Palit Gaming Pro GeForce RTX 3070 - Leiterplattenanalyse

Am 1. September^st, 2020 Nvidia kündigte seine brandneue Grafikkartenserie RTX 3000 an, die von der Öffentlichkeit und den Rezensenten gleichermaßen sehr positiv aufgenommen wurde. Eine große treibende Kraft hinter ihrer positiven Resonanz war die Tatsache, dass Nvidia den RTX 3080 für 699 US-Dollar und den RTX 3070 für 499 US-Dollar herausbrachte, was ein sehr attraktiver und überzeugender Preis ist. Der niedrigere Preis in Verbindung mit der Tatsache, dass die GeForce RTX 3070 gleich oder schneller sein sollte als die 1200 USD RTX 2080Ti, bedeutete, dass die RTX 3000-Serie eine der am meisten erwarteten technischen Produktreihen des Jahres war.

Nvidia hat am 28. Oktober endlich den RTX 3070 veröffentlicht^th, 2020 zur Freude vieler PC-Gaming-Enthusiasten. Das Produkt war äußerst beliebt und wurde gut angenommen, da es versprach, RTX 2080Ti-Leistungsniveaus zu weniger als der Hälfte der Kosten von 500 US-Dollar im Vergleich zu 1200 US-Dollar für das Flaggschiff der letzten Generation bereitzustellen. Der RTX 3070 war hauptsächlich auf 4K- und 1440p-Spiele mit hoher Bildwiederholfrequenz ausgerichtet und wurde mit 8 GB GDDR6-Speicher auf einem 256-Bit-Bus ergänzt. Die GPU des RTX 3070 enthielt satte 5888 CUDA-Kerne mit 46 RT-Kernen und 184 Tensorkernen, die Ray Tracing bzw. DLSS unterstützen. Insgesamt war das gesamte Paket äußerst wettbewerbsfähig und musste eine der gefragtesten Karten der gesamten Grafikkartengeneration sein.

Palit Gaming Pro GeForce RTX 3070

Wie wir in der Vergangenheit bei Grafikkarten gesehen haben, war das Design der Nounder-Edition von Nvidia nicht die einzige Karte, die zum Kauf angeboten wurde (obwohl die Lagerbestände für alle Varianten gleichermaßen miserabel niedrig waren). Die AIB-Partner (Add-in-Board) von Nvidia haben alle ihre eigenen Varianten der Grafikkarten der RTX 3000-Serie veröffentlicht. Palit Microsystems ist eine der wichtigsten Marken von Grafikkarten, die hauptsächlich den europäischen und asiatischen Markt bedienen. Palit hat auch seine Grafikkarten der RTX 3000-Serie herausgebracht, wobei drei Hauptvarianten zum Kauf angeboten werden:

• Palit Gaming Pro RTX 3000-Serie
• Palit Gaming Pro OC RTX 3000-Serie
• Palit GameRock OC RTX 3000-Serie

Heute konzentrieren wir uns auf die Palit Gaming Pro RTX 3070 8GB-Karte, um die Platine der Karte und die Komponenten zu analysieren, die von Palit in ihrer RTX 3070 Gaming Pro verwendet werden. Grafikkarten-AIB-Partner stellen manchmal kundenspezifische Leiterplatten für einige ihrer teuersten und hochwertigsten Varianten her. Sie können jedoch auch die Referenzplatine von Nvidia verwenden und sich strikt an die Nvidia-Spezifikation halten, indem sie nicht viel an der Leiterplatte selbst ändern. Das Gaming Pro RTX 3070 verwendet eine der beiden Nvidia-Referenzplatinen, wie wir später untersuchen werden.

Teardown-Prozess

Um zur Analyse auf die Leiterplatte zu gelangen, müssen wir zuerst die Karte abreißen. Der Palit Gaming Pro RTX 3070 lässt sich ganz einfach abreißen. Zunächst müssen einige Schrauben von der Rückplatte der Karte entfernt werden, um die Kunststoff-Rückplatte vom Kühler und der Leiterplatte zu entfernen. Nach dem Entfernen der Rückplatte müssen 4 Schrauben vom Haltemechanismus entfernt werden, der den Kühler an der GPU selbst hält. Durch Entfernen der Halteplatte wird die GPU aus dem Griff des Kühlers befreit. Entfernen Sie zwei Schrauben von der E / A-Halterung und hebeln Sie den Kühler langsam von der Platine ab.

