Palit Gaming Pro GeForce RTX 3070 – PCB-analyse

Op 1 september^st, 2020 Nvidia kondigde hun gloednieuwe RTX 3000-serie grafische kaarten aan die zeer positief werden ontvangen door het grote publiek en recensenten. Een grote drijvende kracht achter hun positieve ontvangst was het feit dat Nvidia de RTX 3080 uitbracht voor $ 699 en de RTX 3070 voor $ 499, wat een zeer aantrekkelijke en aantrekkelijke prijs is. De lagere prijs, in combinatie met het feit dat de GeForce RTX 3070 gelijk of sneller moest zijn dan de $ 1200 RTX 2080Ti, betekende dat de RTX 3000-serie een van de meest verwachte technische productreeksen van het jaar was.

Nvidia heeft op 28 oktober eindelijk de RTX 3070 uitgebracht^de, 2020 tot grote vreugde van veel pc-gamingliefhebbers. Het product was extreem populair en werd goed ontvangen vanwege het feit dat het beloofde RTX 2080Ti-prestaties te leveren tegen minder dan de helft van de kosten voor $ 500, vergeleken met $ 1200 voor het vlaggenschip van de laatste generatie. De RTX 3070 was vooral gericht op 4K en 1440p-gaming met een hoge verversingssnelheid en werd aangevuld met 8GB GDDR6-geheugen op een 256bit-bus. De GPU van de RTX 3070 bevatte maar liefst 5888 CUDA-kernen met 46 RT-kernen en 184 Tensor-kernen die respectievelijk helpen bij Ray Tracing en DLSS. Over het algemeen was het hele pakket uiterst competitief en zou het ongetwijfeld een van de meest gewilde kaarten van de hele generatie grafische kaarten zijn.

Palit Gaming Pro GeForce RTX 3070

Net zoals we in het verleden hebben gezien met grafische kaarten, was het ontwerp van de Founder's Edition van Nvidia niet de enige kaart die te koop was (hoewel de voorraadniveaus voor alle varianten in gelijke mate laag waren). Nvidia's AIB-partners (Add-in-Board) hebben allemaal hun eigen varianten van de RTX 3000-serie grafische kaarten uitgebracht. Palit Microsystems is een van de belangrijkste merken van grafische kaarten die zich voornamelijk richten op de Europese en Aziatische markten. Palit heeft ook hun RTX 3000-serie grafische kaarten uitgebracht met 3 hoofdvarianten die te koop zijn:

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

Vandaag zullen we ons concentreren op de Palit Gaming Pro RTX 3070 8GB-kaart om de PCB van de kaart en de componenten die door Palit in hun RTX 3070 Gaming Pro worden gebruikt, te analyseren. AIB-partners voor grafische kaarten maken soms aangepaste PCB's voor enkele van hun duurste en meest geavanceerde varianten, maar ze kunnen ook Nvidia's referentie-PCB gebruiken en zich strikt houden aan de Nvidia-specificaties door niet veel aan de PCB zelf te veranderen. De Gaming Pro RTX 3070 gebruikt een van de twee Nvidia-referentie-PCB's, zoals we later zullen onderzoeken.

Teardown-proces

Om bij de printplaat te komen voor analyse, moeten we eerst de kaart afbreken. De Palit Gaming Pro RTX 3070 is vrij eenvoudig af te breken. Eerst moeten een aantal schroeven van de backplate van de kaart worden verwijderd om de plastic backplate van de koeler en de printplaat te verwijderen. Na het verwijderen van de achterplaat moeten 4 schroeven worden verwijderd uit het retentiemechanisme dat de koeler aan de GPU zelf houdt. Als u de retentieplaat verwijdert, wordt de GPU uit het ruim van de koeler bevrijd. Verwijder twee schroeven uit de I/O-beugel en wrik de koeler langzaam los van de printplaat.

Er zijn drie kabels die aan de print zijn bevestigd en ze komen uit de koeler/shroud. Deze kabels voeden de ventilatoren en de aRGB-verlichting aan de voorkant van de kaart. Verwijder voorzichtig de kabels en zorg er ook voor dat de thermische pads op de koeler intact blijven. Als je de thermische pads scheurt tijdens het verwijderen van de koeler, zorg er dan voor dat je wat extra thermische pads rondslingert om ze te vervangen. Vergeet niet dat u de thermische verbinding van de GPU moet vervangen voordat u probeert de kaart weer in elkaar te zetten.

