去年の記事なんで一部内容がおかしいかもしれない。
黄昏のビデオカード�� MS-8881
以前の解析記事は単なる導入に過ぎない。このカードをわざわざ買ったのは改造するためだ。それにしても間隔が開いてしまったが、これはコネクタの謎の解明に時間がかかったため。ヤル気が無くなってたのね(＾＾;
以前100〜500円で大量に出回ったので持っている人は多いだろう。消費電力が非常に少なく、ファンレスでありながら発熱しない(注1)。メモリが高品質(3.6n)なのでMX460相当で確実に動く(常用中)。HSDLのAGP2.0以上の特攻カードして活躍中(対応OSは95〜XP)。
★Vcoreレギュレータ周り
コントローラはIRU3037の高速版であるIRU3037Aである。A付きのスイッチング周波数は400kHzとなる。元々はDDRメモリの電源を想定しているPWMコントローラで、上下スイッチはIRU3037リファレンス同様にIRF7313が使われている。これは2つのパワーMOSFETが1つのパッケージに収まっており、勿論独立して動作させられる。RdsONは29mΩとそれほど低くないが高速で効率はそれほど落ちない。
リファレンス回路の出力コンデンサはTPC150μF6.3V×2で、＠40mΩだから20mΩ迄は保証付きと考えていいだろう。現回路ではCV-EX470μF6.3Vで、これは25mΩなのでほぼ妥当な値と言えよう。この辺りちゃんと考えられているね。もっともCompで位相補償できるのだろうが、このあたりヤル気が無いので詳しく見ていない(データシートを参照の事)。
さて入出力はハイブリット・ポリマーのEP-CAPなので交換する必要はなかろう。元々ボード上に載っている電解コンデンサは非常に少ないが、この辺りの交換・追加は下記の通りである。
U601(AMS1117)は1117互換で、MLCCが使えるくらいだからESRが過大にならなければ自由に決められる(ESR≦500mΩなら良い)。L600外もESR≦100mΩ程度なら何でもよい。これが無くてもGPUは全く問題なく動くが、Vcoreレギュレータからマザーへのお釣りが減るのでぜひ付けたい(注2)。3.3Vを共用しているSDRマシンには特に重要となる。C605はコンパニオンチップが無いので必要ないが付けてみた。
★Vmem
VmemレギュレータはIRU1150と言うシリーズレギュレータ1個で構成されている。電解コンデンサは入出力各一である。サックリOS-CONに交換して終了、と行きたいところだがそうはいかない。これはLDO(正確には準LDO)なのでそれでは発振又は不安定になる。データシートには「IRU1150の安定性のためには50〜100mΩのESRを備えた500〜1000μFの電解コンデンサを使用する」と書いてある。
直訳するとわけが分からなくなったり誤解することになるが、LDOや準LDOの基本通り考えればすぐ分る。これらは出力コンデンサのESRをフィードバック・ループのOPAMPの安定のために利用している。つまり低すぎるESRだとf特性が悪化して、ループの安定性が不充分になるのだ。OS-CON等のポリマー固体を付けることは事実上できないに等しい。付け加えれば入力コンデンサはフィードバック・ループ外にあるので、出力より高性能なコンデンサを付けても安定性を損ねる事はない。
・入力コンC876(C877と同じ)はESRが充分に低くて3.3Vに耐えられる
・出力コンC879(同C880)はESRが50〜100mΩで容量470μF以上
オリジナルの出力コンデンサにはCE-AX1500μF6.3V[90mΩ／870mA]が使われており、確かに上の条件を満たしているのが判る。
動作中この電流をDSO等で観察すると、負荷の急変動はあまりなく��Iは小さい事が判った。故に直流特性(容量)は気にする必要はなく、交流特性(50mΩ≦ESR)だけを重視すれば良いだろう。具体的に言えば100μF程度の容量があれば、あとはESR(50m〜100mΩ)だけで選択しても良いハズだ。これだと大量にあるポリマータンタルでも可能性が出てくる。今回は実験的にこの構成で行く。
C879は何を付けるかまだ迷っているので仮付けだ。入力は容量を大胆に減らし過ぎたかも(＾＾; しかしまあIRU1150に限らず、この手のLDOはラインレギュレーションにはかなり強いので問題になる事はないだろう。むしろAGPコネクタのDCRの方が大問題。
★脱落部品
