Heißer Flachmann: KFA2 / Galax GTX 1070 Katana im Test

Platinenlayout und ein paar Tricks

Die Platine im Überblick

Nimmt man den Kühler ab, dann sehen wir eine mit 17,3 cm sehr kurze Platine, bei der alle Spannungswandlerbereiche konsequent auf die linke Seite gewechselt sind, während der Speicher ober- bzw. unterhalb und rechts neben der GPU platziert wurde. Das ergibt einen löblichen Sinn, denn kein Speichermodul liegt dadurch mehr im direkten Einfluss der Spannungswandler-Hotspots. Doch die Platine wartet mit noch mehr kleinen Besonderheiten auf, die man erst bei näherem Hinsehen für sich entdecken kann.

Spannungsversorgung der GPU mit Umwegen

Geteiltes Leid ist halbes Leid. Schaut man genauer hin, so entdeckt man bei der Spannungsversorgung für die GPU insgesamt vier Phasen, von der die unterste im Gegensatz zu den drei anderen von einer Art VRM-Pärchen angesteuert wird. Doch wie geht das mit den vier Phasen und fünf Regelkreisen, denn am PWM-Controller sind ja fünf Ausgänge beschaltet und nicht nur vier?

Die Lösung nennt sich Load Balancing und ist genau das, was AMD eigentlich bei der Radeon RX 480 im Referenzdesign hätte machen können und müssen!  Betrachten wir einmal das obige Bild und die Speisung der vier Phasen. Während die oberen drei Phasen (gelb markiert) ausschließlich vom PCI-Express-Connector gespeist werden, besitzt die vierte Phase (grün markiert) gleich zwei Speisepunkte und somit auch zwei voneinander separat geregelte Spannungswandlerkreise. Der obere (gelb markiert) wird ebenfalls noch vom PCI-Express-Connector versorgt, der untere (hellblau markiert) hingegen vom Mainboardslot.

Je nach Auslastung kann so die vierte Phase in veränderlichen Anteilen von beiden Versorgungsschienen gespeist werden, was eine Überlastung des Mainboardslots ausschließt! Hätte AMD seinerzeit genügend Rückgrat besessen und gleich eine 8-pin-Buchse verlötet, wäre eine solche Lösung der bessere und sauberere Weg gewesen. Wir sehen also vier Phasen und fünf Regelkreise. Smart.

Der eingesetzte uP9511 von UPI Semiconductur ist ein moderner Multi-Phase Synchronous Buck Controller, der bis zu 6 (+2) Phasen gleichzeitig regeln kann und mittels PSI (Integriertes Energiespar-Interface) drei Betriebsmodi unterstützt: (a) alle Phasen an bei Volllast, (b) dynamische Phasenanzahl/-verteilung bei Teillasten und (c) die Nutzung einer oder nur weniger Phasen für Niedriglasten (bis hin zum Idle). Mit diesem Controller lässt sich auch das Load Balancing recht vorteilhaft implementieren. Dinge wie OpenVReg 4+ gehören natürlich auch zur Feature-Liste des Controllers. Die fünf belegten Ausgänge steuern dann jeweils einem uP1962S als Gate-Treiber an.

Jeder der fünf Regelkreise wird über einen AOE6930 von Alpha & Omega Semiconductor realisiert. Bei diesen Chips handelt es sich um Dual Asymmetric N-Channel AlphaMOS, die den MOSFET der High- und Low-Side zusammen mit der Schottky-Diode in einem gemeinsamen Package vereinen.

Der Speicher und dessen Spannungsversorgung

Beim Speicher kommen mittlerweile GDDR5-Module von Micron zum Einsatz. Die acht Module besitzen eine Kapazität von jeweils acht Gigabit (32x 256 MBit), die je nach abgefordertem Takt mit Spannungen zwischen 1,305 und 1,597 Volt betrieben werden können.

Ein einfacher Buck Controller in Form des uP1542S von UPI Semiconductor steuert die eine Spannungsversorgungsphase für den Speicher an, die ebenfalls aus dem Mainboard-Slot gespeist wird. Da man hier kein Balancing einsetzen kann, ergibt die flexible Splittung bei der vierten GPU-Phase also schon einen Sinn.

Die High-Side ist mit einem MDU1511 und die Low-Side mit zwei parallel arbeitenden MDU1511 bestückt. Alle der drei Single-N-Channel Trench MOSFETs stammen von Magna Chip.

Spulen und weitere Komponenten

Sowohl die GPU- als auch die Speicher-Spannungsversorgung sind mit halbhohen, vergossenen Ferritkern-Spulen für die maschinelle Fertigung bestückt, die nur auf der Oberseite verlötet wurden. Da diese Spulen untereinander angeordnet sind und auch gemeinsam gekühlt werden, besitzen sie trotz unterschiedlicher Induktivitäten eine ähnliche Einbauhöhe. Deshalb sicher auch die Verwendung von Spulen verschiedener Hersteller, da es innerhalb einer Modellreihe kaum so unterschiedliche Spulen mit gleicher Höhe gibt.