Es gibt drei Kabel, die an die Leiterplatte angeschlossen sind und vom Kühler / Gehäuse stammen. Diese Kabel versorgen die Lüfter und die aRGB-Beleuchtung auf der Vorderseite der Karte mit Strom. Entfernen Sie vorsichtig die Kabel und stellen Sie sicher, dass die Wärmeleitpads am Kühler intakt bleiben. Wenn Sie beim Entfernen des Kühlers die Wärmeleitpads zerreißen, stellen Sie sicher, dass einige zusätzliche Wärmeleitpads herumliegen, durch die Sie sie ersetzen können. Denken Sie daran, dass Sie die Wärmeleitpaste der GPU ersetzen müssen, bevor Sie versuchen, die Karte wieder zusammenzusetzen.

Der Palit Gaming Pro RTX 3070 verwendet einen ziemlich kräftigen Kühlkörperkühler mit 6 Heatpipes und einer guten Anzahl von Wärmeleitpads. Der Kühler scheint für die RTX 3070-GPU ziemlich überbaut zu sein und sollte es schaffen, die Thermik der Karte in einem recht komfortablen Bereich zu halten. Wir haben uns bereits in einem separaten Artikel eingehend mit dem Kühlsystem des Palit Gaming Pro RTX 3070 befasst. Weitere Informationen finden Sie auf jeden Fall.

PCB Design und Layout

Wie bereits in diesem Artikel erwähnt, verfügt Nvidia über zwei Referenzdesigns für die Leiterplatten der RTX 3000-Serie. Eines dieser Designs wurde exklusiv von Nvidia selbst in den Founder's Edition-Karten der RTX 3000-Serie verwendet. Diese Karten verwenden eine kürzere Platine mit einem proprietären 12-poligen Anschluss, für den Adapter erforderlich sind, um mit herkömmlichen Netzteilen zu arbeiten. Diese kürzere Platine hat auch eine andere Platzierung der Stromversorgungselemente auf der Karte.

Das andere Referenzdesign hat eine etwas längere Leiterplatte und verwendet herkömmliche 8-polige Stromanschlüsse anstelle der 12-poligen Anschlüsse. Diese Referenzplatinen sollen von den AIB-Partnern in ihren eigenen Grafikkarten mit GPUs der RTX 3000-Serie verwendet werden. Der Palit Gaming Pro RTX 3070 verwendet ebenfalls dieses Referenz-PCB-Design mit einer Reihe von Verbesserungen, um das Design gemäß den Palit-Standards zu optimieren.

Lassen Sie uns nun jede Komponente der Leiterplatte einzeln analysieren, beginnend mit dem Herzen der Karte selbst.

GPU sterben

Die Nvidia GeForce RTX 3070-Grafikkarte verwendet im Kern die GA104-300-A1-GPU von Nvidia, und das Palit Gaming Pro ist keine Ausnahme. Der GA104 ist ein anderer Chip als der GA102, der sowohl im RTX 3080 als auch im RTX 3090 zu finden ist. Im Allgemeinen ist die GPU umso schneller, je niedriger die Zahl auf dem Chip ist. Dies bedeutet nicht, dass der GA104-Chip im RTX 3070 langsam ist, sondern ein extrem schnelles Stück Silizium. Es basiert auf der brandneuen Ampere-Architektur von Nvidia, die mit dem 8-nm-Prozessknoten von Samsung hergestellt wird.

Die Matrizengröße des GA104 beträgt 392 mm² und es packt satte 17.400 Millionen Transistoren. In der GA104-GPU von Nvidia befinden sich 46 GPU-Recheneinheiten mit 128 CUDA-Operationen pro Block. Die GPU enthält eine himmelhohe Anzahl von 5888 CUDA-Kernen mit 184 Textureinheiten und 96 ROP-Einheiten. Zusätzlich zu den in der GPU vorhandenen Raw-Rechenkernen hat Nvidia 46 RT-Kerne hinzugefügt, mit denen die Echtzeit-Raytracing-Funktion in Spielen beschleunigt werden kann, über die Sie mehr erfahren können Dieser Artikel. Die GPU enthält außerdem 184 Tensorkerne, die Deep Learning- und KI-Berechnungen wie die Deep Learning Super Sampling (DLSS) -Technologie von Nvidia unterstützen.

Insgesamt hat Nvidia ein ziemlich solides Paket in dieser GPU bereitgestellt, das alle Facetten des modernen Spielens mit großer Kraft anspricht, sei es rohe Rasterisierungsleistung, DLSS-Leistung oder Echtzeit-Ray-Tracing.

VRAM

Die Karte verfügt über 8 GB GDDR6-SDRAM, das sich in 8 Chips auf der Vorderseite der Platine befindet. Bei näherer Betrachtung zeigen die Speicherchips die Teilenummer K4Z80325BC-HC14, ein GDDR6-Speichermodul in Massenproduktion von Samsung. Die Speicherchips im Palit Gaming Pro RTX 3070 wurden von Samsung bereitgestellt, obwohl wir nicht sicher sind, ob dies bei allen Varianten des RTX 3070 der Fall ist.

