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天方夜谭的超耐久3

作者: 编辑:杨静 10-09

   最近看到网络有报道ASUS P5Q绝死一战,GIGABYTE祭出Ultra-Durable3技术。据报道Ultra-Durable3技术就是在Ultra-Durable2的基础上增加了一项2ozPCB技术。

天方夜谭的超耐久3

  2ozPCB就是把4层主板的2层内层铜膜从1oz改为2oz。这2层内层分别是L2层(供电/接地层)和L3层(接地层)。

  据技嘉联合通路业务中心副总经理Henry Kao介绍,2oz内层PCB有三条好处,这三条好处确实可以迷惑一些非专业的人士。我们依据主机板的专业常识以及高中的物理常识细细品味这三条好处,就会发现有些不太对味。

12oz内层是否有利于导热?

  Henry Kao介绍的第一个好处是主机板运作温度将大幅下降,因为主机板上的组件都会发热,而部分热量会传导至PCB的铜膜上,2oz铜膜的导热性能比1oz铜膜高一倍,可迅速把热量分散到主机板PCB上,让热量更快速传导到空气中。

  这种说法扎一看觉得有点道理,可是仔细一琢磨就不对了。加厚到2ozL2L3层在主板的内层,不是直接与空气接触,它们的外面先是环氧树脂玻璃纤维布的绝缘层,然后是外层信号层铜膜(L1L2)以及阻焊层。所以2oz铜膜的热量需要先传导到绝缘层,再传导到信号层,再传导到阻焊层,才能被空气流带走。学过高中物理热学的人都知道,两种物质之间的热传导性能取决于接触面积和物质的导热系数。同一种规格的主板面积基本上是相同的,铜膜基本上是纯铜的,环氧树脂玻璃纤维布也基本上是相同的,所以内层铜膜向外层传热的效能也基本上是相同的。与铜膜的厚度是1oz还是2oz没有关系。铜膜从1oz加厚到2oz,只能是铜膜的热容量增加,不会使传热速度增加,恰恰相反,厚度增加,热传导距离增加,热容量增加,影响导热速度。每个人可能都会有这样的经历,天冷了,要穿厚一些,厚的衣服会保暖,为什么?就是厚度会降低传热速度。所以不是2oz铜膜散热比1oz的好,恰恰相反1oz铜膜要比2oz铜膜导热效果好。技嘉联合其实也明白这个道理,为了降低2oz铜膜带来的散热不良,就把主板的环氧树脂玻纤布的绝缘层减薄。下面是技嘉的2oz1oz主板厚度对比。

天方夜谭的超耐久3

  环氧树脂玻纤布绝缘层减薄,可以减低2oz铜膜造成的导热不良。为了替2oz铜膜散热辩解,技嘉联合特意作了2oz主板和1oz主板的温度对比。

天方夜谭的超耐久3

  超耐久3的主板温度比传统设计的主板温度低5050的差距也太大了吧。我们再看看左侧的热分布图,就会发现问题了。这种红外热像的温度高低颜色是白色温度最高,其次是浅黄、桔黄,再其次是桔红、红、深红,蓝色、深蓝,黑色是温度最低,热像图旁边的温度色标标示的很清楚。超耐久3主板黄色面积要比传统设计的主板大很多,所以超耐久3主板的温度比传统设计的主板高很多,再看看CPU风扇的颜色,传统设计的主板是黑色,而超耐久3主板是蓝色。所以上图标明的传统主板温度是178.3是不可信的,是造假。相反超耐久3主板如果温度达到125,那可以烧开水了。

21oz内层铜膜存在超负荷吗?

  Henry Kao介绍的第二个好处是2oz铜膜比1oz铜膜有更低的电阻,不单减少废热,还可以降低因超频时电压提升超过铜膜的负荷而使主机板线路损坏或金属疲劳,让主机板更稳定、更耐超。

  如果单从厚度讲,2oz铜膜的电阻比1oz的低。但是电阻的大小是与导线的长度成正比,与导线的截面积成反比。铜膜蚀刻出的导线除了厚度外还有导线宽度,截面积=宽度X厚度。PCB设计时,会根据电流大小设计导线的宽度。我们在PCB的外层可以看到一些很宽的导线,甚至是大面积的铜膜,这些很宽的导线或者是供电电路,或者是接地电路。增加1oz的厚度(0.035毫米)和增加导线宽度1毫米,哪一种使导线的截面积增加的多?那一种使电阻降得更低?当然是增加宽度。

  这里我们不要忘记技嘉讲的2oz铜膜是内层的L2L3铜膜,这两层是电源层和接地层,基本上是大面积的铜膜,是几厘米宽乃至十几厘米宽的铜膜。我们可以看看技嘉联合提供的2oz铜膜图片。

