对于计算机显卡供电技术基础知识分析
不断增加的主板供电相数一定让大家看得眼花吧？虽然更多的相数会相应地表现更好，但这并不全是好事。如果供电回路不能合理使用，供电相数再多也枉然，因此我们就来看看显卡供电的学问。
1. 破除认识误区
大部分人认为数字供电一定优于模拟供电，这是一个误区。因为目前所谓的数字供电，无非是控制电源的PWM芯片采用了数字式处理技术，用数字芯片来对整个模拟电路进行管理。以公版GTX260供电设计为例，外观上，与模拟供电唯一不同的只是右下角的那颗PWM控制芯片，其余用料如电容、电感等都与模拟供电无异。
公版GTX260采用了数字供电设计
输出电源的品质主要看两个方面，第一，看开关频率以及配套的电感电容电阻用料，这一点和PWM是否数字式没有关系；第二，看补偿。数字式PWM在补偿方面的优势就是调试的时候简单得多，可以根据输出波形，通过软件写入调整。而模拟的就需要不断地根据波形去调整外围补偿的电阻电容网络。
如果在设计阶段多下工夫，模拟的补偿调整也可以相当优秀。因此，在面对厂家大力宣传数字供电时，还需要看看显卡的用料如何、布线如何等与供电质量息息相关的部分。
2.PWM做到节能
那么PWM就不重要了么？当然不是。例如公版GTX590中的单个核心5相供电就采用了如图所示的CHiL8266解决方案，这颗PWM芯片最高支持6相数字供电，同时它能预设多种运行模式，例如显卡待机、满载、视频播放、3D计算等，同时根据核心负载率调整供电使用模组数，这样就能有效根据不同应用提供不同功耗对应，做到节能的目的。CHiL8266芯片最大可支持200A电流和2V电压，最高可提供400W功率输出。
在中高端卡中普遍使用的CHiL 8266 PWM芯片
3.究竟多少相才够？
我们先要了解设计多相供电的目的。 每一相核心供电的输出功率计算方法是：“输出电压”乘以“输出电流”，这里的输出电压等于GPU的输入电压或者说工作电压，现在大部分显卡都支持至少两种工作状态的电压，分别是P0高载模式和P12待机模式，有的中间还有P8轻载模式主要用于高清解码。显卡通过实时改变核心电压和工作频率，能大大降低功耗。
GTX460公版各种工作模式下的功耗
而“输出电流”，一般的计算方法则是GPU的输入电流除以供电相数。在理论上，相数越多，平摊到每一相的电流就会越小。以iGame？九段GTX560Ti为例，这款显卡拥有两种供电模式：插上或拔下Turbo-Kit电力套件，对应核心供电分别为12相与8相。为什么不直接把12相全做在一张卡上？这是由于过于庞大的供电相数，会导致某些回路负载和升温不均匀。
实际上，即便是数字供电，因为仍然采用了电容、电感等，都会存在一定的容抗、感抗。如果为每一相供电赋予一个“等效电阻”，单相中串联的元器件越多，这个“电阻”的阻值就越大，发热也就越大，随之带来的是电源整体转换效率下降。
iGame？九段560Ti的供电设计示意图
当该显卡处于900MHz核心提供8相供电，而在1010MHz时提供了12相供电。对于大部分PWM芯片而言，供电的转换效率最高峰是出现在输出电流为20A～30A的某一个值附近，而非出现在输出电流最大值或低于20A的部分。因此，出于供电转换效率最大化，也就是无用发热最小化的考虑，采用了8/12相的供电设计。
4.实测说明问题
根据iGame？九段GTX560Ti的实测功耗数据（如表）。以GTX560Ti的工作电压约1V粗略计算，当核心工作在1010MHz时，PWM需要控制高达270A的电流，也就是平均每相供电承担约22.5A；同样的计算方法，在900MHz时，223A的电流平摊后，每相承担27A左右电流。因此不难估算出，该显卡的PWM芯片转换效率的最大值在25A附近。
换个角度，可是采取8相供电，那么1010MHz时，每相供电的输出电流就接近34A，而可是固定为12相，900MHz时平摊的电流又会变成18.6A，无论哪种都会造成电能的无谓浪费。 由此可见，理性地根据实际需要，提供GPU最适合的供电相数，能在各种频率下做到供电转换效率的最优化。
文章总结：学习显卡的实际功耗需求，需要从多方面入手，例如PWM芯片、单相供电的用料还有默认出厂频率、供电相数等。普通情况下，当知道了GPU的功耗和工作电压后，就能算出实际单相承担电流的大小。这个值大于PWM芯片的最佳转换效率点，供电部分的发热就会比较大，显卡也因此稳定性下降；而低于那个点，那么会产生无谓的电能浪费，多余的堆料又增大了用户的购买开销。
