买料还是买质量?主板技术趋势大剖析
看技术?
在某些产品高喊着“xx相”供电杀进电子市场的情况下,会对一般用户造成一种“供电相数越多,给CPU提供的电流越大,所以供电相数越多越好”的错觉,其实事实上并不是这样。下面我们从技术的角度来为大家解释一下这个问题。
供电相数之争
1、供电相数与采用的供电元件相关
处理器厂商厂商在设计处理器时要设计它的功耗,而且要制定一系列的规则标准。比如Intel LGA775的处理器,以前有4种版本,分别是04A版需要78A电流,04B版119A电流,05A版100A电流,05B版125A电流。由于目前节能减排成为环保的首要目标,Intel在酷睿2时代增加了06版供电标准,供电所需电流降低到了75A,目前45纳米的CPU基本上都是06版供电标准的。主板厂商设计主板的处理器供电电路时要依据处理器的供电标准,如果主板要支持到05B版的CPU,供电电路必须提供大于125A的电流,同时如果考虑到超频,也可以提高到150A的电流。150A的供电电流,可以用4相,也可以用5相、6相,前提是只要能安全提供150A的电流就可以。
多相式供电的原理是各相供电电路按一定的时序轮流工作的,假设我们现在使用四相供电,在整个供电电路工作的一秒钟内,每一相是轮流工作1/4秒,休息3/4秒。而供电相数的多少就像800米赛跑,可以一个人跑完全程,也可以2个人、4个人、8个人接力跑完全程。对于运动员来说接力的人多,每个人跑的距离短,越节省体力。供电相数多少与接力跑相似,供电相数相对较多的情况下,场效应管(Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,以下简称MOSFET)工作时间越短,负荷越轻,发热量就越少。主板厂商在设计处理器供电的时候如果需要相数较多,可以采用开关频率低和输出功率低的MOSFET,并配合电感量较大的电感。供电相数相对少的,就要采用开关频率高和输出功率大的MOSFET,并配合电感量较小的电感。
所以在提供相同的额定电流要求下,供电相数多少往往与设计时选用的PWM芯片、MOSFET、电感等元件有关。
2、下端MOSFET采用2管并联提高1相的供电能力
一般情况下,一组MOSFET分上下两端,上端MOSEFT是导通12V给电感存储磁能的,导通时间较短,负荷较小,一般采用1颗;而下端MOSEFT是导通电感释放电能的,导通时间较长,负荷较大,1颗MOSFET难以胜任,多采用2颗并联,提高输出电流。比如导通电流50A的,双MOSFET就可以提供100A的电流。所以可通过提高1相供电能力来减少供电相数。
3、供电电路在功率满足的情况下更求稳定
供电电路的实际设计还要考虑更多的因素,如元件的电能转换效率、系统的热稳定性等等。相数、元件较多的供电电路并不一定比设计简洁出色的供电电路更稳定。
①.在当前提倡节能减排的时代,供电电路的转换效率尤为突出,如果转换效率不是很高,那么相数较多的设计其实际供电能力未必会好过相数较少转换效率高的设计,还会浪费电能;
②.供电元件如果太多,例如在CPU附近的周围有一大堆电感,会阻碍空气流通,影响MOSEFT散热,导致MOSEFT效率下降;
③.相数太多的设计使布线复杂化,越复杂越容易出毛病,如果解决不好会带来串扰效应(Cross talk),影响主板在极端情况下的稳定性;
④.供电元件都有一个可靠性,系统总体可靠性则是所有元件可靠性的乘积,元件越多则可靠性越低。
以上3条说明,并不是相数越多好,相数太多、元件太多可能会带来其他问题。至少会白白浪费其供电能力,增加成本,增加用户负担。
正应了那句老话——羊毛出在羊身上,无论是夸张的堆料还是过分的强调技术,到最后买单的还是作为最终受众的用户。所以从实用角度来考虑的话,我们的口号是——宁省一分钱,不买半年闲!