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文檔簡介

顯卡PCB板知識介紹培訓PCB是Printed

Circuit

Board的英文簡稱,翻譯過來就是印刷線路板的意思,其主要功能是提供電子元器件之間的相互連接。PCB本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質所制作成。在表面可以看到的細小線路材料是銅箔,原本銅箔是覆蓋在整個板子上的,而在制造過程中部份被蝕刻處理掉,留下來的部份就變成網狀的細小線路了。這些線路被稱作導線或布線,并用來提供PCB上零件的電路連接。

由于目前的電子行業的工藝越發復雜、元件集成度越來越高,所以對PCB板的層數要求與日俱增。尤其是顯卡,由于高中低端顯卡的劃分涇渭分明,因此PCB板幾乎囊括了所有規格:4層、6層、8層、10層、12層、14層!

PCB層數越多自然需要更多的原材料,更重要的是工藝更復雜,復雜的工藝導致廢品率較高,成本自然提高不少。對于一般的顯卡來說,8層板雖然比6層板僅僅增加了2層板,但成本卻提高了50%-70%。什么是PCB???公版和非公版●公版和非公版的設計目標不同:

公版并不直接賣,它們設計PCB的目的是為了盡可能讓GPU性能不會受到PCB的限制,嚴謹、均衡、保守是其主要特點。因此他們很少會考慮到成本、原料采購、世界各地工廠的制造能力等客觀因素。公版PCB往往是先于GPU而設計的,也就是說GPU尚未出世,公版PCB已經準備就緒了,然后再把GPU焊上去,來檢驗其性能表現。由于這種PCB在設計時只停留在理論階段,對GPU的電氣特性尚未吃透,因此往往用料冗余,只是在產品發布最后階段作一些微小的改動,最終性能表現不一定最好;

而非公版在設計時就非常靈活了,此時NV或ATI已經將成品GPU及公版設計方案交付合作伙伴,廠商可以在此基礎上自由發揮,優化布線和供電設計,當然也可以在條件許可的情況下降低成本。當然也有片面追求低成本的非公版PCB,這種設計一般針對低端市場,雖然縮水嚴重,但也能保證在低頻率下的穩定運行,我們不能一味的鄙視它,畢竟一分價錢一分貨,縮水卡也有縮水卡的市場,定位和設計目標不同而已。

公版卡的優勢

第一:NV/ATI官方設計的板型,做工用料完全不用擔心,性能穩定性都經過嚴格測試,值得信賴;

第二:公版不一定是最強的,但很可能是成本最高的,PCB層數、用料都非常奢華;

第三:公版卡上市速度最快,如果您喜歡追新的話,那么可能只有公版這一種選擇;

第四:NV/ATI高端顯卡不會輕易開放生產權限,只有公版卡。

公版卡的劣勢

第一:板型千篇一律,不同廠家的產品基本完全相同,沒有特色、同質化嚴重;

第二:公版散熱器效能勉強,溫度/噪音表現不好(公版PCB+非公版散熱器除外);

第三:公版用料奢華,成本居高不下而且NV/ATI往往對公版卡限價,簡單來說就是貴;

第四:公版卡由NV/ATI總部設計,往往采用了高端電感/電容/MOS(事實上用料冗余,沒必要如此豪華),這給不同地區的工廠采購原料造成了困難(并沒有考慮到世界各地的實際情況),因此產量有限,各大廠商也不愿使用公版設計。主流PCB層數解析基本上,PCB層數是由數據線密度所決定的,這其中顯存位寬和供電??炷軌蛑苯佑绊憯祿€的規模,因為高端(高位寬)的GPU針腳數更多、需要更多數量的顯存顆粒、需要更加復雜的供電模快。下面就以主流公版來簡單舉例說明:

4層PCB:HD3450

8400GS這類入門級核心非常小巧、64Bit低頻G顯存只要四顆就滿足要求,供電十分簡單,使用4層PCB只要半高設計都足矣。

6層PCB:

HD36508600GT

128Bit的GPU核心就比64Bit大了不少,顯存雖然還是只要4顆,但G顯存對供電和終結電阻的要求遠高于G,因此大多中端卡都采用6層全高PCB。當然,如果頻率較低、簡化供電的話,128Bit很容易做成4層PCB,因此市面上低價86GT/3650大多為4層PCB設計。

8層PCB:HD387010層PCB:8800GT顯存位寬到了256Bit,顯存增加到8顆,數據線再次翻番,同時GPU/顯存的供電??煲惨?28Bit復雜很多,此時不僅PCB需要加長,而且層數也增加到8層或10層。

從上到下依次為:8800Ultra、HD2900XT、X1950XTX其實采用12層PCB的256Bit也不在少數,比如N卡和A卡的旗艦版,自然是不考慮成本之作,為了保證豪華的供電以及高頻率下的穩定運行,就使用了奢華的12層PCB。

PCB板的層數越多越好嗎?

