Platinenlayout und Komponenten
MSI nutzt ein ordentliches 8 (VDDC) + 2 (MVDD) + 1 (SoC) Phasen-Design. Der altbekannte IR 35217 von International Rectifier steuert dabei als PWM-Controller die 8 integrierten, sehr ordentlichen TDA21232 Power Stages von Infineon für die GPU (VDDC) und den einen für SoC an. Hier handelt es sich um effizienten Dr.MOS, was im Prinzip auf einen asymmetrische Dual-MOSFET hinausläuft, der über einen integrierten Gate-Treiber und eine Schottky-Diode in einem gemeinsamen Package verfügt. Bei den zwei Phasen für den Speicher (MVDD) setzt MSI (wie auch andere) auf einen NCP 81022, einen digitalen 2-Phasen-Spannungsregler von ON Semiconductor, der jeweils einen etwas kleineren NCP302155 (auch ON Semi) Power Stage ansteuert, der zwar eine geringere Leistung bietet, aber sehr ähnlich aufgebaut ist. Diese kleineren Power Stages findet man auch noch bei der VDDCI.
MSI setzt auf ein sehr langes PCB mit sehr wenigen aktiven Bauelementen auf der Rückseite. Ein zweiter 8-Pin-Connector ergibt hier eine 8+8 Kombination, die fürs OC gedacht ist und brachialer aussieht, als das, was die Karte am Ende an Leistung aufnimmt. Alle VDDC-Phasen für die GPU und MVDD, SoC und VDDCI werden von den beiden externen PCIe-Buchsen gespeist, vom Motherboard-Slot (PEG) kommen nur die Spannungen für die restlichen Verbraucher (ca. 22 Watt maximal).
Die nachfolgende Tabelle enthält noch einmal die wichtigsten Komponenten:
Kühlerdesign
Die obere Abdeckung trägt die zwei Lüftermodule mit den jeweils 14 Rotorblättern und 9,8 cm Durchmesser (Öffnung 10 cm). Darunter sitzt ein zweiteiliger Kühlblock mit vertikal ausgerichteten Kühlfinnen und insgesamt fünf 6-mm-Heatpipes und einer dicken 8-mm-Heatpipe. Alle Heatpipes bestehen aus Kupfer-Kompositmaterial und wurden vernickelt. Die GPU kühlt MSI über einen vernickelten Kupferheatsink, der außerdem noch mittels Wärmeleitpads thermisch mit dem darunter liegenden Kühlframe für den Speicher verbunden ist.
Den Speicher kühlt man somit (mal wieder) mittels eines speziellen Kühlframes (Sandwich-Design) und uns fallen erneut die halbierten Wärmeleitpads auf, über die man sich bei der Evoke schon medial ordentlich ausgelassen hatte. Darauf werde ich aber gleich noch gesondert eingehen. Wichtiger ist, dass die Bereiche der Spannungswandler aktiv über einen Heatsink im Hauptkühler gekühlt werden, vorbildlich und mittlerweile eigentlich auch selbstverständlich.
Die Backplate nimmt die Abwärme aus dem GPU- und Speicher-Bereich auf und ist kühltechnisch somit auch eingebunden. Der Rest ist optischer Natur und dient vor allem der Stabilisierung der Platine.
Memory-Gate oder Sturm im Wasserglas?
Betrachten wir zunächst die Ausgangslage, dann sehen wir, dass der GPU-Heatsink bei den oberen Modulen den Speicher zu einem Teil bereits überdeckt. Die Bohrungen der Kühlerbefestigung liegen in diesem Bereich und man hätte am Ende mit Wärmeleitpads wohl das gleiche Problem einer ungleichen Druckbelastung wie Nvidia auf den GeForce RTX 2080 Ti. Das eine Modul mit der Fotomontage eines echten IR-Scans der Moduloberfläche (aus einem Passiv-Mod einer RTX 2060 mit identischem RAM) ist übrigens ein guter Beleg dafür, dass die Abwärme eben nicht großflächig über das gesamte Package abgegeben wird.
Das Package ist nicht nur deutlich größer als das eigentliche Silizium, sondern bei den GDDR6-Modulen handelt es sich um eine sogenannte Flip-Chip-Anordnung. Das Silizium liegt samt der Kontaktierungen fast direkt über dem PCB, wobei hier auch die meiste Wärme abgegeben wird bzw. werden könnte. Deshalb hat man sich auch zur rückseitigen Kühlung über die Backplate entschlossen. Arctic praktiziert eine ähnliche Variante ja auch beim Accelero Extreme IV, was durchaus funktioniert.
Pro Modul werden ca. 2 Watt an eigener Abwärme fällig, was ein recht kleiner Posten ist. Betrachtet man nämlich einmal die Platinenrückseite, die aufgrund der ganzen Durchkontaktierungen durchaus auch die Modultemperatur repräsentieren kann, dann fällt auf, dass die vollflächig gekühlten Module zwischen VRM und GPU deutlich wärmer sind! Diese Temperaturen resultieren auch aus dem ganzen Kupfer in der Multi-Layer-Platine und den hohen Strömen in den zuführenden Tracks.
Die Messungen stammen aus einem Run im geschlossenen Gehäuse mit fast 270 Watt Leistungsaufnahme, die so kaum zu toppen ist. Betrachtet man zudem das rechte der beiden oberen Module von der Rückseite, dann sieht man bereits, dass das halbe Pad keinerlei sichtbare Wirkung hinterlässt. Ein Gegentest mit einem eingeschobenen Messfühler auf der freiliegenden, ungekühlten Oberseite des linken RAM-Bausteins ergab sogar eine leicht niedrigere Temperatur als die auf der Rückseite der Platine! Die Kühlung der Module auf der Rückseite durch die Backplate konnte die PCB-Temperatur um immerhin ca. 3 Grad weiter absenken, was locker ausreicht.
Es sieht also nicht schön aus und man hätte es bei der Konstruktion sicher auch anders und besser lösen können (und auch müssen). Aber diese „halben“ Pads (Ersparnis pro Platine ca. 0,1 Cent) beeinflussen die Kühlperformance nicht und wer hier sensationslüstern das Gegenteil behauptet, feiert fröhlich eine feucht-fröhliche Click-Bait-Hochzeit.
Kühlsystem im Überblick | |
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Art des Kühlers: | Luftkühlung |
Heatsink: | Kupfer, vernickelt |
Kühlfinnen: | Aluminium, vertikale Ausrichtung engstehend |
Heatpipes | 5x 6-mm Heatpipes |
VRM-Kühlung: | Über separaten Kühlframe |
RAM-Kühlung | Über separaten Kühlframe |
Lüfter: | 2x 9,5-cm-Lüfter, 9 Rotorblätter Fan-Stopp |
Backplate | Aluminium Kühlfunktion |
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