ジャンク箱で揉まれているうちに、裏面の部品が幾つか取れてしまっている。これらは全てMLCCだが、安定性の為には付けた方が良い。特にこのカードはMX460相当(300/550)で使うので必須と言える。
R749〜752の300Ωは最初から取れていたのではなくて、コネクタを外す時にヒートガンで飛ばしてしまったため。外れた奴は揃わないので全部捨ててしまう。
この抵抗が無いとまともに画像が出ないので重要だ。勿論抵抗値も全て揃っていなければならない。これらは同一ロットから0.5％以内で選抜した。
★実装
特に問題になるところは無い。ランドの放熱が非常に良く、小さいくせにハンダが溶けにくいくらいか。特にC226とC867は泣きが入る。
何かVmemはノーマルよりだいぶ地味になってしまった。見栄えはノーマルの方が良かったな。C879はもう一度交換するかもしれない。しかしこれでハードウェアは半永久的に問題無くなった。あとはソフト面で多少の改良を加えれば文句無し。
★次回に続く
今回の一番大きな目的はハンダ付けのリハビリだが、加えてRKさんから「パーツの選択時にどんな事を考えているかを書いて欲しい」とリクエストされたので一例を挙げた。テキトーに選ぶと言っても、一応それなりの部品が付かないと性能が落ちたり動かなかったりする。手持ちの部品と当該回路をいかにすり合わせるのが改造屋の能力と言える。ズバリ適用できなくとも何となく解ったんじゃないかと思うんだが。次回はメインのコネクタ交換だ。
黄昏のビデオカード�� MS-8881
以前の解析記事は単なる導入に過ぎない。このカードをわざわざ買ったのは改造するためだ。それにしても間隔が開いてしまったが、これはコネクタの謎の解明に時間がかかったため。ヤル気が無くなってたのね(＾＾;
以前100〜500円で大量に出回ったので持っている人は多いだろう。消費電力が非常に少なく、ファンレスでありながら発熱しない(注1)。メモリが高品質(3.6n)なのでMX460相当で確実に動く(常用中)。HSDLのAGP2.0以上の特攻カードして活躍中(対応OSは95〜XP)。
注1：以前ここに書いたように、全てのMX440が低電力・低発熱と言う訳ではない。TDP？が改良されたのは後期版で、前期のNV17名義のものは発熱が非常に大きく消費電力も多め。夏はファンレスは厳しいくらいだ。MS-8861/8866など、製品ではほとんどがファン付きだった。
★Vcoreレギュレータ周り
コントローラはIRU3037の高速版であるIRU3037Aである。A付きのスイッチング周波数は400kHzとなる。元々はDDRメモリの電源を想定しているPWMコントローラで、上下スイッチはIRU3037リファレンス同様にIRF7313が使われている。これは2つのパワーMOSFETが1つのパッケージに収まっており、勿論独立して動作させられる。RdsONは29mΩとそれほど低くないが高速で効率はそれほど落ちない。
リファレンス回路の出力コンデンサはTPC150μF6.3V×2で、＠40mΩだから20mΩ迄は保証付きと考えていいだろう。現回路ではCV-EX470μF6.3Vで、これは25mΩなのでほぼ妥当な値と言えよう。この辺りちゃんと考えられているね。もっともCompで位相補償できるのだろうが、このあたりヤル気が無いので詳しく見ていない(データシートを参照の事)。
さて入出力はハイブリット・ポリマーのEP-CAPなので交換する必要はなかろう。元々ボード上に載っている電解コンデンサは非常に少ないが、この辺りの交換・追加は下記の通りである。
C601(5V_DC):22μF10V→E/SV22μF10V
C602(U601出力):CE-AX47μF6.3V→SVP22μF16V
C605(U601入力):省略→PS/L10μF10V
C612(L600外DC):省略(注2)→SVP56μF6.3V
U601(AMS1117)は1117互換で、MLCCが使えるくらいだからESRが過大にならなければ自由に決められる(ESR≦500mΩなら良い)。L600外もESR≦100mΩ程度なら何でもよい。これが無くてもGPUは全く問題なく動くが、Vcoreレギュレータからマザーへのお釣りが減るのでぜひ付けたい(注2)。3.3Vを共用しているSDRマシンには特に重要となる。C605はコンパニオンチップが無いので必要ないが付けてみた。
注2：同回路でC612が実装されている例
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/2002/0208/elsa04.jpg