天方夜谭的超耐久3

  通过这个2oz铜膜图,我们可以看到铜膜蚀刻的线路都是很宽的,都是几厘米宽乃至十几厘米宽的铜膜。几厘米宽的铜膜,如果厚度增加1oz的厚度(0.035毫米),降低的电阻有多少?甚至可以忽略不计。

  CPU供电线路和接地线路在外层(L1L4)以及内层(L2L3)都有分布,并且通过盲孔连接在一起,用于增加截面积,降低电阻。常规的1oz内层铜膜的主板已经按CPU最大供电电流设计,并且保留一定的冗余度。一般不存在电压提升时铜膜超负荷的问题。更不存在线路损坏或金属疲劳问题。

32oz铜膜会使讯号变得较为干净吗?

  Henry Kao介绍的第三个好处是2oz铜膜能让传送的讯号变得较为干净,超频时所需的电压也相对减少。

  在这里技嘉又忘记了他的2oz铜膜是电源层和接地层,不是信号层,不走信号线的。即使是超耐久3主板,信号层还是外层的L1L4,这2层是排布信号线的,这2层还是1oz铜膜,不是2oz铜膜。所以2oz的内层铜膜如何让讯号变得较为干净?主板上传送的逻辑信号有很多种,比如TTL(晶体管-晶体管逻辑)信号,CMOS(互补型金属氧化物半导体)信号,GTL(收发器逻辑)信号,GTL+(收发器逻辑+)信号,LVDS(低压差分信号)等等。不同类型的信号传输的电压不同,传输频率也不同。这些信号在传输过程中的完整性是主板品质的关键。所以PCB信号层布线有很多规则,依据信号的类型规定了导线的宽度、长度、走向,导线之间的间距,以及走线方式等等。这些规则一是保证信号清晰,二是防止信号串扰,三是电磁兼容。如果仅仅是把电源和接地层的铜膜增加到2oz就可以解决,那么PCB设计就变得太简单了。

  其实Henry Kao在说完“讯号变得较为干净”后,马上转到“超频时所需的电压也相对减少”,还特别举了一个例子,在1oz铜膜时,可能需要2.1V才能达到DDR-1200水平,在2oz铜膜下,可能只需要2.0甚至1.9V就能达到相同的水平,意味着超频幅度可望更高。

  把“讯号干净”与内存超频电压混在一起,也确实能迷惑一些人。DDR内存需要产生和调整的电压有三种:一是内存供电电压VDDVDDQ),二是信号电压VTT,三是信号参考电压VREFIntel P45内存控制器采用SSTL(线脚系列终端逻辑)信号与内存通信。DDR2SSTL1.8VDDR3SSTL1.5VDDR2内存超频一般需要提升VTT电压,那么先要提升供电电压VDD。一般DDR2-1066以上的内存条都属于超频使用,都会注明工作在1066以上时的VDD电压。VDD提升后,VTT的提升需要通过BIOS内部的设置,高水平的BIOS会依据内存供电的PWM芯片自动调整。

  所以,在多少VTT电压下内存可以超频到1200,涉及到供电设计,内存体质,主板内存布线等很多因素,决不是把内层铜膜增加到2oz就可以解决的。

42oz内层铜膜主板的本质

  技嘉联合的超耐久3主板由于增厚了内层铜膜,减薄了绝缘层,导致各层之间分布电容的改变,必然影响到常规的PCB设计规则,如果信号层的布线设计还是按1oz规则设计,必然会出现很多不确定性问题,超耐久3主板可能在使用中出现效能低,不稳定,寿命短等故障。

  超耐久3主板用户可以成为技嘉的试验户头了。试验一下天方夜谭的超耐久3

  那么技嘉为什么要推出具有很多不确定性的超耐久3 P45主板?借用Henry Kao的话,就是在供电相数方面不会跟随华硕,在杀低价格方面也跟不起华硕,于是杀出超耐久3主板,仔细看看超耐久3系列主板,就会发现这是低价位系列主板。所以技嘉祭出2oz内层的主板真实目的是降低PCB成本,然后加以超耐久3的光环。

  PCB用的铜箔一般都是环氧树脂玻纤布铜箔基板,这种PCB铜基板是按重量交易的。所以一般铜箔越薄的价格越高。1oz的要比2oz的贵。技嘉2oz PCB虽然把内层的铜箔加厚,但把环氧树脂玻纤布绝缘层减薄,所以成本要比常规的1oz PCB低很多。

Cost Down!这才是2oz主板的本质。

 

PCB铜箔厚度常识

1oz(盎司)铜箔=1平方英尺的面积上铺28.35的铜(1盎司=28.35

1oz铜箔厚度=35微米(0.035毫米)

2oz铜箔厚度=70微米(0.070毫米)

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