gpu電路

『壹』 GPU是在顯卡上嗎

GPU是顯示卡的「心臟」，也就相當於CPU在電腦中的作用，它決定了該顯卡的檔次和大部分性能，同時也是2D顯示卡和3D顯示卡的區別依據。2D顯示晶元在處理3D圖像和特效時主要依賴CPU的處理能力，稱為「軟加速」。3D顯示晶元是將三維圖像和特效處理功能集中在顯示晶元內，也即所謂的「硬體加速」功能。顯示晶元通常是顯示卡上最大的晶元（也是引腳最多的）。現在市場上的顯卡大多採用NVIDIA和ATI兩家公司的圖形處理晶元。
於是NVIDIA公司在1999年發布GeForce
256圖形處理晶元時首先提出GPU的概念。GPU使顯卡減少了對CPU的依賴，並進行部分原本CPU的工作，尤其是在3D圖形處理時。GPU所採用的核心技術有硬體T&L、立方環境材質貼圖和頂點混合、紋理壓縮和凹凸映射貼圖、雙重紋理四像素256位渲染引擎等，而硬體T&L技術可以說是GPU的標志。
簡單說GPU就是能夠從硬體上支持T&L（Transform
and
Lighting，多邊形轉換與光源處理）的顯示晶元，因為T&L是3D渲染中的一個重要部分，其作用是計算多邊形的3D位置和處理動態光線效果，也可以稱為「幾何處理」。一個好的T&L單元，可以提供細致的3D物體和高級的光線特效；只不過大多數PC中，T&L的大部分運算是交由CPU處理的(這就也就是所謂的軟體T&L)，由於CPU的任務繁多，除了T&L之外，還要做內存管理、輸入響應等非3D圖形處理工作，因此在實際運算的時候性能會大打折扣，常常出現顯卡等待CPU數據的情況，其運算速度遠跟不上今天復雜三維游戲的要求。即使CPU的工作頻率超過1GHz或更高，對它的幫助也不大，由於這是PC本身設計造成的問題，與CPU的速度無太大關系。
詳細見
http://ke..com/view/1196.htm

