图形卡及用于其的基板和核心板的制作方法
【专利摘要】本发明公开了图形卡及用于其的基板和核心板，该图形卡包括该基板和该核心板，其中基板包括基板PCB板以及位于基板PCB板上的核心板接口槽、电源模块和图形输出接口；核心板包括核心板PCB板以及位于核心板PCB板上的基板接口和图形处理模块，核心板容纳到基板的核心板接口槽中并经由基板接口与基板电连接；图形处理模块经由基板接口接收来自电源模块的电源信号并输出用于显示的图形数据；图形输出接口用于输出从核心板接收的用于显示的图形数据。本发明所提供的图形卡，可以将图形卡分为基板和核心板两部分，利用不同的配置来实现不同的功能，有利于图形卡的更换。此外，降低了生产成本并改善了图形处理系统的性能。
【专利说明】图形卡及用于其的基板和核心板
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及图形处理，尤其涉及图形卡及用于其的基板和核心板。
【背景技术】
[0002]图形卡是个人电脑的最基本组成部分之一，承担输出显示图形的任务。目前电子行业的工艺越来越复杂、元件的集成度越来越高、功耗越来越大，因此，图形卡PCB板的层数也越来越多。现有的高端图形卡一般都采用多层板设计。然而，PCB层数的增多极大地增加了生产成本，例如，对于一般的图形卡来说，8层板虽然比6层板仅仅增加了 2层板，但成本却提高了 50%-70%。另外，现有的图形卡中，图形处理单元(GPU)、存储器、电源模块和IO接口都是集成在一块PCB板上，然而，GPU和存储器的更新换代是非常快的，电源模块和IO接口的改进则是比较慢的，因此，将这些元件集成在一块PCB板上不利于资源的有效利用，并且设计复杂、生产成本高、生产周期长。
[0003]因此，需要一种优化的图形卡设计来减小资源浪费并降低成本。
【发明内容】
[0004]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0005]针对上述问题，本发明公开了一种用于图形卡的基板，包括:基板PCB板以及位于所述基板PCB板上的核心板接口槽、电源模块和图形输出接口 ；其中，所述核心板接口槽用于容纳和电连接可更换的核心板；所述电源模块用于经由所述核心板接口槽为所述核心板供电；所述图形输出接口用于输出经由所述核心板接口槽从所述核心板接收的用于显示的图形数据。
[0006]在本发明的一个可选实施方式中，所述基板进一步包括用于连接其他基板的基板接口。
[0007]在本发明的一个可选实施方式中，所述基板PCB板是多层板，包括至少一个信号层和至少一个电源层。
[0008]在本发明的一个可选实施方式中，所述多层板是四层板，包括:两个电源层和两个信号层，所述两个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层和第四层，所述两个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层和第三层。
[0009]在本发明的一个可选实施方式中，所述多层板是六层板，包括:两个电源层和四个信号层，所述两个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层和第五层，所述四个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层、第三层、第四层和第六层。
[0010]在本发明的一个可选实施方式中，所述多层板是六层板，包括:四个电源层和两个信号层，所述四个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层、第三层、第四层和第五层，所述两个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层和第六层。[0011 ] 在本发明的一个可选实施方式中，所述基板进一步包括PCIE接口，所述PCIE接口位于所述基板PCB板上并用于接收待经由所述核心板接口槽传输到所述核心板的数据信号和控制信号。
[0012]在本发明的一个可选实施方式中，所述基板进一步包括电源接口，所述电源接口位于所述基板PCB板上，其连接所述电源模块并用于连接外部电源。
[0013]在本发明的一个可选实施方式中，所述电源模块包括图形处理单元电源模块和存储器电源模块，所述图形处理单元电源模块用于经由所述核心板接口槽为所述核心板的图形处理单元供电，所述存储器电源模块用于经由所述核心板接口槽为所述核心板的存储器供电。
[0014]根据本发明另一方面，还提供了一种用于图形卡的核心板，包括核心板PCB板以及位于所述核心板PCB板上的基板接口和图形处理模块，所述核心板用于容纳到基板的核心板接口槽中并经由所述基板接口与所述基板电连接；其中，所述图形处理模块用于经由所述基板接口接收来自所述基板的电源信号并输出用于显示的图形数据。
