显卡锁频之功率异常——功率检测芯片

提要:为避免有人看不懂,所以提前解释名词

电平=电势(没学过电路学就当电压)

带/X的电元件表示不上件,也就是没有实装,忽略

上拉电阻/串联分压:看我帖子有讲

功率检测芯片是N卡检测功率和保证外部输入电压正常的安全芯片,本文可能是对N卡功率检测芯片最详细的文章。注意锁频因素不仅只有功率检测芯片,其他因素后续更新。

1.故障现象

  温度正常但是跑任意负载时,GPU频率锁定在100-400mhz,gpuz功率显示为0w或者远超其功率上限的功率,或者无法读取功率。

2.电路分析

整体概览图

2.1整体概览

概览

U48:芯片在PCB的位置号

NCP45491XMNTWG:芯片型号

COMMON:芯片生产商(没写)

引脚定义

重要引脚

VCC:功率检测芯片3.3V供电,相当于芯片正极。

BS_INx:第x路电压检测。

GND_FET:可开关的接地,配合BS_IN使用。

SH_Px:第x路电流检测正极。

SH_Nx:第x路电流检测负极。

SH_Ox:第x路电流检测增益设定脚。

BG_REF_OUT:基准电压输出

BS_REF:基准电压输入

CM_REF_IN:差分信号基准电压输入

DIFF_P/DIFF_N:这是一对差分信号的引脚,负责向GPU汇报采集的数据。

GND:接地,相当于芯片的负极。

EN:节能模式设定:低电平功能全开,高电平休眠,中电平关闭DIFF和部分分支电路。

BS_OK:电压正常指示信号。开漏输出,外部必须加一个上拉电阻,BS_INx电压均高于BS_REF的时候置为高电平,这个信号是1.8V(30系及以前),1.2V(40-50系)电压产生的重要前置信号

次要引脚

MUX_SEL:双功率芯片协同工作时启用,输入时钟脉冲,每隔6个时钟脉冲切换另一个功率检测芯片工作。

MODE:双功率芯片协同工作时用于定位芯片,高电平判定为芯片B,低电平判断为芯片A。

SKIP:高电平时跳过电压检测。

NC:未采用的空引脚。(实际不一定为空,只是因为没有使用所以标注NC)

2.2具体分析

VCC

VCC

没啥好说的从pcie接口取来的3.3V供电。

VCC电阻损坏会引起GPU无反应(黑屏风扇不转)

BS_IN

BS_IN

为直观我把相关电路标红,只讲一路,其他路都是一模一样的。

12V_EXT8_F1_R4_P这个电压经过R887和R886串联分压输入到BS_IN1,以GND_FET作为0电位点,即可测的第一路电压。如12V经过分压之后得到0.13V

BS_IN上的电阻损坏会导致测量结果错误,前面的电阻阻值下降或后面的电阻阻值上升都会引发1.8/1.2V不出,GPU黑屏风扇不转

BG_REF_OUT

BG_REF_OUT

由芯片输出1.3V固定电压,经过外部电路串联分压输入回BG_REF,BG_REF的电压与BS_IN比较,BS_IN电压高于BG_REF则认为电压正常,输出BS_OK。如1.3V分压后是0.108比前面12V的BS_IN 1.3V低,所以输出BS_OK(各路都正常的话)。

BS_REF_OUT电阻阻值改变故障与BS_IN一样。

SH_P/SH_N

SH_P/SH_N

SH_O

检流电阻与负载串联,电流一致,只需检测检流电阻正负两极电压变化,根据I=U/R即可算出负载的电流。SH_O用于设置负载电压到内部SH_O电压的增益。

当R541阻值上升或者SH_O电阻R451阻值下降,测得电流将低于实际值,从而错误汇报给GPU功率数据,功率过高或者过低均触发保护,锁频率。

DIFF

DIFF

一对差分总线,差分总线通过两根线之间的电压差确定电平高低,提升抗干扰能力。

总线损坏或者芯片损坏会导致GPU无法读取功率,自动进入锁频保护。

BS_OK

电压检测正常时内部电路开路,外部上拉电阻上拉到高电平;检测到异常时导通,将信号下拉到低电平。功率检测损坏无法发出此信号时GPU无法产生1.8/1.2V,症状是黑屏风扇不转。

3.总结

温度正常,更换驱动版本和系统,功耗依旧异常锁频几乎可以确认是功率监测芯片或者与之配套的配置电阻或者检流电阻故障。整卡各芯片均没有短路,黑屏显卡风扇无反应也可以检查此芯片。

就写到这里吧,后续再更新整卡上电时序。感兴趣欢迎关注我,我会持续输出板卡硬件/固件知识。

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