『貳』 主板和顯卡是如何給CPU和GPU供電的

就如電源是PC的心臟一樣，主板和顯卡上的供電模塊也是它們各自的心臟，搭載在身上的各種晶元能否正常工作，就看它們的供電電路是否足夠強悍了。因此在我們的顯卡和主板評測中，它們的供電 模塊會是一個很重要的評分項目。那麼主板和顯卡上的供電模塊由什麼元件組成，又是如何工作的呢？今天我們就來扒一扒那些關於板卡供電模塊的二三事。
典型的4相供電電路
顯卡與主板的供電模塊的主要作用是調壓、穩壓以及濾波，以此讓CPU或者GPU獲得穩定、純凈且電壓合適的電流。從它們所用到的技術和原理來說，顯卡和主板的供電電路其實並沒有本質上的區別，僅僅是供電電壓和電流有所不同，因此我們這次就不分開講解了。
主板/顯卡上的供電模塊有哪些？
目前主板和顯卡上使用的供電模塊主要有三種，一種是為三端穩壓供電，這種供電模塊組成簡單，僅需要一個集成穩壓器即可，但是它提供的電流很小，不適合用在大負載設備上，主要是對DAC電路或者I/O介面進行供電。
三端穩壓供電晶元7805，組成簡單但輸出電流較低
第二種則是場效應管線性穩壓，這種供電模塊主要由信號驅動晶元以及MosFET組成，有著反應速度快、輸出紋波小、工作雜訊低的優點。但是場效應管線性穩壓的轉換效率較低而且發熱量大，不利於產品功耗和溫度控制，因此其多數用 在更早年之前的顯存或者內存的供電電路上，而且僅限於入門級產品，中高端產品往往會使用更好的供電組成，也就是第三種供電模塊——開關電源。
現在主板和顯卡上給CPU和GPU供電的都是開關電源供電電路
開關電源是控制開關管開通和關斷的時間和比率，維持穩定輸出電壓的一種供電模塊，主要由電容、電感線圈、MosFET場效應管以及PWM脈沖寬度調制IC組成，發熱量相比線性穩壓更低，轉換效率更高，而且穩壓范圍大、穩壓效果好，因此它成為了目前CPU與GPU的主要供電來源。
由於前兩種供電模式都在存在著明顯的不足，因此它們在顯卡和主板產品上的地位並不高，多數是作為輔助型供電或者為低功耗晶元供電而存在，這次就不再詳細敘述，我們把重點放在第三種供電模塊也就是開關電源供電上。
開關電源供電模塊由哪些元件組成？
主板和顯卡的開關電源供電模塊主要供CPU和GPU使用，通常是由電容、電感線圈、MosFET場效應管以及PWM脈沖寬度調制晶元四類元件組成。
電容與電感線圈
電容與電感線圈在開關電源供電電路中一般是搭配使用，其中電容的作用是穩定供電電壓，濾除電流中的雜波，而電感線圈則是通過儲能和釋能來起到穩定電流的作用。
供電電路中的電容與電感
電容是最常用的也是最基本的電子元器，其在CPU和GPU的供電電路主要是用於「隔直通交」和濾波。由於電容一般是並聯在供電電路中，因此電流中的交流成分會被電容導入地線中，而直流成分則繼續進入負載中。同時由於電容可以通過充放電維持電路電壓不變，因此其不僅可以濾除電流中的高頻雜波，同時也減少電路的電壓波動。
而電感線圈的作用則是維持電路中的電流穩定性，當通過電感線圈的電流增大時，電感線圈產生的自感電動勢與電流方向相反，阻止電流的增加，同時將一部分電能轉化成磁場能存儲於電感之中；當通過電感線圈的電流減小時，自感電動勢與電流方向相同，阻止電流的減小，同時釋放出存儲的能量，以補償電流的減小。
由於在開關電源供電電路中，電感與電容需要在短時間內進行上萬次的充放電，因此它們的品質將直接影響開關電源供電電路的性能表現。目前CPU和GPU的供電電路中多使用固態電容以及封閉式電感，前者具備低阻抗、耐高紋波、溫度適應性好等優點，後者則有體積小、儲能高、電阻低的特性，比較適合用於低電壓高電流的CPU和GPU供電電路中。
在高端產品上使用的聚合物電容
值得一提的是，在部分高端產品的供電輸出端我們還可以看到聚合物電容，如鋁聚合物電容以及著名的「小黃豆」鉭電容。由於這種聚合物電容擁有極強的高頻響應能力，因此在每秒充放電上萬次的開關電源供電電路中，它們常常被用於輸出端的濾波電路中，可以大大提升電流的純凈度。
MosFET
MosFET在供電電路中的作用是電流開關，它可以在電路中實現單向導通，通過在控制極也就是柵極加上合適的電壓，就可以讓MosFET實現飽和導通，而MosFET的調壓功能則是可以通過PWM晶元控制通斷比實現。
很常見的「一上二下」型MosFET布置
MosFET有四項重要參數，分別是最大電流（能承受的最大電流）、最大電壓（能承受的最大電壓）、導通電阻（導通電阻越低電源轉換效率越高）以及承受溫度（所能承受的溫度上限），原則上來說最大電流越大、最大電壓越高、導通電阻越低、承受溫度越高的MosFET品質越好。當然了完美的產品並不存在，不同MosFET會有不同優勢，選擇什麼樣的MosFET是需要從實際情況出發考慮的。
在開關電源供電電路中，MosFET是分為上橋和下橋兩組，運作時分別導通。而有注意MosFET布置的玩家可能會發現，多數開關電源供電電路中的上橋MosFET往往在規模上不如下橋MosFET，實際上這個與上下橋MosFET所需要承擔的電流不同有關。上橋MosFET承擔是的外部輸入電流，一般來說是12V電壓，因此在同樣功率的前提下，上橋MosFET導通的時間更短，承擔的電流更低，所需要的規模自然可以低一些；而下橋MosFET承擔的是CPU或GPU的工作電壓，一般來說僅在1V左右，因此在相同功率的環境下，其承擔的電流是上橋MosFET的10倍， 導通的時間更長，所需要的規模自然更高了。
而除了常見的分離式MosFET布置外，我們還會看到有整合式的MosFET，這種MosFET我們一般稱之為DrMos，其上橋MosFET以及下橋MosFET均封裝在同一晶元中，佔用的PCB面積更小，更有利於布線。同時DrMos在轉換效率以及發熱量上相比傳統分離式MosFET有更高的優勢，因此其常見於中高端產品中。
不過DrMos也不見得一定就比分離式MosFET更好，實際上由於DrMos承受溫度的能力較高，因此當它的溫度超過承受值並燒毀的時候，往往還會進一步燒穿PCB，致使整卡完全報廢。而分離式MosFET由於承受溫度的上限較低，因為過溫而燒毀時，往往不會破壞PCB，反而會給產品留下了「搶救一下」的機會。當然了最佳的做法是不讓MosFET有機會因為過溫而燒毀，因此顯卡顯卡上往往也會給供電電路配置足夠的散熱片。
另外值得一提的是，同樣規格的MosFET實際上也可以有多種不同的封裝方式，以適應不同的使用壞境。雖然說不同的封裝模式對MosFET的散熱有一些影響，從而也影響其性能表現。但是相比於內阻、耐壓、電流承受能力等硬性指標，不同封裝帶來的影響幾乎可以忽略不計，因此我們不能簡單地通過封裝模式來判斷MosFET的好壞。
PWM脈沖寬度調制晶元
PWM也就是Pulse Width Molation，簡稱脈沖寬度調制，是利用數字輸出的方式來對模擬電路進行控制的一種技術手段，可是對模擬信號電平實現數字編碼。它依靠改變脈沖寬度來控制輸出電壓，並通過改變脈沖調制的周期來控制其輸出頻率。PWM晶元的選擇與供電電路的相數息息相關，產品擁有多少相供電，PWM晶元就必須擁有對應數量的控制能力。
開關電源供電電路是如何工作的？
開關電源組成原理圖如下所示，圖中電容的作用是穩定供電電壓，濾除電流中的雜波，讓電流更為純凈；電感線圈則是通過儲能和釋能，來起到穩定電流的作用；PWM晶元則是開關電路控制模塊的主要組成部分，電路輸出電壓的大小 與電流的大小基本上是由這個控制模塊；MosFET場效應管則分為上橋和下橋兩部分，電壓的調整就是通過上下橋MosFET配合工作實現的。
開關電源供電電路開始工作時，外部電流輸入通過電感L1和電容C1進行初步的穩流、穩壓和濾波，輸入到後續的調壓電路中。由PWM晶元組成的控制模塊則發出信號導通上橋MosFET，對後續電路進行充能直至兩端電壓達到設定值。隨後控制模塊關閉上橋MosFET，導通下橋MosFET，後續電路對外釋放能量，兩端電壓開始下降，此時控制模塊關閉下橋MosFET，重新導通上橋MosFET，如此循環不斷。
上文中所述的「後續電路」實際上就是原理圖中的L2電感與C2電容，與線性穩壓電路相比，開關電源雖然有轉換效率高，輸出電流大的優點，但是其MosFET所輸出的並不是穩定的電流，而是包含有雜波成分的脈沖電流，這樣的脈沖電流是無法直接在終端設備上使用的。此時L2電感與C2電容就共同組成了一個類似於「電池」作用的儲能電路，上橋MosFET導通時「電池」進行充能，而在下橋MosFET導通時「電池」進行釋能，讓進入終端設備的電流與兩端電壓維持穩定。

