980992980
0743-53061788
导航

您的位置:主页 > 摄影业务 >

峰值电流控制在高端显卡设计中的应用

本文摘要:1.章节 超大规模高性能分段图像处理器经常构建了数十亿收的晶体管,工作频率约GHz以上。这样当处置简单图像应用程序时,GPU将在微秒时间内急遽下降到数百瓦功耗,这对电源产于系统(PDS)将产生极大的冲击,造成GPU芯片电压严重不足,从而经常出现系统功能出现异常。 2.系统出现异常的原因分析 GPU中CMOS工艺的拒绝: 为了降低功耗,GPU芯片工作电压较低,并容许在长的范围工作,如0.7V-1.2V。

2022世界杯登录官网在线入口

1.章节  超大规模高性能分段图像处理器经常构建了数十亿收的晶体管,工作频率约GHz以上。这样当处置简单图像应用程序时,GPU将在微秒时间内急遽下降到数百瓦功耗,这对电源产于系统(PDS)将产生极大的冲击,造成GPU芯片电压严重不足,从而经常出现系统功能出现异常。  2.系统出现异常的原因分析  GPU中CMOS工艺的拒绝:  为了降低功耗,GPU芯片工作电压较低,并容许在长的范围工作,如0.7V-1.2V。

电压越高时,内部电源MOS管的Vgs越高,MOS管导通电阻就越小,因而传输时间常数增加,工作频率提升;当电压过较低时,MOS管将无法构成长时间导电闸极,引发逻辑错误。因次,一个电压比较平稳的电源供应系统(PDS)是系统长时间工作的前提。  GPU动态工作模式的市场需求:  高性能GPU使用了很多先进设备功率控制技术,使得仅次于功耗超过几百瓦,而待机功耗大约几瓦,动态性能模式转换(DPM)乃是其中技术之一。

一般来说DPM时钟频率设置在100MHz-1000MHz范围,电压在0.7V-1.2V之间。如图1右图,GPU可在有所不同DPM状态转换,当GPU处置阻抗减轻时,将较慢切换到高性能模式,如HCLK1-HCLK4,电压V3,而如果电压严重不足,内部电路将无法保持这个模式,而引发系统故障。    图1GPU动态工作模式  PDS性能容许  开关电源本身性能的容许。

开关电源供电能力强劲,体积小,成本低廉,具有OCP、OVP维护功能。但是开关电源周期性地关上和重开MOS管,不会产生相当大的电源纹波和噪声。  电源产于网络参数容许。

它是所指从电源至阻抗的所有电气产于参数的总和,即线路的R、L、C、G的整体效应,源于PCB材料、层叠、印制线、过孔、屏蔽以及GPUPCB以及内部硅电路设计。所有这些产于参数,不会在电路中产生分力、分流以及光线、波动损耗等多种影响。

  对GPU阻抗而言,交流高频信号源于阻抗的动态转换引发的电流瞬态变化,加之电源产于网络中的电阻不倒数,而在LC产于网络中产生高频噪声信号。对大电流(如200A以上)的GPU来说,电压跌入约数百毫伏,远超过DPM设置范围。  3.峰值电流控制技术  GPU瞬态电流变化过大,必定导致供电网络损耗减小,GPU可取得电压减少。

为了避免电压跌入导致的冲击,GPU需及时向上转换动态模式,减少时钟频率,减少工作电压。峰值电流控制技术正是基于这个目的所设计的,它还必须软件一起协作。

图2右图是峰值电流控制技术软件流程图。系统通过及时检测工作电流变化,可较慢调整工作状态,增加芯片功耗,防止系统死机。    图2峰值电流控制技术软件流程图  4.GPU工作电流感应器的硬件电路构建  如图3右图,为了对GPU瞬间大电流变化作出及时反应,电流检测由硬件电路已完成。

当GPU动态电流多达预计阈值时,硬件电路不会产生一个逻辑信号通报软件单元。本技术精妙地利用电源网络产于电阻来感应器在线路中损耗而产生的电压叛。

我们所取电源输入末端A点和阻抗末端B点作为电流放大器的输出。当A、B点压降过大时,GPU消耗的电流过大,电压较为器输入一个高电平通报软件及时调整GPU动态模式,减少频率和电压,从而确保GPU及电源皆需要长时间工作,防止死机。    图3GPU电流感应器的硬件构建框图  5.测试结果  该方案早已应用于到某型号GPU产品上,经过调试及性能测试,获得了失望的效果。

图4是GPU芯片电流瞬间变化时用示波器所测试获得的波形图。    图4峰值电流控制技术波形图  图4右图中,地下通道1为预设电流阈值(大约47.7A);地下通道2为实际A、B点压降,除以0.1ohm(线路产于电阻)后回应仅次于电流大约为55.2A;地下通道3为延缓较为器输入;地下通道4为GPU管脚电压波形。当电流多达阈值时,延缓较为器被启动时,产生高电平中断信号。软件开始转换动态工作模式,设置GPU电压VLOAD减少大约100mV。

当电流增大并大于阈值时,较为器输入低电平,系统重返长时间并之后监测。  6.结论  由上分析及测试结果由此可知,峰值电流控制技术是一种需要合理分配GPU阻抗,防止系统车祸死机的很好的掌控机制,可明显提升系统的稳定性和可靠性,可在高性能计算出来、图形处理芯片设计等领域投放实际应用于。


本文关键词:2022世界杯登录官网,峰值,电流,控制,在,高端,显卡,设计,中的,应用

本文来源:2022世界杯登录官网-www.womackfoundation.com