Ein klassenüblicher INA3221 ist als Monitoring-Chip für die eingangsseitig fließenden Ströme und anliegenden Spannungen zuständig. Insgesamt zwei Shunts für die beiden 12V-Versorgungsphasen (Mainboard-Slot, PCI-Express-Buchse) helfen jeweils bei der Ermittlung der von dort fließenden Ströme über den entstehenden Spannungsabfall.

Mit dem EPROM Winbond 25040 setzt Galax auf ein einfaches Single-BIOS, dessen Spannungsversorgung separat und in unmittelbarer Nachbarschaft über einen eigenen, kleinen Buck-Controller realisiert wurde.

Die Rückseite der Platine zeigt dann keinerlei Geheimnisse mehr, so dass wir diesen Abschnitt damit auch abschließen können. Die Videosignalaufbereitung und restlichen Komponenten sind die übliche Standardkost und deshalb keine weitere Analyse wert.

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8 Kommentare
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    Dein Kommentar
  • Gammablitz
    Kann es sein, dass im "tabellarischen Vergleich zu den anderen, relevanten Grafikkartenmodellen" ein paar Werte verrutscht oder nicht korrekt sind?
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  • DragoCubX
    Ist mir auch aufgefallen. Da ist wohl was durcheinandergeraten.
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  • FormatC
    Ja, danke für den Hinweis. Ich habe einfach mittendrin aufgehört, als was dazwischenkam und dann vergessen weiterzumachen :)
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  • Epsylon
    Spontan fällt mir noch der Scyte Katan CPU Kühler ein. Bei Unboxing, Abmessungen und Anschlüsse sind Höhe und Einbautiefe vertauscht.
    Der DVI Anschluss ist wirklich Sinnlos. Schöner Test sehr gute Einleitung! :D
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  • FormatC
    Die Höhe steht für den Wert von OK Mainboardslot bis OK Gehäuse, die Tiefe ist die Kartendicke.
    Das wird überall so angegeben und steht auch noch beschrieben im Artikel. Das passt schon. :)
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  • Epsylon
    Okay das verdreh ich gerne mal :(
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  • geist4711
    kleiner komentar was AMD hätte machen können: ja, sie hätten solch eine schaltung machen können ABER, wenn man bedenkt das ein mainboard mehrere PCIE-slot's hat und man somit davon ausgehen muss das die versorgung also auf die ströme mehrerer eingesteckter karten ausgelegt sein dürfte, sollte es wenn ein anschluss mehr als in den spec's angegeben ist belastet wird, zu keinerlei problemen kommen und, nicht nur die AMD-karten hatten schon solche 'fehler' in der auslegung.
    verstehe den wind der darum bis heute gemacht wurde absolut nicht und erstrecht nicht das man immerwieder so darauf rumreitet. hat man das beim speicher der nv-karten auch gemacht, jedesmal bei jeder sich bietenden gelegenheit da wieder drauf rum zu reiten? kam mir nicht so vor, das wurde ehr so übernommen wie nv sich dazu geäussert hat und kaum mehr erwähnt, ausser wenn es nichtmehr zu verstecken war, nämlich dann wenn der treiber es auch mit allen mitteln nichtmehr verhindern konnte wenn ein programm den vollen angegebenen speicher der karte dann auch erzingen wollte zu nutzen...
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  • FormatC
    Der Unterschied ist, dass es für den PCIe knallharte Normen gibt, die nicht ohne Grund existieren, während es beiim RAM um eine nicht entschuldbare, aber ungefährliche Kundenverarsche ging.. Es geht bei der PCI SIG Geschichte auch weniger ums Mainboard an sich und die Anzahl der Slots, sondern um die Kontakte der Steckverbindungen. AMD muss sich vorwerfen lassen, aus einer Karte mit urspünglich geplanten 125 bis 130 Watt Boardpower eine 170-Watt-Karte gemacht zu haben. Nur um der 1060 nachzujagen. Das gesamte Layout sieht aus, als hätte man 1000 bis 1100 MHz geplant gehabt und erst im allerletzten Moment die Brechstange rausgeholt.

    Viel schlimmer, dass es heute noch Firmen wie XFX oder HIS (eine Konzernschwester) gibt, die sogar über 7 Ampere durch den PEG jagen. Das ist verantwortungs- und gedankenlos. Normen sind dazu da, um sie einzuhalten. Punkt. Wegen alberner drei USD auf einen Balancer zu verzichten, sind Geiz und Gottvertrauen. Und ja, es gibt mittlerweile so einige üblere RMA-Fälle wegen dieser Karten.
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