De Palit Gaming Pro RTX 3070 maakt gebruik van een behoorlijk forse koellichaamkoeler met 6 heatpipes en een flink aantal thermische pads. De koeler lijkt behoorlijk overbouwd te zijn voor de RTX 3070 GPU en zou erin moeten slagen de thermiek van de kaart binnen een redelijk comfortabel bereik te houden. In een apart artikel hebben we het koelsysteem van de Palit Gaming Pro RTX 3070 al uitgebreid onder de loep genomen, dat moet je zeker checken voor meer informatie.

PCB-ontwerp en lay-out

Zoals eerder in het artikel vermeld, heeft Nvidia eigenlijk twee referentieontwerpen voor de PCB's voor de RTX 3000-serie. Een van deze ontwerpen is exclusief door Nvidia zelf gebruikt in zijn RTX 3000-serie Founder's Edition-kaarten. Deze kaarten gebruiken een kortere PCB met een gepatenteerde 12-pins connector die adapters nodig heeft om te werken met traditionele PSU's. Deze kortere printplaat heeft ook een andere plaatsing van de power delivery-elementen op de kaart.

Het andere referentieontwerp heeft een iets langere PCB en gebruikt traditionele 8-pins voedingsconnectoren in plaats van de 12-pins connectoren. Deze referentie-PCB's zijn bedoeld om door de AIB-partners te worden gebruikt in hun eigen grafische kaarten met de GPU's van de RTX 3000-serie. De Palit Gaming Pro RTX 3070 maakt ook gebruik van dit referentie-PCB-ontwerp, met een aantal tweaks om het ontwerp te optimaliseren volgens de normen van Palit.

Laten we nu elk onderdeel van de PCB afzonderlijk analyseren, te beginnen met het hart van de kaart zelf.

GPU sterven

De Nvidia GeForce RTX 3070 grafische kaart gebruikt Nvidia's GA104-300-A1 GPU in zijn hart, en de Palit Gaming Pro is geen uitzondering. De GA104 is een andere chip dan de GA102 die zowel in de RTX 3080 als in de RTX 3090 te vinden is. Over het algemeen geldt: hoe lager het getal op de chip, hoe sneller de GPU is. Dit betekent niet dat de GA104-matrijs in de RTX 3070 traag is, in feite is het een extreem snel stuk silicium. Het is gebaseerd op Nvidia's gloednieuwe Ampere-architectuur die is vervaardigd met behulp van Samsung's 8nm-procesknooppunt.

De matrijsgrootte van de GA104 is 392 mm² en het bevat maar liefst 17.400 miljoen transistors. Er zijn 46 GPU-rekeneenheden in de GA104 GPU van Nvidia, met 128 CUDA-bewerkingen per blok. De GPU heeft een torenhoog 5888 aantal CUDA-cores met 184 Texture Units en 96 ROP-units. Naast de onbewerkte rekenkernen die aanwezig zijn in de GPU, heeft Nvidia ook 46 RT-kernen toegevoegd die de functie van realtime Ray Tracing in games helpen versnellen, waarover je meer kunt leren in Dit artikel. Er zijn ook 184 Tensor-kernen aanwezig in de GPU, die helpen bij Deep Learning en AI-berekeningen zoals Nvidia's Deep Learning Super Sampling (DLSS) -technologie.

Over het algemeen heeft Nvidia een behoorlijk solide pakket geleverd in deze GPU die zich met grote kracht op alle facetten van modern gamen richt, of het nu gaat om onbewerkte rasterprestaties, DLSS-prestaties of realtime Ray Tracing.

VRAM

De kaart heeft 8 GB GDDR6 SDRAM die zich in 8 chips aan de voorkant van de print bevindt. Bij nadere inspectie tonen de geheugenchips het onderdeelnummer K4Z80325BC-HC14, een massaproductie GDDR6-geheugenmodule van Samsung. De geheugenchips in de Palit Gaming Pro RTX 3070 zijn inderdaad geleverd door Samsung, hoewel we niet zeker weten of dat bij alle varianten van de RTX 3070 het geval is.