http://ascii24.ascii.jp/2002/03/21/imageview/images679976.jpg.html
http://www.aznil.nl/index/pics/image1board.gif
これなんかはMX420なのにゴージャス版ですね(＾＾
http://www.kickassgear.com/images/GF4%20MX420.jpg
★Vmem
VmemレギュレータはIRU1150と言うシリーズレギュレータ1個で構成されている。電解コンデンサは入出力各一である。サックリOS-CONに交換して終了、と行きたいところだがそうはいかない。これはLDO(正確には準LDO)なのでそれでは発振又は不安定になる。データシートには「IRU1150の安定性のためには50〜100mΩのESRを備えた500〜1000μFの電解コンデンサを使用する」と書いてある。
直訳するとわけが分からなくなったり誤解することになるが、LDOや準LDOの基本通り考えればすぐ分る。これらは出力コンデンサのESRをフィードバック・ループのOPAMPの安定のために利用している。つまり低すぎるESRだとf特性が悪化して、ループの安定性が不充分になるのだ。OS-CON等のポリマー固体を付けることは事実上できないに等しい。付け加えれば入力コンデンサはフィードバック・ループ外にあるので、出力より高性能なコンデンサを付けても安定性を損ねる事はない。
・入力コンC876(C877と同じ)はESRが充分に低くて3.3Vに耐えられる
・出力コンC879(同C880)はESRが50〜100mΩで容量470μF以上
オリジナルの出力コンデンサにはCE-AX1500μF6.3V[90mΩ／870mA]が使われており、確かに上の条件を満たしているのが判る。
動作中この電流をDSO等で観察すると、負荷の急変動はあまりなく��Iは小さい事が判った。故に直流特性(容量)は気にする必要はなく、交流特性(50mΩ≦ESR)だけを重視すれば良いだろう。具体的に言えば100μF程度の容量があれば、あとはESR(50m〜100mΩ)だけで選択しても良いハズだ。これだと大量にあるポリマータンタルでも可能性が出てくる。今回は実験的にこの構成で行く。
C876(同C877):SP-CAP CD47μF6.3V
C879(同C880):POSCAP TPC150μF6.3V(仮)
C879は何を付けるかまだ迷っているので仮付けだ。入力は容量を大胆に減らし過ぎたかも(＾＾; しかしまあIRU1150に限らず、この手のLDOはラインレギュレーションにはかなり強いので問題になる事はないだろう。むしろAGPコネクタのDCRの方が大問題。
★脱落部品
ジャンク箱で揉まれているうちに、裏面の部品が幾つか取れてしまっている。これらは全てMLCCだが、安定性の為には付けた方が良い。特にこのカードはMX460相当(300/550)で使うので必須と言える。
C875[2012](Vmem_in):1μF
C867[2012](Vmem_out):1μF
C226[1608](Vref_pc):0.1μF
C118[2012](Vcc3.3):4.7μF
R749〜752[1608](Rt):300Ω
R749〜752の300Ωは最初から取れていたのではなくて、コネクタを外す時にヒートガンで飛ばしてしまったため。外れた奴は揃わないので全部捨ててしまう。
この抵抗が無いとまともに画像が出ないので重要だ。勿論抵抗値も全て揃っていなければならない。これらは同一ロットから0.5％以内で選抜した。
★実装
特に問題になるところは無い。ランドの放熱が非常に良く、小さいくせにハンダが溶けにくいくらいか。特にC226とC867は泣きが入る。
何かVmemはノーマルよりだいぶ地味になってしまった。見栄えはノーマルの方が良かったな。C879はもう一度交換するかもしれない。しかしこれでハードウェアは半永久的に問題無くなった。あとはソフト面で多少の改良を加えれば文句無し。
★次回に続く
今回の一番大きな目的はハンダ付けのリハビリだが、加えてRKさんから「パーツの選択時にどんな事を考えているかを書いて欲しい」とリクエストされたので一例を挙げた。テキトーに選ぶと言っても、一応それなりの部品が付かないと性能が落ちたり動かなかったりする。手持ちの部品と当該回路をいかにすり合わせるのが改造屋の能力と言える。ズバリ適用できなくとも何となく解ったんじゃないかと思うんだが。次回はメインのコネクタ交換だ。