[0015]在本发明的一个可选实施方式中，所述核心板PCB板是六层板,包括:四个信号层和两个电源层，所述四个信号层分别位于所述核心板PCB板的第二层、第三层、第四层和第五层，所述两个电源层是两个接地层，所述两个接地层分别位于所述核心板PCB板的第一层和第六层。
[0016]根据本发明另一方面，还提供了一种图形卡，包括基板和核心板，其中，所述基板包括基板PCB板以及位于所述基板PCB板上的核心板接口槽、电源模块和图形输出接口 ；所述核心板包括核心板PCB板以及位于所述核心板PCB板上的基板接口和图形处理模块，所述核心板容纳到所述基板的所述核心板接口槽中并经由所述基板接口与所述基板电连接；所述图形处理模块经由所述基板接口接收来自所述电源模块的电源信号并输出用于显示的图形数据；所述图形输出接口用于输出从所述核心板接收的用于显示的图形数据。
[0017]在本发明的一个可选实施方式中，所述基板进一步包括用于连接其他基板的基板接口。
[0018]在本发明的一个可选实施方式中，所述核心板PCB板是六层板,包括:四个信号层和两个电源层，所述四个信号层分别位于所述核心板PCB板的第二层、第三层、第四层和第五层，所述两个电源层是两个接地层，所述两个接地层分别位于所述核心板PCB板的第一层和第六层。
[0019]在本发明的一个可选实施方式中，所述基板PCB板是四层板，包括:两个电源层和两个信号层，所述两个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层和第四层，所述两个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层和第三层。
[0020]在本发明的一个可选实施方式中，所述基板PCB板是六层板，包括:两个电源层和四个信号层，所述两个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层和第五层，所述四个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层、第三层、第四层和第六层。
[0021]在本发明的一个可选实施方式中，所述基板PCB板是六层板，包括:四个电源层和两个信号层，所述四个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层、第三层、第四层和第五层，所述两个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层和第六层。
[0022]在本发明的一个可选实施方式中，所述基板进一步包括PCIE接口，所述PCIE接口位于所述基板PCB板上并用于接收待经由所述核心板接口槽传输到所述核心板的数据信号和控制信号。
[0023]在本发明的一个可选实施方式中，所述基板进一步包括电源接口，所述电源接口位于所述基板PCB板上，其连接所述电源模块并用于连接外部电源。
[0024]在本发明的一个可选实施方式中，所述电源模块包括图形处理单元电源模块和存储器电源模块，所述图形处理模块包括图形处理单元和存储器，所述图形处理单元电源模块经由所述核心板接口槽为所述图形处理单元供电，所述存储器电源模块经由所述核心板接口槽为所述存储器供电。
[0025]本发明所提供的图形卡，可以将图形卡分为基板和核心板两部分，利用不同的配置来实现不同的功能，有利于图形卡的更换。此外，降低了生产成本并改善了图形处理系统的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
[0027]图1a示出了根据本发明一个实施例的用于图形卡的基板的示意性框图；
[0028]图1b示出了根据本发明另一个实施例的用于图形卡的基板的示意性框图；
[0029]图2a示出了根据本发明一个实施例的基板PCB板的横截面图；
[0030]图2b示出了根据本发明另一个实施例的基板PCB板的横截面图；
[0031]图2c示出了根据本发明又一个实施例的基板PCB板的横截面图；
[0032]图3示出了根据本发明一个实施例的用于图形卡的核心板的示意型框图；
[0033]图4示出了根据本发明一个实施例的核心板PCB板的横截面图；
[0034]图5示出了根据本发明一个实施例的图形卡的示意性框图。
【具体实施方式】
[0035]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0036]为了彻底了解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0037]本发明提供了一种用于图形卡的基板。图1a示出了根据本发明一个实施例的用于图形卡的基板100的不意性框图。如图1a所不,该基板100包括:基板PCB板101以及位于基板PCB板101上的核心板接口槽102、电源模块以及图形输出接口 105。其中，核心板接口槽102用于容纳和电连接可更换的核心板。电源模块用于经由核心板接口槽102为该核心板供电。图形输出接口 105用于输出经由核心板接口槽102从该核心板接收的用于显示的图形数据。图形输出接口 105可以是任意能实现图形数据输出的接口，例如，S端口、VGA接口、DVI接口等。由于核心板通过核心板接口槽插接在基板100上，因此，核心板可以方便地更换，有利于核心板的更新换代。
