Spannungswandler in Grafikkarten erklärt - Schaltregler, PWM-Steuerung, echte Phasen und das nervige Spulenfiepen

Je nachdem, WAS Du testest :(

Im Conduction Test wird ja zunächst nur der Einfluss AUF die Grafikkarte oder ein Netzteil getestet. Eher uninteressant für den Wellensalat.

Der viel wichtigere Radiation Test ist eigentlich auch nur auf die CE-Vorschriften ausgegelegt und optimiert, was ich komplett abartig finde, weil...

... wenn Du Dir die Antenne anguckst, dann sieht man auch, dass es um viel zu hohe Frequenzbereiche geht. Der Bereich unter einem GHz wird kaum noch irgendwo berücksichtigt. Für die Konformitätserklärung will das nämlich leider keiner sehen, die Messbereiche sind m.E. viel zu hoch.

@Igor Wallossek
Die Antenne, welche du hier zeigst ist wunderbar für EMV Messungen geeignet, da es sich um eine Kombination aus einer log-periodischen Antenne und eines Dipols handelt. Für EMV eine sehr gute Wahl.
Ähnlich wie diese hier: https://maximinstruments.com/products/teseq_upa_6192_pre_compliance_antenna_30_mhz___2_ghz

Damit kann man mit überschauberem Kompromiss sehr weite Frequenzbereiche abdecken. Für CE muss ab 30MHz aufwärts die Abstrahlung gemessen werden, die obere Frequenzgrenze hängt vom Prüfling ab und ist bei so einer Grafikkarte ordentlich im GHz Bereich. Die Grenzwerte für den Betrieb im Wohnbereich zu erfüllen ist absolut kein Selbstläufer, da muss man schon wissen, was man tut.
Ob die Grafikkartenhersteller wirklich alles vernünftig messen, ist eine andere Frage, das kann ich nicht beurteilen.

Beim Spulenfiepen möchte ich noch ein wichtiges Stichwort ins Spiel bringen: Magnetostriktion, die das Kernmaterial selbst zum Schallwandler machen kann.
 
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Das akustisch wahrnehmbare Spulenfiepen liegt ja je nach persönlichen Höhrleistungen mehr oder weniger deutlich unter 20khz. Je niedriger die Frequenz des Spulenfiepen, desto größer wird der Anteil an Anwendern die es wahrnehmen, oder sogar auf die Nerven geht.

Wenn die Spannungsregler mit um die 400Khz arbeiten, stellt sich mir die Frage, wie dabei akustische Auffälligkeit deutlich unter 20Khz entstehen können. Oder arbeitet nur der PWM Controller mit 400khz, und teilt diese phasenverschoben auf z.B. acht Spannungsregler (8x 50Khz) auf?
 
Das Entstehen der Geräusche ist vom (alternierenden) Stromfluss und somit auch von den Lastwechseln, nicht direkt von der Schaltfrequenz abhängig. Und da kommen wir jetzt mal auf die berühmten 60 bis 1000 Hz (und mehr), je nach FPS.
 
Man kann die Lastwechsel nicht selten auch an dem Spannungsverlauf verfolgen.
 
Man kann die Lastwechsel nicht selten auch an dem Spannungsverlauf verfolgen.
Welche Spannung meinst du?

Die Mainboard LEDs haben im Dauerleucht Mode bei mir, Angefangen zu Pulsen, obwohl kein Entertainment "enabled" war.
Ein ausgelaufener Elko der seit 2010 glättet... im Netzteil.
 
Erst geglättet, dann geplättet. 2010 ist schon arg stattlich. Methusalem und totgerippelt :D
 
Die ollen 200-250 Watt NT haben bei mir oft 10 Jahre und mehr geschafft, erst ab 500 Watt wurden die Intervalle kürzer...
Müsste mal mein "Retro PC" reaktivieren, dass 350 WATT NT könnte somit die 20 Jahr-Marke knacken, oder es gibt Rauchzeichen. :ROFLMAO:
 
Das Entstehen der Geräusche ist vom (alternierenden) Stromfluss und somit auch von den Lastwechseln, nicht direkt von der Schaltfrequenz abhängig. Und da kommen wir jetzt mal auf die berühmten 60 bis 1000 Hz (und mehr), je nach FPS.

