Vernunftpaket: KFA2 / Galax GTX 1080 Ti EXOC im Test

Die Platine ist eine gute alte Bekannte und stammt direkt von Nvidia. Das wiederum bestätigt, dass es sich schlichtweg um ein unverändertes Referenzdesign handelt. Das hat sicher Vor- und Nachtteile, spart aber erst einmal Kosten. Wir werden gleich noch im Detail sehen, was sich zur Platine der GeForce GTX 1080 Ti Founders Edition aus unserem Launch-Review geändert hat.

Spannungsversorgung der GPU mit Load-Balancer

Wie schon bei Nvidias Referenzdesign setzt man auf einen uP9511 von UPI Semiconductor. Dabei handelt es sich um einen modernen Multi-Phase Synchronous Buck Controller, der bis zu 8 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 acht belegten Ausgänge steuern dann jeweils einem LM53603 (Single Channel Buck-Converter) als eine Art Treiber an. Doch warum sind alle acht Ausgänge belegt, wenn nur insgesamt sieben Phasen existieren?

Geteiltes Leid ist halbes Leid. Schaut man genauer hin, so entdeckt man bei der Spannungsversorgung für die GPU insgesamt sieben Phasen, von der die mittlere im Gegensatz zu den sechs anderen aber von jeweils zwei VRM-Pärchen angesteuert wird. Doch wie geht das eigentlich mit den sieben Phasen und den acht Regelkreisen, denn am PWM-Controller sind ja bekanntermaßen insgesamt acht Ausgänge beschaltet und nicht nur sieben? Die Lösung nennt sich Load Balancing und ist genau das, was sicherstellen kann, dass der Mainboardanschluss nicht überlastet wird!

Betrachten wir einmal das obige Bild und die Speisung mittleren Phase. Sie besitzt gleich zwei Speisepunkte und somit auch zwei voneinander separat geregelte Spannungswandlerkreise. Der rechte (gelb markiert) wird ebenfalls noch vom PCI-Express-Connector versorgt, der linke (hellblau markiert) hingegen vom Mainboardslot. Je nach Auslastung kann so die mittlere Phase in veränderlichen Anteilen von beiden Versorgungsschienen gespeist werden, was eine Überlastung des Mainboardslots ausschließt!

Jeder der sieben GPU-Regelkreise wird über jeweils zwei parallel betriebene 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. Dass pro Phase ein Pärchen genutzt wird, dient zur Verringerung der Auslastung und Hotspots. Hier unterscheidet man sich von Nvidias Referenzplatine dann aber doch, denn da kommen einfachere Komponenten zur Verwendung.

Die verwendeten Spulen (Inductor) mit 220 nH sind übliche Massenware für die maschinelle Bestückung, wie sie auch auf dem Referenzdesign zu finden sind und bewältigen auch schon mal über 100 Ampere, wenn es denn sein sollte. An die Qualität der hochwertigeren Coiltronics-Produkte (Cooper Bussman) kommen sie aber nicht heran.

Spannungsversorgung des Speichers und andere Komponenten

Insgesamt 11 der G5X-Micron Module vom Typ MT58K256M321-Ja110, die bis zu 11 GByte/s bieten und damit die fehlenden 32 Bit des Speicherinterfaces durch einen höheren Takt von 5500 MHz (effektiv) wieder ausgleichen sollen, sind auf dieser Karte verbaut. Uns wundert etwas, dass Nvidia nicht gleich die MT58K256M321-Ja120 verbauen lässt, die noch einmal etwas höher takten. Schließlich kaufen ja die Boardpartner die GPU und den Speicher im Bundle bei Nvidia ein, was dann kaum noch Spielraum lässt.

Der Speicher wird über zwei Phasen versorgt, die von einem uP1660 gesteuert werden. Auch hier kommen pro Phase wieder ein LM53603 und die zwei parallel betriebenen AOE6930 von Alpha & Omega Semiconductor zum Einsatz. Von der Grundverschaltung her ändert sich jedoch erst einmal nichts. Die Speisung erfolgt ausschließlich über den Mainboard-Slot.

Interessant ist, dass man hier auf zwei kleinere Spulen setzt, die statt der sonst oft verwendeten 330 nH nur 220 nH Induktivität bieten. Da die fließenden Ströme deutlich geringer ausfallen, können hier auch Spulen für niedrigere Ströme eingesetzt werden, die den Platzbedarf deutlich reduzieren. Für das BIOS kommt ein Single-EPROM-Chip Winbond 25Q40E zum Einsatz.

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.

Was wir feststellen konnten ist der Umstand, dass man für die VRM statt der Fairchild D424 nunmehr auf AOE6930 von Alpha & Omega Semiconductor setzt, ansonsten aber kaum Änderungen festzustellen sind. Da die Platine mit Nvidia gelabelt ist, sollte es sich also um eine Komponentenänderung seitens Nvidia handeln und nicht um eine Anpassung durch Galax / KFA2.