Die GDDR6-Speicherchips sind ab einer Nennbetriebsfrequenz von 14000 MHz effektiv ausgelegt. Der GDDR6 ist mit einem 256-Bit-Bus gekoppelt, der die Gesamtbandbreite der Karte auf 448 GB / s erhöht. Wenn wir uns die Platine selbst genauer ansehen, scheint es keinen Platz für zusätzliche Module auf der Platine zu geben, so dass die Möglichkeit eines RTX 3070Ti mit mehr VRAM in Verbindung mit derselben GA104-GPU unwahrscheinlich erscheint. Es scheint, als müsste Nvidia einen ganz neuen GPU-Kern entwerfen, wenn die Speichergröße in der 3070Ti-SKU erhöht werden soll.

VRMs und Power Delivery

Das Stromversorgungssystem des Palit Gaming Pro RTX 3070 hat unsere Erwartungen übertroffen, da es auch etwas besser ist als das Founder's Edition RTX 3070 von Nvidia. Die Gesamtzahl der Leistungsphasen für den Nvidia RTX 3070 FE beträgt 11, von denen 9 Phasen der GPU und 2 dem VRAM zugeordnet sind. Beim Palit Gaming Pro RTX 3070 wurde die Gesamtzahl der Phasen auf 12 erhöht, von denen 10 Phasen der GPU und 2 Phasen dem GDDR6-Speicher zugeordnet sind.

Hier ist die Stromversorgungsschaltung der GPU grün hervorgehoben, während die Stromversorgungsschaltung für den Speicher blau hervorgehoben ist.

Auf dieser Leiterplatte befinden sich keine Phasendoppler im Stromversorgungskreis. Zwei uPi Semiconductor PWM-Controller werden zur Steuerung des GPU-Stromkreises verwendet: uP9512R (maximal 8 Phasen) und uP1666Q (für 2 Phasen ausgelegt). Beide Controller befinden sich auf der Rückseite der Platine.

Während wir die Rückseite der Leiterplatte analysieren, gibt es einen uS5650Q (uPI) PWM-Controller, der die 2-Phasen-Leistung der GDDR6-Speicherchips steuert.

Der GPU-Stromrichter verwendet DrMOS-Transistorbaugruppen, die für alle Nvidia-Grafikkarten Standard sind. In diesem Fall handelt es sich um AOZ5311NGI (Alpha und Omega Semiconductor), die jeweils für maximal 50 A ausgelegt sind.

Es gibt einen anderen Satz von MOSFETs, die im Speicherchip-Leistungswandler verwendet werden, und es handelt sich um SM7342EKKP-Einheiten von Sinopower. Diese sind von der N-Kanal-Sorte.

Die Hintergrundbeleuchtung der Karte wird von einem separaten Holtek HT50F2241-Controller gesteuert, der sich auf der Vorderseite der Platine befindet.

Stromanschlüsse

Die Platine des Palit Gaming Pro RTX 3070 verwendet 2x8-polige Anschlüsse am oberen rechten Ende der Platine, um die Komponenten mit Strom zu versorgen. Dieser Ansatz wird als viel besser und praktikabler angesehen als die neuen 12-poligen Steckverbinder von Nvidia, die auf den Founder's Edition-Karten der RTX 3000-Serie vorhanden sind. Sie sind nicht nur nicht mit derzeit verfügbaren Netzteilen kompatibel, sondern Sie müssen sich auch mit einem unschönen Adapter befassen, der an der Vorderseite Ihrer Karte hängt und die Kabelverwaltung des Systems vollständig ruiniert.

Durch die 2x8-poligen Stromanschlüsse des Palit Gaming Pro RTX 3070 kann die Karte bei Bedarf fast 300 Watt Strom verbrauchen, was viel höher ist als die Leistung, die die Karte tatsächlich benötigt. In unseren Tests hatte die Gaming Pro RTX 3070 eine Spitzenleistungsaufnahme von 234 Watt, was deutlich unter den 300 Watt liegt, die die Karte mit dieser Lösung ziehen kann. Trotzdem ist es ein guter Schritt von Palit, 2x8-polige Stromanschlüsse einzubauen, da der zusätzliche Headroom beim Übertakten nützlich sein kann.

Thermische Grenzflächenmaterialien

Palit hat sich für eine gute Anzahl von thermischen Grenzflächenmaterialien zwischen den Leiterplattenkomponenten und dem Kühler entschieden, um die Wärme effizient zu übertragen. Es ist wichtig zu wissen, wo die Wärmeleitpads angebracht wurden, damit es einfacher ist, die Wärmeleitpads erneut anzubringen oder auszutauschen, wenn sie entfernt werden. Zunächst befindet sich zwischen dem GPU-Chip selbst und dem vernickelten Kühler eine Schicht Wärmeleitpaste. Denken Sie also daran, die Wärmeleitpaste vor dem Zusammenbau erneut aufzutragen.