Wirkt sich fehlende Lastwechselstabilität eines NTs oder dessen Verkabelung, dann nicht auch deutlich auf das Spulenfiepen auf einer Grafikkarte aus?
 
Tut sie durchaus. Aber nur im Extremfall.
 
Ich bin ja immer der Ansicht, das man erstmal versucht die Ursachen zu bekämpfen(GPU Lastwechselschwankungen verringern), bevor es Sinn macht die Auswirkungen zu bekämpfen(akustische Spulenfiepen dämpfen).

Warum sind die Lastwechselschwankungen der GPU manchmal so extrem? Liegt das eventuell daran, das die GPU öfter mal kurz über ihr Leistungslimit drüberraus schießt, und sich dann selber einbremsen muß? Was wiedrum die Spannungsregler vor unnötig größere Aufgaben stellt, weil sie trotz startken Lastwechseln versuchen müßen die Spannung stabil zu halten. Das wäre ja dann ein sich gegenseitig selbstverstärkender Efffekt, und auch kein Wunder das die Spulen dann anfangen zu kreischen.

Wäre es nicht sinnvoller, ein paar Prozent GPU-Sitzenrechenleistung zu ofpern, um dafür ne etwas gleichmäßigere Strombelastung zu erhalten?
 
Erst geglättet, dann geplättet. 2010 ist schon arg stattlich. Methusalem und totgerippelt :D
Das hat immerhin 3 HD 7970 stemmen können (alles mit standard Takt & Ausbalanciert) das waren ca 920W an der Steckdose.
Allerdings war das nur ein Versuch, zuletzt waren dann nur zwei verbaut.
Eine ist dann verstorben, habe ich mir Übergangsweiße eine R9 280X dazu geholt, die lief auch mit der HD 7970 im Crossfire als Primär Karte.
Dann noch die Vega64 einzeln und die hatte dann schon Probleme bei hohen FPS (1K) mit dem Neustarten des System.

Jetzt ist das RM 1000x (2021) drin und die RX 6950 XT scheint sich wohl zu fühlen, die Lüfter schreien zumindest nicht beim Daddeln.
In FHD, abwarten wie es mit 4K aussieht. :cool:
 
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Ich hab mal irgendwo in einem forum gelesen das man bei starken Spulenfiepen die Karte ca 2-3h in einem Stresstest (also volle Leistung) laufen lassen soll und danach soll das Fiepen reduziert sein.
Jedoch denke ich nicht das es klappt weil die spulen doch danach wieder abkühlen und der innemwiederstand zurück geht.

Gibt's da irgendwelche Erfahrungen oder Meinungen dazu?
 
Das teure Karten bessere spulen haben die leiser sind kann ich nicht bestätigen.
Hab getestet:
4090 Suprim X 2.399,-€ (laut - ein echter schreihals!)
4090 Phantom 2.089,-€ (leise)
4090 Inno3D ichill 1.920,-€ (leise)

Bei knapp 500€ Preisunterschied ein sehr großer Geräusch unterschied!
 
Meine 1080 von inno3d fiept auch, die EVGA davor auch.
Hersteller oder Qualität ist Wurst. Ist auch wahrlich kein neues Phänomen. Und der FurMark Donut zeigt es immer sehr deutlich.

Ich kanns nicht glauben, dass es sich hierbei um ein Naturgesetz handeln soll und dass man es ertragen muss. Es gibt so viele verschiedene Arten von Kondensatoren. Den Herstellern ist es auch egal. Dabei könnten sie damit nen Reibach machen. Graka ohne "Coil Whine" wäre ein Verkaufsargument, wie semi-passive 0db Netzteile und Grakas, deren Lüfter man zumindestens im Desktop Mode nicht hört.