[0038]可选地，电源模块可以是单独的模块。优选地，电源模块包括图形处理单元电源模块103和存储器电源模块104，所述图形处理单元电源模块103用于经由核心板接口槽102为该核心板的图形处理单元供电，存储器电源模块104用于经由核心板接口槽102为该核心板的存储器供电。该电源模块可以将来自外部的电源配置成为适用于核心板的电源，再将该经配置的电源经由核心板接口槽102施加给核心板。该外部电源可以是来自计算机主板的电源、计算机主电源或其他外接电源。
[0039]可选地，基板100可以进一步包括PCIE接口 106，PCIE接口 106位于基板PCB板101上并用于接收待经由核心板接口槽102传输到该核心板的数据信号和控制信号。该数据信号或控制信号可以来自于诸如计算机CPU或DSP等的主处理器。因此，PCIE接口 106可以使配置该基板的图形卡实现与主处理器之间的通信。
[0040]可选地，基板100可以进一步包括电源接口 107，电源接口 107位于基板PCB板101上，其连接电源模块并用于连接外部电源。电源接口 107将外部电源传输给电源模块以备电源模块处理。因此，通过电源接口 107，外部电源可以为基板100供电。可选地，电源接口107可以是D型4PIN供电接口、8PIN供电接口、双6PIN供电接口以及8+6PIN接口等。
[0041]可选地，基板100可以进一步包括用于连接其他基板的基板接口。图1b示出了根据本发明另一个实施例的用于图形卡的基板100的示意性框图。参考图lb，基板100除包括上述部件之外，还可以包括用于连接其他基板的基板接口 108。基板接口 108可以实现两块基板之间的互连，进一步地，可以实现由该两块基板构成的图形卡之间的互连。因此，两块图形卡可以通过基板接口 108相互通信。本领域普通技术人员可以理解，该基板接口可以是任意能实现两块基板互连的接口，例如，MIO接口。
[0042]可选地，基板PCB板101可以是多层板，其包括至少一个信号层和至少一个电源层。多层板设计可以满足对高电流大功耗的需要，从而使配置该基板PCB板的图形卡能进行更复杂的图形处理和运算，表现出更强的性能。
[0043]可选地，该多层板可以是四层板，包括:两个电源层和两个信号层，两个信号层分别位于该基板PCB板的第一层和第四层，两个电源层分别位于该基板PCB板的第二层和第三层。图2a示出了根据本发明一个实施例的基板PCB板101的横截面图。如图2a所示，基板PCB板101是四层板结构，其中第一层201和第四层204均为信号层，第二层202和第三层203均为电源层。在本发明中，用于连接电源的VCC层和接地层统称为电源层。当基板100上的IO接口比较少以及图形处理单元电源模块的电源不是非常大时，可以使用本实施例示出的四层PCB板结构。该四层PCB板结构成本低。可选地，信号层201和204是用于传输信号的，其上的铜箔厚度可以是loz，而根据需要，电源层202和203的厚度可以是1z或2oz。例如，当所需电流较小时，电源层202和203可以采用1z厚的铜箔，而当所需电流较大时，电源层202和203可以采用2oz厚的铜箔。相同的线宽下，铜箔越厚，其导电能力越强。
[0044]可选地，该多层板可以是六层板，包括:两个电源层和四个信号层，两个电源层分别位于该基板PCB板的第二层和第五层，四个信号层分别位于该基板PCB板的第一层、第三层、第四层和第六层。图2b示出了根据本发明另一个实施例的基板PCB板101的横截面图。如图2b所示，基板PCB板101是六层板结构，其中第一层205、第三层207、第四层208和第六层210均为信号层，第二层206和第五层209均为电源层。当基板100上的IO接口比较多时，可以使用本实施例示出的六层PCB板结构。可选地，信号层也可以用作电源层以增加电源通道。
[0045]可选地，该多层板可以是六层板，包括:四个电源层和两个信号层，所述四个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层、第三层、第四层和第五层，所述两个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层和第六层。图2c示出了根据本发明又一个实施例的基板PCB板101的横截面图。如图2c所示，基板PCB板101是六层板结构，其中第一层211、第六层216均为信号层，第二层212、第三层213、第四层214和第五层215均为电源层。当基板100上的IO接口比较少时，可以使用本实施例示出的六层PCB板结构，其内层全部是电源层，有效的电源通道面积更大，可以传输更大的电流。