通過上面的實例分析就可以了解到,PCB設計成多少層完全是由線路復雜程度決定的,如果4層板無法排布密密麻麻的走線,那么就必須多開幾層,使用6層板,此時6層板就給研發人員提供了廣闊的空間,從而能夠合理的細分數據線路,最大限度的降低信號串擾。

如果6層板已經足夠用了,那么使用8層板就是一種浪費。PCB層數越多,可容納的線路也越多,但不同層PCB板的交迭,加深了線路設計的難度。如不小心弄巧成拙,可能會發生8層板與6層板的功能/性能完全一樣,卻徒增不少成本。當然成本倒還是其次,關鍵更多層的PCB在沾合時對精度要求更高,而且線路損耗增大,實際上數據線在各層之間繞來繞去反而不利于信號傳輸。

因此,通常大家說多層PCB能夠降低干擾、提高穩定性,其實也是相對而言的,要具體問題具體分析。HD3870核心頻率高達800MHz、GDDR4顯存達到了2250MHz,8層足夠了何必用10層呢?對于8800GTX/Ultra這種頂級來說,沒必要在PCB上節約成本,12層就夠了沒必要用14層,因此PCB層數多少根性能好壞、做工優劣并無直接關系。

上頁所舉的例子都是/公版,對于非公版來說,可選擇方案就非常多了。由于公版卡用料冗余,所以廠商在設計非公版PCB時,大多會選擇降低PCB層數,但如果把比公版PCB低的非公版都定義為縮水的話,未免有些偏頗了。罕見的PCB加層:8層板8600GT

公版8600GT和更高頻的8600GTS都是6層PCB設計,一些便宜的低頻8600GT采用了4層PCB設計,但也有些特殊的8600GT竟使用了8層PCB.8600GTmini精致版為8層PCB設計為了把128Bit中端卡的PCB壓縮,做成HTPC用的刀卡,由于PCB面積直接縮小一半,集成度大增,6層布線捉襟見肘,此時使用8層雖然成本增加,但有助于提高穩定性并保證刀卡的頻率不低于普通全高卡,對于HTPC用戶來說無疑是極具吸引力的。超越公版的PCB減層:8層板9600GT

頻率/功耗遠高于9600GT的HD3870,都只采用了8層PCB,而公版9600GT居然不惜工本使用10層PCB,著實讓人有些意外。公版9600GT非公版9600GT的代表作

公版9600GT的供電部分空空蕩蕩,實際上沒必要使用10層PCB,非公版9600GT都采用了8層PCB設計方案,這樣適當的減層設計并不會對的穩定性、超頻、品質造成負面影響,反倒是可以增添新功能、加強供電、提高超頻能力,而且合理的用料以更低的成本實現了更高的性能,是極具性價比之選。4、6、8層的區別

PCB的各個層一般可分為信號層(Signal),電源層(Power)或是地線層(Ground)。每一層PCB板上的電路是相互獨立的。在4

層PCB的顯卡中,信號層一般分布在PCB的最上面一層和最下面一層,而中間兩層則是電源與地線層。相對來說6層PCB就復雜了,其信號層一般分布在1、

3、5層,而電源層則有2層。

八層PCB板解析我們就以9600GT為例,向大家說明9600GT為什么要用8層PCB,而不用10層或6層?●第一層:Top層(正面層)主要走顯存的CMD線、PCIE信號線、所有貼片元件和芯片的焊點等●第二層:GND1(接地層1)整層接地●第三層:Int1(顯存數據線層1)主要是走顯存的數據線、DQS、SLI接口和IO輸出的線等●第四層:Vcc1(GPU供電層)主要是NVVDD(給GPU供電),12V,3.3V等,也有少量的GPIO走線●第五層:Vcc2(顯存供電層)主要是FBVDD(給Memory供電),12V等●第六層:Int2(顯存數據線層2)主要是Memory的數據線,CLK,DQS,SLI等●第七層:Gnd2(接地層2)同第二層相同,整層鋪地線●第八層:Bottom(背面層)主要是PCIE的差分線、顯存的CMD線、插件元件和芯片焊點等●小結:

通過層層分解8層PCB的布線就可以發現,供電就占用了兩層,顯存數據線也是兩層,兩層接地,再加上正反兩面是必不可少的兩層,PCB之間各司其職、環環相扣,8層PCB是一種相當完美的設計方案。

如果想要把96GT做成6層PCB,就必須壓縮供電、顯存或接地層,這樣供電電流就不夠純凈,在高頻下的穩定性和良品率會降低,而且可能無法通過EMI測試,不過一般性使用應該沒什么問題。

由于用戶對的要求越來越高,千篇一律的公版卡已經無法滿足所有人的需要,而且多數廠商也不愿意使用公版PCB,因為成本高、功能少、性能也一般。因此大家就會發現這樣一種現象,在一款新品(如9600GT)發布的第一個月內,基本上就是公版卡的天下,因為公版卡無需重新設計拿來就能用,可以迅速出貨搶市場。而在稍后的第二個月甚至第三個月,非公版設計就如雨后春筍般冒出來,這也代表著該產品正式走入成熟期,不但性能被完全釋放,而且價格也更加平易近人,是出手購買的最佳時期!

現在市面上的非公版是五花八門,這對于廣大用戶來說既有利也有弊。好處就是有了非常多的選擇方案,壞處就是不同型號的品質良莠不齊。那么,我們該如何分辨非公版的層數及優劣?

●如何識別PCB的層數?

理論上,PCB是多少層可以數出來的,因為PCB實際上就是絕緣層和線路層粘合壓制而成的,類似于建材用的那種多層膠合板,只不過PCB通常都是偶數而膠合板是奇數。在PCB斷面可以分辨出絕緣層和線路層的材質明顯不同,但是6層以上的PCB粘合非常嚴密,肉眼基本無法分辨率,除非借助高倍放大鏡或者顯微鏡。

8層PCB:顯存數據線都在內層6層PCB:顯存數據線在表層●如何判斷PCB的優劣?

一款PCB需要經過各種各樣非常嚴格的測試才能得出其性能和穩定性的表現,很難通過外觀辨別其優劣。但是對于普通用戶來說,也只能通過其外觀來鑒別。如果連外觀都有問題的PCB,質量也不一定能控制好。事實上,很多低價的PCB都或多或少的存在這些問題:

1)、邊角上是否有毛刺:優質PCB橫斷面非常光滑,絕對看不出絕緣層,只有在特殊位置(一般

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