그래픽카드 pcb(인쇄회로기판) 구조 및 기능(GPU,fet,코일,콘덴서)

PCB(printed circuit unit의 약자,인쇄회로기판)는 전자부품을 연결하고 전기신호를 전달하는 역할

컴퓨터,세탁기,냉장고,TV,스마트폰 등 모든 전자제품에는 이 PCB가 들어 있습니다

 

 

구형그래픽카드 이지만 pcb의 간단한 구조를 이해 하는데는 도움이 될 것 같아 참고용으로 올립니다.

 

리페어(repair)라고 메인보드나 그래픽카드의 고장 원인이 되는 부속품을 찾아서 납땜을 하여 불량난 부분을 제거(디솔더링)하고 인두기와 납을 이용하여 정상부품을 납땜(솔더링)하여 수리하는것을 말하는데 전문적인 수리분야라고 생각하시면 됩니다.

 

고가의 산업용 보드나 고성능 그래픽카드 등을 수리하기도 하지만 전문기술과 고가의 수리 장비, 숙련된 납땜기술 등을 갖추어야 해서 리페어 전문점은 많지가 않습니다.

 

일반적으로 사용하는 사무용 및 게임용pc의 메인보드는 납땜을 통하여 수리(리페어)하는 비용이 메인보드를 교체하는 비용보다 많이 나올수 있어서 대부분 호환되는 제품으로 교체를 하게 됩니다.

 

그래도 고장난 부분을 이해하면 수리하는데 많은 도움이 될수 있기에 유투브나 인터넷을 통해서 주워들은 부분들을 요약해보면 간단하게 원리를 알수가 있습니다.

 

그래픽카드는 메인보드의 슬롯에 장착을 하며 메인보드에 전원이 들어오게 되면 12v의 직류전원이 슬롯에 연결하는 부분(금색띠 부분, finger printer라고도 함)을 통해서 그래픽카드로 들어온다고 합니다.

 

파워서플라이 전원을 별도로 연결해야 하는 그래픽카드는 우측상단의 황색네모 부분의 6핀이나, 8핀(6+2핀) 등을 통해서도 12v의 직류 전원이 들어오게 됩니다.

 

이 12v의 전원이 최종 들어가는 부분은 GPU(graphic process unit,사진의 핑크색 사각형)와 GPU 주변의 그래픽 메모리(여기에서는 검정사각형 3개가 보입니다.)가 됩니다.

 

그런데 실제 12v가 필요한게 아니라 이걸 다운시켜서 GPU에는 보통 1볼트에서 1.5볼트 사이의 직류전원(DC)이 GPU주변에 있는 그래픽메모리에도 대략 1v ~ 1.5v 사이의 전원이 들어가야 되는데 그걸 변환해주는 부품(모스펫,코일,콘덴서)을 네모박스로 표시해둔 것입니다.

 

소자(素子)란? 전자회로의 구성요소가 되는 낱낱의 부품이나 장치로 저항(R),인덕터(코일,L),캐패시터(C),트랜지스터(Q) 등을 일컫는다.

 

1.모스펫(레귤레이터,MOSFET, FET[field effect transistor의 약자])은 위 그림에서 노란색 사각형 부분인데 약자에서 보는 것처럼 끝에 트랜지스터로 끝나는 종류로 보면 될 것 같습니다.

 

FET의 특징중 하나는 전압조작이 가능한 것인데 인터넷에서는 이걸 수도꼭지에 비유를 해서 전압을 높이거나 감소시키는 기능을 하는 소자라고 합니다.

 

여기에서는 12볼트로 온 것을 낮추어야 하니 전압을 줄이는 기능이 되겠습니다.

 

 

2.코일(인덕터라고도 함,그림에서 LR22, 파란색 사각형 부분)의 역할은 전류의 변화를 안정시키는 기능으로 노이즈를 제거하여 안정적인 직류전원을 만들어준다고 합니다.

 

 

구리선이 감겨있는 것도 있고, 검정색 사각모양(보통 초크코일이라고 부름) 형태도 있습니다.

 

3.캐퍼시터(capacitor,콘덴서,원통형으로 생긴것으로 사진에서는 붉은색 사각형 부분)는 모양도 다양한데 전압을 항상 일정하게 보관하고 있는 물탱크로 생각하시면 됩니다.

 

4.그림에는 표시하지 않았는데 PWM(pulse width modulation)이란 소자가 있습니다. 그래픽카드에서 PWM 소자는 주파수를 이용하여 모스펫을 제어하는 소자라고 합니다.

 

FET가 수도꼭지의 역할이라고 했으니 PWM은 이 수도꼭지를 제어하는 가능을 한다고 생각하시면 됩니다.

 

이 PWM(pulse width modulation)소자는 메인보드에서도 있으며 비슷한 기능을 하는 것 같습니다.

 

이제 종합해보면 12v의 직류전압(슬롯의 전원 또는 그래픽카드 상단의 보조전원을 통해 입력전압이 들어옴)->모스펫을 거쳐서 전압의 양을 줄이고(모스펫의 제어는 PWM이 함)->코일을 거쳐서 전압의 노이즈를 제거하고->콘덴서에 일정한 전압을 보관->GPU나 그래픽메모리에 1v~1.5v 사이의 안정적인 전압을 공급하는 원리입니다.

 

GPU주변에 있는 그래픽 메모리에도 이런 방식으로 안정적인 직류전압이 공급된다고 이해하시면 됩니다.

 

이렇게 그래픽카드 사양에 보면 메모리 6기가 라고 적혀 있습니다.

 

저사양 같은 경우는 1기가 이하, 1기가,2기가,4기가,6기가,8기가 등의 메모리가 장착되있으며, 고사양의 게임일수록 이런 4기가 이상의 그래픽 메모리가 필요한 경우도 있습니다.

 

그래픽카드는 GPU사양에 못지않게 그래픽 메모리도 높을수록 고사양의 그래픽카드가 되겠습니다.

 

참고로 그래픽카드를 PC의 메인보드와 비교해보면 CPU->GPU, 메인보드의 메모리->그래픽카드의 비디오메모리  이렇게 각각 대응된다고 간단히 생각해 볼수 있습니다.

 

 

참고링크)리페어 수리전문 사이트/유투브

 

1.ITsystem

https://blog.naver.com/tyghvm100

https://www.youtube.com/@ITsystem

 

2.우리동네도라이바TV

https://blog.naver.com/alone2002

https://www.youtube.com/@TV-sq4sh

 

3.피엘테크

https://www.youtube.com/@pltechkorea

 

4.황코TV

https://www.youtube.com/@hwangcom4