Bei den Wärmeleitpads handelt es sich um mehrere. Es gibt 3 breite Wärmeleitpads, die gemäß den GDDR6-Speicherchips auf der Leiterplatte positioniert sind. Eines der Wärmeleitpads befindet sich auf der rechten Seite der GPU, während sich eines oben und unten am GPU-Kern befindet. Es gibt auch zwei lange und dünne Wärmeleitpads in Richtung der E / A-Platte der Leiterplatte, die die VRM-Komponenten kühlen. Die anderen Wärmeleitpads sind strategisch platziert, um bestimmte Komponenten wie Kondensatoren auf der Leiterplatte zu kontaktieren. Die genaue Platzierung der Wärmeleitpads ist in diesem Referenzbild zu sehen.

Rückseite der Platine

Auf der Rückseite der Leiterplatte befinden sich keine nennenswerten Merkmale oder Komponenten, die wir noch nicht besprochen haben. Normalerweise sehen wir gerne ein Wärmeleitpad auf der Rückseite der Leiterplatte, damit es als thermisches Schnittstellenmaterial zwischen der Leiterplatte und der Rückplatte fungieren kann. Auf diese Weise kann die Restwärme von der Leiterplatte unter Verwendung der Rückplatte als Wärmeverteiler abgeführt werden.

Diese Implementierung wurde von Palit im Gaming Pro RTX 3070 nicht übernommen, da die Rückplatte aus Kunststoff besteht und daher nur geringe bis keine Wärmeableitungsfähigkeiten bietet. Dies hat keine wesentlichen Auswirkungen, da der RTX 3070 im Allgemeinen eine stromsparende GPU mit geringem Restwärmeaufbau in der Leiterplatte ist. Der massive Kühler des Gaming Pro RTX 3070 sorgt für eine gute Wärmeübertragung und -ableitung.

Vergleich mit der Nvidia-Referenzplatine

Es ist sehr interessant, die Platine des Palit Gaming Pro RTX 3070 mit der Referenzplatine der Nvidia RTX 3070 Founder's Edition zu vergleichen. Das erste, was dem Betrachter sofort auffällt, ist die geringe Größe der FE-Leiterplatte. Nvidia hat sich für eine extrem kurze Leiterplatte in seinen FE RTX 3070-Karten entschieden, wodurch ein 2-Lüfter-Design für die eigenen Founder's Edition-Karten erzielt wurde. Die Platine des RTX 3070 FE hat im Vergleich zum Palit Gaming Pro (10 + 2) auch eine geringere Anzahl von Leistungsstufen (9 + 2), und auch die Position des Stromanschlusses ist sehr unterschiedlich.

Wie wir bereits wissen, gibt es viele Ähnlichkeiten zwischen den beiden Leiterplatten. Palit hat keine benutzerdefinierte Leiterplatte für den Gaming Pro RTX 3070 entwickelt, sondern eines der beiden Nvidia-Referenzplatinen für den RTX 3070 verwendet. Der Hauptgrund, warum sich Nvidia für eine andere Leiterplatte als alle anderen AIBs entschieden hat, war die Anforderungen an ihren 12-poligen Stecker. Die AIBs haben alle herkömmliche 8-polige Stromanschlüsse verwendet, sodass sie die Option haben, die längere Leiterplatte zu verwenden. Selbst das zweite Leiterplattendesign ist jedoch aufgrund des Durchflussdesigns, das in allen Grafikkarten der RTX 3000-Serie implementiert wurde, recht kurz .

Urteil

Während Sie Ihre Kaufentscheidung nicht auf die Analyse der PCB-Komponenten im Inneren einer Grafikkarte stützen sollten, enttäuscht die Palit Gaming Pro RTX 3070 in dieser Hinsicht nicht. Vielmehr sind wir von der Verarbeitungsqualität und der Auswahl der Komponenten im PCB ziemlich beeindruckt. Es gibt eine ganze Reihe subtiler Verbesserungen, wie das Hinzufügen einer zusätzlichen Leistungsphase für die GPU und die Verwendung herkömmlicher 2 × 8-poliger Stromanschlüsse, die die Palit-Karte zu einem starken Konkurrenten des Nvidia RTX 3070 FE machen.

Da Grafikkartenbestände abscheulich sind, besteht eine große Chance, dass potenzielle Käufer das Founder's Edition-Modell des RTX 3070 in Kürze nicht mehr in den Händen halten können. Die Qualität der Komponenten auf der Leiterplatte des Palit Gaming Pro RTX 3070 in Verbindung mit dem großen Dreifachlüfterkühler macht ihn zu einer sehr geeigneten Alternative zur Founder's Edition RTX 3070 von Nvidia.