De GDDR6-geheugenchips zijn ontworpen vanaf een nominale werkfrequentie van 14000 Mhz effectief. De GDDR6 is gekoppeld aan een 256-bits bus, wat de totale bandbreedte van de kaart op 448 GB/s brengt. Als we de PCB zelf nader bekijken, lijkt er geen ruimte te zijn voor extra modules op de PCB, dus de mogelijkheid van een RTX 3070Ti met meer VRAM in combinatie met dezelfde GA104 GPU lijkt onwaarschijnlijk. Het lijkt erop dat Nvidia een geheel nieuwe GPU-kern zou moeten ontwerpen als ze de geheugengrootte in de 3070Ti SKU willen vergroten.

VRM's en stroomvoorziening

Het vermogensafgiftesysteem in de Palit Gaming Pro RTX 3070 overtrof onze verwachtingen omdat het ook iets beter is dan de Founder's Edition RTX 3070 van Nvidia. Het totale aantal stroomfasen voor de Nvidia RTX 3070 FE is 11, waarvan 9 fasen voor de GPU en 2 voor de VRAM. In de Palit Gaming Pro RTX 3070 is het totale aantal fasen verhoogd tot 12, waarvan 10 fasen voor de GPU en 2 fasen voor het GDDR6-geheugen.

Hier is het stroomvoorzieningscircuit van de GPU groen gemarkeerd, terwijl het stroomvoorzieningscircuit voor het geheugen blauw is gemarkeerd.

Er zijn geen faseverdubbelaars in het vermogensafgiftecircuit op deze printplaat. Twee uPi Semiconductor PWM-controllers worden gebruikt om het GPU-stroomcircuit te besturen, namelijk uP9512R (die maximaal 8 fasen kan regelen) en uP1666Q (ontworpen voor 2 fasen). Beide controllers bevinden zich aan de achterkant van de printplaat.

Terwijl we de achterkant van de print analyseren, is er een uS5650Q (uPI) PWM-controller die de 2-fasenvoeding van de GDDR6-geheugenchips regelt.

De GPU-stroomomvormer maakt gebruik van DrMOS-transistorassemblages die standaard zijn voor alle Nvidia-videokaarten. In dit geval zijn dat AOZ5311NGI (Alpha en Omega Semiconductor), die elk maximaal 50 A kunnen leveren.

Er is een andere set MOSFET's die worden gebruikt in de geheugenchip-stroomomzetter en het zijn SM7342EKKP-eenheden van Sinopower. Deze zijn van de variëteit N-kanaal.

De achtergrondverlichting van de kaart wordt bestuurd door een afzonderlijke Holtek HT50F2241-controller aan de voorzijde van de printplaat.

Stroomaansluitingen

De PCB op de Palit Gaming Pro RTX 3070 maakt gebruik van 2x8-pins connectoren aan de rechterbovenkant van het bord om de componenten van stroom te voorzien. Deze aanpak wordt als veel beter en haalbaarder beschouwd dan de nieuwe 12-pins connectoren van Nvidia die aanwezig zijn op hun RTX 3000-serie Founder's Edition-kaarten. Ze zijn niet alleen niet compatibel met de momenteel beschikbare voedingen, maar je hebt ook te maken met een lelijke adapter die aan de voorkant van je kaart hangt, wat het kabelbeheer van het systeem volledig verpest.

De 2x8-pins stroomaansluitingen op de Palit Gaming Pro RTX 3070 betekenen dat de kaart bijna 300 watt aan stroom kan trekken als dat nodig is, wat veel hoger is dan het vermogen dat de kaart daadwerkelijk nodig heeft. In onze tests had de Gaming Pro RTX 3070 een piekvermogen van 234 watt, wat ruim onder de 300 watt is die de kaart met deze oplossing kan opnemen. Toch is het een goede stap van Palit om 2x8-pins stroomconnectoren op te nemen, omdat de extra hoofdruimte van pas kan komen tijdens overklokken.

Thermische interfacematerialen

Palit heeft gekozen voor een flink aantal thermische interfacematerialen tussen de PCB-componenten en de koeler om de warmte efficiënt over te dragen. Het is belangrijk om te weten waar de thermische pads zijn aangebracht, zodat het gemakkelijker is om de thermische pads opnieuw aan te brengen of te vervangen als ze zijn verwijderd. Allereerst zit er een laag koelpasta tussen de GPU-chip zelf en de vernikkelde koeler, dus vergeet niet om de koelpasta opnieuw aan te brengen voordat je hem weer in elkaar zet.

