KFA2 GeForce RTX 2060 1-Click OC im Test – echtes Sparbrötchen oder erzwungener Minimalismus? | igorsLAB

1 - Unboxing, Daten, Testsystem 2 - Teardown und Analyse 3 - Benchmarks und OC 4 - Leistungsaufnahme im Detail 5 - Temperatur, Takt, Infrarot 6 - Lüfter und Lautstärke 7 - Zusammenfassung

Tear Down und Platinenanalyse

KFA2 setzt nicht auf das PG161-Layout, welches Nvidia für die RTX 2060 im „Base Design Kit“ spezifiziert hat, sondern auf eine Eigenentwicklung mit ebenfalls 6 Layern. Keine Besonderheit in dieser Leistungsklasse ist der einzelne 8-Pin ATX-Spannungsversorgungsanschluss, wohl aber das Spannungswandlerdesign, welches sich leistungsmäßig sehr dem Sparzwang unterordnen muss. So setzt man auf vier mit konventionellen MOSFETs bestückte Phasen für die GPU und zwei für den Speicher. Die sind „Vorschrift“.

Die beiden 12V-Rails (also auch die Speisung aus dem Mainboard-Slot), wurden mit jeweils einer 1μH-Spule für die Glättung möglicher Spikes versehen und führen über jeweils einen eigenen Shunt für die Überwachung des Stromflusses. Zusätzliche Schmelzsicherungen für jede Stromschiene gibt es jedoch keine.

Beginnen wir mit der Phasenaufteilung. Ein uP9512S von UPI übernimmt die Aufgabe des PWM-Controllers, der speziell für die Bereitstellung hochpräziser Ausgangsspannungssysteme für GPUs der neuesten Generation entwickelt wurde. Er unterstützt NVIDIA Open Voltage Regulator Typ 4i+ mit PWMVID-Funktion. Die integrierte SMBus-Schnittstelle bietet genug Flexibilität, die Leistung und Effizienz zu optimieren und auch die passende Software anzubinden.

Der uP9512S liefert die insgesamt 4 Phasen für die GPU, die mit Hilfe eines uP1962S einen MDU1514 auf der High-Side ansteuern. Die Low-Side jeder dieser vier Phasen besteht aus zwei synchron arbeitenden MDU1511 (alle MOSFETS von Magna Chip). Der Verzicht auf hochintegrierte Power Stages kann auch Vorteile bieten, denn die Hotspots bei der Wärmeentwicklung verteilen sich auf eine dreimal so große Fläche und die VRM lassen sich deutlich einfacher kühlen.

Die Speichermodule werden über zwei Phasen versorgt, wobei die Aufgabe des PWM-Controllers ein uP1660Q von UPI Semiconductor übernimmt. Da hier deutlich weniger Leistung benötigt wird, weil ja nur sechs statt acht Speichermodule verbaut werden, reicht auch ein MOSFET-Pärchen aus dem MDU1514 und MDU1511 pro Phase mehr als aus.

Das Weglassen von Phasen (z.B. nur 4 statt 6), hat allerdings auch diverse Probleme beim Balancing zur Folge, was ein sehr gefühlvolles Feintuning voraussetzt, um genau diese zu vermeiden. Das Balancing hatte ich ja bereits in meinem Artikel „Wenn der Redakteur zum Entwickler wird“ erklärt, einschließlich möglicher Unwägbarkeiten und Ursachen eines Ungleichgewichts. Im Gegensatz zu den größeren Karten setzt man bei dieser Platine nicht auf die Smart Power Stages (SPS), sondern auf die beschriebene Lösung aus Einzelkomponenten.

Stichwort DCR (Direct Current Resistance). Dies ist die Basis, um die fließenden Ströme zu kalkulieren. Doch wie erfährt der Controller nun genau, welche Ströme in welchem Regelkreis fließen? Die deutlich teureren SPS liefern die sogenannte MOSFET DCR, bei der hier vorliegenden, eher einfachen Schaltung, setzt man jedoch wie gehabt auf die Inductor DCR, also eine Strommessung über den induktiven Widerstand der jeweiligen Filterspulen im Ausgangsbereich. Die Genauigkeit dieser Lösung wird vor allem auch durch Schwankungen der Bauelemente-Güte sehr stark beeinflusst.

Lässt man also bei einem solchen Design einfach Phasen weg, muss man die Last auf weniger Phasen verteilen. Dabei muss man auch berücksichtigen, dass ja eine der Phasen aus dem Mainboard-Slot gespeist wird und dieser bei der zulässigen Stromstärke von Haus aus auf maximal 5.5 Ampere begrenzt ist. Die Ergebnisse meiner Messungen werden später noch zeigen, dass diese Aufteilung ganz gut gelungen ist.

GPU-Spannungsversorgung
PWM-Controller	uP9512S UPI Semiconductor 4 Phasen genutzt
Gate-Treiber	4x uP1962S UPI Semiconductor Buck MOSFET Driver
VRM High Side	4x MDU1514 Magna Chip N-Channel PowerTrench MOSFET
VRM Low Side	8x MDU1511 Magna Chip N-Channel PowerTrench MOSFET
Spulen	4x Gekapselte Ferritkernspulen
Speicher und -Spannungsversorgung
Module	6x K4Z803258C-HC14 Samsung Memory GDDR6 SGRAM-Module 2 Channels x 256 Meg x 16 I/O 2 Channels x 512 Meg x 8 I/O 14Gb/s
PWM-Controller	uP1660Q UPI Semiconductor 2 Phasen
VRM High + Low Side	2x MDU1514 (High Side) Magna Chip N-Channel PowerTrench MOSFET 2x MDU1511 (Low Side) Magna Chip N-Channel PowerTrench MOSFET
Spulen	2x Gekapselte Ferritkernspulen
Sonstige Komponenten
Monitoring	uS5650P Strom- und Spannungsüberwachung
Shunts	1x Shunt pro 12-V-Schiene (2) + Spule
Weitere Details
Sonstige Merkmale	1x 8-Pin externer PCI-Express Anschluss zur Spannungsversorgung

Kühler und Backplate im Detail

Der Kühler ist ein Kompromiss aus Kostenersparnis und notwendiger Leistung. Man setzt auf einen durchgängigen Block aus Aluminium-Strangguss, in den zwei 4-mm-Heatpipes eingearbeitet wurden. Diese Bodenfläche wurde anschließend plan geschliffen und die beiden Heatpipes fungieren zudem nach dem DHE-Prinzip, indem sie direkt auf dem Chip aufliegen. Neu ist, dass diese Heatpipes umgebogen wurden und dann noch einmal die Wärme auch zu der Oberseite des Blocks abführen. Das ist ungewohnt, aber funktionell.

KFA2 verwendet eine übliche Lüfteranordnung mit zwei nebeneinander liegenden 8,5-cm-Lüftern über dem Kühlblock. Wie gut das funktioniert, sehen wir gleich noch. Der Block trägt die vier Gewindehülsen, mit denen der Kühler befestigt wird und zwei weitere im Bereich der Spannungswandler, die ebenfalls über den großen Block mit gekühlt werden (was gut funktioniert). Das Gleiche gilt für den Speicher.