一下,长见识啊:lol
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