[0046]根据本发明另一方面，还提供了一种用于图形卡的核心板。图3示出了根据本发明一个实施例的用于图形卡的核心板300的示意型框图。核心板300包括核心板PCB板301以及位于核心板PCB板301上的基板接口(未示出)以及图形处理模块，核心板300用于容纳到基板的核心板接口槽中并经由基板接口与该基板电连接，其中，图形处理模块用于经由基板接口接收来自该基板的电源信号并输出用于显示的图形数据。图形处理模块可以包括图形处理单元302和存储器303。该核心板通过基板接口插接到基板上，因此，核心板是可拆卸的，有利于核心板的更换，从而节约成本。
[0047]可选地，核心板PCB板301可以是六层板，其包括:四个信号层和两个电源层，四个信号层分别位于核心板PCB板301的第二层、第三层、第四层和第五层，两个电源层是两个接地层，该两个接地层分别位于核心板PCB板301的第一层和第六层。图4示出了根据本发明一个实施例的核心板PCB板301的横截面图。如图4所示，核心板PCB板301是六层板结构，其中第一层401、第三层403、第四层404和第六层406均为信号层，第二层402和第五层405均为电源层。可选地，信号层也可以用作电源层。例如，⑶DR5存储器通常需要三层走线层，因此，可以将一层信号层用作电源层，这一层电源层仅用来做存储器电源和一些小电源的导通，其上的电流不大。核心板PCB板是六层板，这有利于配置较多较高性能的存储器颗粒，有利于核心板性能的提闻。
[0048]本领域普通技术人员可以理解，对于上述基板PCB板和核心板PCB板，在其各层之间还可以设置有绝缘层。
[0049]根据本发明另一方面，还提供了一种图形卡。图5是根据本发明一个实施例的图形卡500的示意性框图。如图5所示，图形卡500包括基板501和核心板502。基板501包括基板PCB板503以及位于基板PCB板上的核心板接口槽(未示出)、电源模块以及图形输出接口 506。核心板502包括核心板PCB板507以及位于核心板PCB板507上的基板接口(未示出)和图形处理模块508。核心板502容纳到基板501的核心板接口槽中并经由基板接口与基板501电连接。图形处理模块508经由基板接口接收来自电源模块的电源信号并输出用于显示的图形数据。图形输出接口 506用于输出从核心板502接收的用于显示的图形数据。
[0050]与上述基板的相关描述中类似地，电源模块可以包括图形处理单元电源模块504和存储器电源模块505。
[0051]在上面关于用于基板和核心板的实施例描述中，已经描述了上述图形卡所涉及的基板和核心板。为了简洁，在此省略其具体描述。本领域的技术人员参考图1至图4并结合上面的描述能够理解该图形卡的具体结构和运行方式。
[0052]核心板502是可更换的。通过将核心板接口槽和基板接口标准化，可以实现不同的基板501和核心板502的组合方式。下面示出可实现单个的十层板(包括四层2oz厚的铜箔)的图形卡的功能的基板和核心板的几种不同的组合方案。根据本发明的一个实施例，核心板PCB板是六层板，其面积为95X 118mm。基板PCB板可以是六层板或四层板。根据核心板所需的电源大小，四层板可以只包括1z厚的铜箔或包括两层2oz厚的铜箔。另外，如果基板上设置有基板接口，则基板PCB板的面积为111 X 267mm，否则其面积为111 X 230mm。因此，基板和核心板至少有六种组合方案。
[0053]表1示出了不同配置的多层PCB板的成本。
[0054]表1.不同配置的多层PCB板的成本
【权利要求】
1.一种用于图形卡的基板，包括:基板PCB板以及位于所述基板PCB板上的核心板接口槽、电源模块和图形输出接口 ；其中 所述核心板接口槽用于容纳和电连接可更换的核心板； 所述电源模块用于经由所述核心板接口槽为所述核心板供电； 所述图形输出接口用于输出经由所述核心板接口槽从所述核心板接收的用于显示的图形数据。
2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述基板进一步包括用于连接其他基板的基板接口。
3.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述基板PCB板是多层板，包括至少一个信号层和至少一个电源层。
4.根据权利要求3所述的基板，其特征在于，所述多层板是四层板，包括:两个电源层和两个信号层，所述两个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层和第四层，所述两个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层和第三层。
5.根据权利要求3所述的基板，其特征在于，所述多层板是六层板，包括:两个电源层和四个信号层，所述两个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层和第五层，所述四个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层、第三层、第四层和第六层。