『叄』 顯卡電路圖gpu供電多少v

顯卡供電電壓都是12V供電的。

給顯卡供電的絕大部分也是12V，但是顯卡的PCIE插槽中，3.3V電壓也提供了一點功率，但這部分功率非常少，幾乎可以忽略不計。

顯卡選購注意：

用戶除了參考參數選購顯卡外，還要注意：一般來說nVIDIA顯示芯在玩游戲時比ATI好一點，但ATI顯示晶元在專業制圖上要強於 nVIDIA;此外，如果你使用的是AMD的CPU，那麼最好購買採用ATI晶元的顯卡，因為ATI已經被AMD收購了，二者結合運行起來應該更流暢。

『肆』 gpu電路板功耗

gpu電路板功耗GPU-Z軟體顯示的是顯卡的整個功耗，和實際工作的不一樣，正常待機會遠小於TDP，整機功率還得算CPU主板、內存、硬碟等等耗電。

顯卡接在電腦主板上，它將電腦的數字信號轉換成模擬信號讓顯示器顯示出來，同時顯卡還是有圖像處理能力，可協助CPU工作，提高整體的運行速度。現在的top500計算機，都包含顯卡計算核心。在科學計算中，顯卡被稱為顯示加速卡。

製造工藝方面的問題：

集成電路發展到納米級工藝 ，不斷逼近物理極限 ，出現了所謂紅牆問題：

一是線的延遲比門的延遲越來越重要。長線不僅有傳輸延遲問題 ， 而且還有能耗問題。

二是特徵尺寸已小到使晶元製造缺陷不可避免 ，要從缺陷容忍、故障容忍與差錯容忍等三個方面研究容錯與避錯技術。

三是漏電流和功耗變得非常重要 ，要採用功耗的自主管理技術。現代的圖形處理器晶元在克服紅牆問題的幾個方面有了顯著的進步：利用了大量的規則的 SIMD 陣列結構；它的分布存儲器接近了運算單元 ，減少了長線影響；它的硬體多線程掩蓋了部分存儲延遲的影響。