Ob man dafür bereit wäre 100 oder 300 extra zu löhnen ist ne andere Frage. Ich kanns nur nicht glauben, dass es technisch unvermeidbar ist. Ist Elektronik herrje und keine Dampfmaschine oder Verbrennungsmotor.
 
Ich kanns nicht glauben, dass es sich hierbei um ein Naturgesetz handeln soll

Das mit den Spulen braucht man nicht glauben,sondern „nur“ verstehen,da es sich um physikalische Gesetze handelt .
Igor hat im Artikel versucht die Schwierigkeiten zu erklären.

Ihm kannst Du dann glauben wenn Du es nicht verstanden hast.

Passive Netzteile gibt es ( Seasonic ) .
Semi-passive,welche man im IDLE Betrieb nicht hört auch....
 
Ihm kannst Du dann glauben wenn Du es nicht verstanden hast.

Ich habs verstanden. Es ist kein Naturgesetz, die Ursache liegt in der Bauweise und diese kann man ändern. Steht auch so verklausuliert in Igors Text. Er geht nicht darauf ein, wie die Hersteller es beheben könnten (was sie könnten), er geht nur darauf ein, was wir als Käufer tun können. Und das ist von ausserhalb der Spulen und Kondensatoren so gut wie nichts.
 
Ähem, auf die Gefahr hin mich wieder mal als Universalamateur zu outen, aberich hab da mal ein paar Fragen, die mich umtreiben.

Es gibt 4090er mit sehr unterschgiedlicher Auslegung der VRMS im Bereich der 4090.

Es gibt 20+4 bei 50 Ampere oder 24+4 bei 55 Ampere und geht bis zu 14+3 VRM etc etc.

Erstens ist es schwer an die Info?s zu kommen und zweitens. Was sagt mir das? Hat das einen Einfluss auf die Lebensdauer der Karte bei ordnungsgemäßer Benutzung ?

Wieder andere diskutieren über die Qualität der Mosfets? Da ist es noch schwerer man Infos zu kommen? Worauf sollte man achten, wenn man es dann weiss?
 

Ich denke,dass für uns ( Menschen ohne Elektrotechnik-Studium) nur konkrete und umfassende Reviews mit einem
Teardown des PCB-Layout's und der Komponenten übrig bleibt und Sinn macht.

Igor macht das ja und beschreibt darin die Qualität der verwendeten Komponenten.
Ob und wer diese Teardowns auch noch macht, dem man auch vertrauen kann, weiß ich nicht.

Oft kommt es ja auch noch auf „die richtige“ Mischung der verwendeten Komponenten an.
Diese wird von Igor auch oft,für uns Laien, verdeutlicht.

Wenn er wirklich alles im Detail schreiben würde,was er davon versteht, wird es bei uns schon längst dunkel... :)


Aristeidis Mpitziopoulos macht diese Teardowns im Bereich seiner Netzteilreviews,hier bei Igor und auf seiner Seite.

Da es ein gerngesehener Gast (und Freund ?) von Igor ist dürften auch diese Analysen vollumfänglich zutreffen.


 
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Hab mir den kompletten Artikel jetzt mal angetan. Viel Fachwissen, aber hin und wieder ist man doch irgendwo interessiert, was da so passiert. Dafü Dank an Igor, der sich hier für den Laien sehr viel Mühe gegeben hat. Was bleibt hängen? Das Geräuschempfinden ist ja bekanntlich sehr individuell. Wenn es zu laut wird FPS runterregeln oder weg mit dem Ding auf den Marktplatz. Teurer neigt auch ehe zu leiser. Ausnahmen bestätigen die Regel.
 
Mir fehlt der Hinweis auf undervolting im Artikel. Das hilft auch.
Analysen zu den verwendeten Bauteilen auf GPUs gibt es immer mal wieder von
@ActuallyHardcoreOverclocking auf YouTube.
Er benutzt die hochauflösenden Bilder von techpowerup und gibt seine Meinung dazu.
 
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