NVIDIA GeForce RTX 4080 Super Founders Edition 16GB vs. MSI GeForce RTX 4080 Super Expert 16 GB – Super-Homöopatische Unterschiede an allen Fronten, dafür günstiger

Teardown: PCB-Layout und Komponenten der NVIDIA RTX 4080 Super Founders Edition 16GB

Beginnen wir zunächst mit der Platine selbst. NVVDD ist die wichtigste Spannung und MSVDD wurde auch diesmal endgültig begraben. Daraus ergibt sich auch das Spannungswandler-Design mit insgesamt 10 Phasen und den daraus resultierenden 10 Regelkreisen für NVVDD (nur einer pro Phase). Die GeForce RTX 4090 FE setzte noch auf 10 Phasen und insgesamt 20 Spannungswandler, also parallel zwei pro Phase. Dass man auf eine solide Einzelschaltung statt Doubling setzt, macht durchaus Sinn, denn bei den nun auch höheren Schaltfrequenzen wäre die doppelte Anzahl an Phasen wegen der Trägheit der Spulen und Caps nur hinderlich. Günstigere Karten werden wohl wieder auf 8 Phasen setzen, denn die besseren PWM-Controller und auch die DrMOS kosten bares Geld. Aber auf der FE hat man es bei NVIDIA einigermaßen krachen lassen und auch hier nur alles vom Feinsten verbaut.

Der gemeinsame PWM-Controller für NVVDD (GPU Core) und FBVDDQ (Speicher) in Form des MP2891 von Monolith ist aktuell eines der Top-Modelle unter den PWM-Controllern. Es handelt sich um einen digitalen, mehrphasigen Dual-Rail-Controller, der primär die Stromversorgung für den NVIDIA PWM-VID-Kern bereitstellt und der außerdem mit der AVSBus-Schnittstelle kompatibel ist. Der MP2891 kann (und sollte) zudem mit den Intelli-PhaseTMTM-Produkten von MPS zusammenarbeiten, um die Mehrphasen-Spannungsreglerlösung (VR) mit einem Minimum an externen Komponenten zu vervollständigen. Der MP2891 ist mit den 10 Phasen auf Schiene 1 sogar schon unterfordert, denn er könnte bis zu 16 direkt ansteuern. Auf Schiene 2 steuert man dann die zwei Phasen für den Speicher an (möglich wären dort bis zu acht). Die ältere RTX 4080 Non-Super hatte noch drei Phasen, aber eine hat man gestrichen (grau). Der Chip befindet sich auf der Rückseite der Platine. Gleich links daneben liegt noch ein uPI uS5650Q für die Überwachung der vier 12V-Rails (3x Aux und 1x PEG).

Alle verwendeten Power Stages, auch die für den Speicher, sind ebenfalls Produkte von Monolith. Der MP86957 ist eine monolithische Halbbrücke, die bis zu 70A pro Phase treiben kann. Die Integration von Treibern und MOSFETs (DrMOS) führt zu einem hohen Wirkungsgrad aufgrund einer optimalen Totzeit und einer Reduzierung der parasitären Induktivität. Dieser kleine, 5 mm x 6 mm große LGA-Baustein kann mit Frequenzen von 100 kHz bis 3 MHz betrieben werden und passt damit bestens zum MP2891.

 

Die zwei 12V-Rails am 12+4 12VHPWR-Connector werden nach den zwei Shunts (einer pro Rail) zu einer Rail zusammengefasst, eine weitere liegt am PEG an, wird aber für NVVDD nicht genutzt. Das Single-BIOS liegt am gewohnten Ort und auch die Generierung der restlichen Kleinspannungen ist wie gehabt. Mehr Besonderheiten gibt es also nicht. Die beiden Flachbandkabel der Lüfter sind selbsterklärend.

 

Teardown: PCB-Layout und Komponenten der MSI RTX 4080 Super Expert 16GB

Starten wir auch hier zunächst mit der Platine, die wirklich komplett neu ist und dem Shaped-Design von NVIDIA entfernt ähnelt. NVVDD ist auch hier wieder die wichtigste Spannung und so ergibt sich ein Spannungswandler-Design mit insgesamt 8 echten Phasen und den insgesamt 13 Regelkreisen allein für NVVDD, wobei einige davon parallel geschaltet und gesteuert sind (5x 2 Phasen + 3x 1 Phase)

Man nutzt erneut getrennte PWM-Controller für NVVDD (GPU Core) und FBVDDQ (Speicher), denn die Top-Modelle unter den PWM-Controllern sind leider viel zu teuer. Und deshalb muss es wieder der gute und altbekannte uP9512R von UPI richten, der  nur 8 Phasen erzeugen kann, woraus sich auch das etwas ungewöhnliche Schaltungsbild ergibt. Mit einem zweiten PWM-Controller in Form des kleinen uP9529 steuert man dann die drei Phasen für den Speicher an. Beide Controller befindet sich übrigens  auf der Rückseite der Platine. Direkt dazwischen liegt noch ein uPI uS5650Q für die Überwachung der 12V-Rails (1x Aux und 1x PEG). Diese Bauteile befinden sich auf der Rückseite der Platine

Alle verwendeten DrMOS, auch die für den Speicher, sind eher günstige Produkte von OnSemi. Der in allen Regelkreisen für NVVDD und FBVDDQ (Speicher) genutzte NPC302150​ mit 50​A Spitzenstrom integriert einen MOSFET-Treiber, einen High-Side-MOSFET und Low-Side-MOSFET in einem einzigen Gehäuse. Dieser Chip wurde speziell für Hochstromanwendungen wie z.B. DC-DC-Buck-Leistungswandlungsanwendungen konzipiert. Diese integrierte Lösung reduziert den Platzbedarf auf der Leiterplatte im Vergleich zu einer Lösung mit diskreten Komponenten. Die verwendeten Spulen für NVVDD und den Speicher besitzen eine Induktivität von 220 nH, die Kondensatoren sind Solids in SMD-Ausführung, was etwas teurer ist.

Die 12V-Rails am 12+4 12VHPWR-Connector werden direkt nach der Buchse zu zwei Rails Rail zusammengefasst, eine weitere liegt am PEG an, und wird für NVVDD nur sehr gering genutzt. MSI nutzt zusätzlich zu den Shunts noch diverse Schmelzsicherungen, immerhin. Das BIOS liegt rückseitig auch die Generierung der restlichen Kleinspannungen ist eigentlich wie gehabt. Mehr Besonderheiten gibt es also nicht.