6.根据权利要求3所述的基板，其特征在于，所述多层板是六层板，包括:四个电源层和两个信号层，所述四个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层、第三层、第四层和第五层，所述两个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层和第六层。
7.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述基板进一步包括PCIE接口，所述PCIE接口位于所述基板PCB板上并用于接收待经由所述核心板接口槽传输到所述核心板的数据信号和控制信号。
8.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述基板进一步包括电源接口，所述电源接口位于所述基板PCB板上，其连接所述电源模块并用于连接外部电源。
9.根据权利要求1所述的基板，其特征在于，所述电源模块包括图形处理单元电源模块和存储器电源模块，所述图形处理单元电源模块用于经由所述核心板接口槽为所述核心板的图形处理单元供电，所述存储器电源模块用于经由所述核心板接口槽为所述核心板的存储器供电。
10.一种用于图形卡的核心板，包括核心板PCB板以及位于所述核心板PCB板上的基板接口和图形处理模块，所述核心板用于容纳到基板的核心板接口槽中并经由所述基板接口与所述基板电连接；其中，所述图形处理模块用于经由所述基板接口接收来自所述基板的电源信号并输出用于显示的图形数据。
11.根据权利要求10所述的核心板，其特征在于，所述核心板PCB板是六层板，包括:四个信号层和两个电源层，所述四个信号层分别位于所述核心板PCB板的第二层、第三层、第四层和第五层，所述两个电源层是两个接地层，所述两个接地层分别位于所述核心板PCB板的第一层和第六层。
12.—种图形卡,包括基板和核心板,其中 所述基板包括基板PCB板以及位于所述基板PCB板上的核心板接口槽、电源模块和图形输出接口；所述核心板包括核心板PCB板以及位于所述核心板PCB板上的基板接口和图形处理模块，所述核心板容纳到所述基板的所述核心板接口槽中并经由所述基板接口与所述基板电连接； 所述图形处理模块经由所述基板接口接收来自所述电源模块的电源信号并输出用于显示的图形数据； 所述图形输出接口用于输出从所述核心板接收的用于显示的图形数据。
13.根据权利要求12所述的图形卡，其特征在于，所述基板进一步包括用于连接其他基板的基板接口。
14.根据权利要求12所述的图形卡，其特征在于，所述核心板PCB板是六层板，包括:四个信号层和两个电源层，所述四个信号层分别位于所述核心板PCB板的第二层、第三层、第四层和第五层，所述两个电源层是两个接地层，所述两个接地层分别位于所述核心板PCB板的第一层和第六层。
15.根据权利要求12所述的图形卡，其特征在于，所述基板PCB板是四层板，包括:两个电源层和两个信号层，所述两个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层和第四层，所述两个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层和第三层。
16.根据权利要求12所述的图形卡，其特征在于，所述基板PCB板是六层板，包括:两个电源层和四个信号层，所述两个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层和第五层，所述四个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层、第三层、第四层和第六层。
17.根据权利要求12所述的图形卡，其特征在于，所述基板PCB板是六层板，包括:四个电源层和两个信号层，所述四个电源层分别位于所述基板PCB板的第二层、第三层、第四层和第五层，所述两个信号层分别位于所述基板PCB板的第一层和第六层。
18.根据权利要求12所述的图形卡，其特征在于，所述基板进一步包括PCIE接口，所述PCIE接口位于所述基板PCB板上并用于接收待经由所述核心板接口槽传输到所述核心板的数据信号和控制信号。
19.根据权利要求12所述的图形卡，其特征在于，所述基板进一步包括电源接口，所述电源接口位于所述基板PCB板上，其连接所述电源模块并用于连接外部电源。
20.根据权利要求12所述的图形卡，其特征在于，所述电源模块包括图形处理单元电源模块和存储器电源模块，所述图形处理模块包括图形处理单元和存储器，所述图形处理单元电源模块经由所述核心板接口槽为所述图形处理单元供电，所述存储器电源模块经由所述核心板接口槽为所述存储器供电。
【文档编号】G06F1/16GK103809671SQ201210448878
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2012年11月9日
【发明者】伍曦 申请人:辉达公司