Wat de thermische pads betreft, ze zijn er meerdere in aantal. Er zijn 3 brede thermische pads die zijn gepositioneerd volgens de GDDR6-geheugenchips op de PCB. Een van de thermische pads bevindt zich aan de rechterkant van de GPU, terwijl er een aan de boven- en onderkant van de GPU-kern is. Er zijn ook twee lange en dunne thermische pads naar de I/O-plaat van de PCB, die de VRM-componenten koelen. De andere thermische pads zijn strategisch geplaatst om contact te maken met specifieke componenten zoals condensatoren op de PCB. De exacte plaatsing van de thermische pads is te zien in deze referentiefoto.

Achterkant van de printplaat

De achterkant van de print heeft geen opvallende kenmerken of componenten die we nog niet hebben besproken. Meestal zien we graag een thermische pad aan de achterkant van de printplaat, zodat deze kan fungeren als een thermisch interfacemateriaal tussen de printplaat en de achterplaat. Op deze manier kan restwarmte van de printplaat worden afgevoerd met behulp van de backplate als warmteverdeler.

Deze implementatie is niet overgenomen door Palit in de Gaming Pro RTX 3070 vanwege het feit dat de achterplaat is gemaakt van plastic en dus weinig tot geen warmteafvoer biedt. Dit heeft geen significante impact omdat de RTX 3070 over het algemeen een energiezuinige GPU is met weinig restwarmte-opbouw in de PCB. De enorme koeler op de Gaming Pro RTX 3070 zorgt op zichzelf vrij goed voor warmteoverdracht en -afvoer.

Vergelijking met Nvidia's referentie-PCB

Het is best interessant om de PCB van de Palit Gaming Pro RTX 3070 te vergelijken met de referentie-PCB in de Nvidia RTX 3070 Founder's Edition. Het eerste dat meteen opvalt voor de waarnemer is het kleine formaat van de FE-printplaat. Nvidia heeft gekozen voor een extreem korte PCB in hun FE RTX 3070-kaarten, wat heeft bijgedragen aan een ontwerp met 2 ventilatoren voor hun eigen Founder's Edition-kaarten. De print van de RTX 3070 FE heeft ook een lager aantal power stages (9+2) in vergelijking met de Palit Gaming Pro (10+2) en ook de positie van de power connector is heel anders.

Zoals we al weten, zijn er veel overeenkomsten tussen de twee PCB's. Palit heeft geen custom PCB ontworpen voor de Gaming Pro RTX 3070, maar heeft een van de twee Nvidia referentie PCB-ontwerpen voor de RTX 3070 gebruikt. De belangrijkste reden waarom Nvidia koos voor een andere PCB dan alle andere AIB's was te wijten aan de vereisten van hun 12-pins connector. De AIB's hebben allemaal traditionele 8-pins voedingsconnectoren gebruikt, dus ze hebben de mogelijkheid om de langere PCB te gebruiken, maar zelfs het tweede PCB-ontwerp is vrij kort vanwege het doorstroomontwerp dat is geïmplementeerd in alle grafische kaarten uit de RTX 3000-serie. .

Vonnis

Hoewel je je aankoopbeslissing niet moet baseren op de analyse van de PCB-componenten in een grafische kaart, stelt de Palit Gaming Pro RTX 3070 in dit opzicht niet teleur. Integendeel, we zijn behoorlijk onder de indruk van de bouwkwaliteit en de keuzes van de componenten in de PCB. Er zijn nogal wat subtiele verbeteringen, zoals de toevoeging van een extra stroomfase voor de GPU en het gebruik van traditionele 2×8-pins stroomconnectoren die de Palit-kaart een sterke concurrent maken van de Nvidia RTX 3070 FE.

Omdat de voorraad grafische kaarten verschrikkelijk is, is de kans groot dat potentiële kopers het Founder's Edition-model van de RTX 3070 niet snel in handen kunnen krijgen. De kwaliteit van de componenten op de PCB van de Palit Gaming Pro RTX 3070 in combinatie met de grote triple-fan koeler maakt het een zeer geschikt alternatief voor de Founder's Edition RTX 3070 van Nvidia.