买料还是买质量？主板技术趋势大剖析

    泡泡网主板频道11月5日 自从DIY这个词发明以来，主板这个作为电脑中完全不可替代的部分，已经成为了所有电脑配件当中集合技术含量最高、最多的产品，同时也是决定了您的电脑能否稳定工作的局定性因素。

Intel的第一款微处理器已经38岁了，这意味着主板这个概念也已经诞生了38年

    从1971年Intel发布的第一颗可编程微处理器“4004”到现在最新的Core i7处理器已经度过了38年头了，不论您选择怎样的处理器或是显卡，都需要有一块好的主板来配合它们稳定的工作。而目前市场上充斥着高、中、低档各式各样种类繁多的主板产品，我们如何来选购？本文将从实用和技术的角度来为大家分析上述这些问题。

    现在买主板应看重什么地方？

    由于各种铺天盖地的广告和炒作等多方面因素，让大多数用户在这几年对于选购主板的标准产生了误区和偏差。有的厂商炒作自己的用料又多又好，有的厂商宣传自己技术高、功能多，这样的宣传多少都会干扰用户在选购上的思路。

  

  

设计优秀、技术精良的主板产品

    优质的用料和好的技术的确会给用户在使用过程中带来好处，但夸张的堆料和过分强调技术的重要性又会模糊了产品本身的定位和价格。用料第一？技术认可度高？买主板到底应该看重什么地方？

    看用料？

    大数量级供电模块，多如牛毛的电容颗粒，这些就是我们买主板的必须要看的条件么？其实不然，在能够满足稳定运行的前提下，用料的多寡只应该是充分条件，而非必要条件。

    如何看待堆料

    首先我们不否定主板用好料的好处，也就是用好料会增加主板的稳定性，提高整机的稳定程度，提高超频的成功几率等等。但是不是用得越多越高级就代表主板越好呢？并不是这样的吧？

固态电容几乎成为了现在选购主板的“必要”条件

    刚才我们说了，用好料的确对主板的稳定性会有帮助，但在达到了以稳定性为前提的“上限”之后，继续堆料还有意义么？

    举个例子来说：有两块主板，一块是我们刚才所说的“堆料”板，另一块也是用好料，但这块主板是以完全满足稳定使用而选取的用料，并不过多的堆料。现在这两块主板都通过了以稳定为前提的残酷测试考验，在不考虑价格的情况下我相信更多的人会选择“堆料”的那一块主板，而当加入了价格因素作为考量以后，不堆料的那块产品的优点也就显现出来了。

    简而言之，就是在满足了稳定性“上限”——就是理论上100%稳定的前提下，堆料和不堆料是没有区别的。堆料的代价即是整板成本的提高，当堆料的产品和不堆料的产品的价差只有50元的时候，用户可能不会觉得有什么区别，当差价扩大到100元以上呢？200元呢？500元呢？您还可以无视这个价差么？我们并不是说这些料无用，但是，看着您花大价钱买到手的主板只是比其他也可以稳定运行的主板多一些“没有那么有用”的料的时候，您不觉得亏得慌么？所以在如何看待堆料这个问题上，我们觉得主板用料“少了”不行，“多了”也不好。

    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！

    微星独特技术之DrMOS

    微星科技近几年在主板的研发方面推出了多项独特的技术及设计，之前我们的介绍也只局限于宣传资料上的文字，而今天我们将比较详细的向大家介绍一下目前微星科技在主板的设计及用料方面有哪些独特之处。

    首先就是微星目前的当家技术——DrMOS。

    在讨论DrMOS之前，我们先要简单介绍一下刚才讨论过的一个名词——场效应管。场效应管MOSFET就是起到“开关”的作用。它可不是一般的开关，一秒钟开关频率要高达一万次！所以我们要看看MOSFET是如何进行开关的。

MOSFET——场效应管

    MOSFET的全称是：金属氧化物半导体场效应晶体管，英文全称是：Metallic Oxide Semiconductor Field Effect Transistor。MOSFET具有开关速度极快、内阻小、输入阻抗高、驱动电流小（0.1μA左右）、热稳定性好、工作电流大、能够进行简单并联等特点，非常适合作为开关管使用。

    主板经常采用的MOSEFT基本上有二大类：分立MOSEFT和整合MOSEFT。分立MOSEFT有二种封装：D型封装的，POWER型封装的。整合MOSEFT的代表则是DrMOS。

    分立式MOSFET：

分立式MOSFET的两种封装形式、实物以及结构图

    MOSFET管有三个电极，分别为源极（S）和栅极（G）；中间的为漏极（D），栅极是控制极，给栅极（G）高电位，MOSFET导通（开），低电位关闭（关）。

    MOSEFT的主要参数有三个：漏极（D）和源极（S）的最大电压，漏极（D）和源极（S）的最大导通电阻，漏极可通过的最大电流。这三个参数都是在最大电压下的最大值，当电压降低，以及温度偏高时，导通电流会减小。

    单MOSEFT一般采用一进二出结构，还要配驱动芯片，组成的供电电路称之为分立式电路，优点是成本相对偏低，缺点是电能转换效率低，费电。

    整合式DrMOS：

    Intel与2004年发布PC平台的DrMOS规范，2005年DrMOS问世，目前已经有十几家Power芯片厂商研发生产。

Intel DrMOS规范规定的DrMOS信号和芯片引脚

瑞萨科技研发的第二代DrMOS芯片R2J20602原理图

RJ20602的外形图

    DrMOS除了体积小安装小（分离式MOSFET的四分之一）以外，在转换效率、热功耗、工作频率以及寄生电感等方面都优于分立式供电设计。

    首先DrMOS由于把驱动IC和MOSEFT集成在一个芯片内，一体化设计，使驱动IC和MOSEFT更协调，经过设计优化，DrMOS可以工作在更高的频率。电流转换效率有很大提高。第2代DrMOS是目前市场上转换效率最高的MOSEFT。

    其次，DrMOS的热功耗很小，发热量很低。在同等条件下，温度要比分立式低40多度。

左图为分立式MOSFET工作温度，右图为DrMOS工作温度，两者相差近40摄氏度。

    接着，DrMOS比普通MOSFET的尖峰噪声低，输出电压更稳定。

左图为分立式MOSFET的尖峰电压，右图为DrMOS的尖峰电压，两者相差接近8V

    最后，DrMOS比普通MOSFET的瞬态响应时间短，响应CPU动态负载快，电流变化速度快。

DrMOS的瞬态响应时间要远小于分立式MOSFET

    其实DrMOS的好处也不是一句话两句话几张图能够让大家明白的，具体还是要在日常的使用过程中体现。接下来我们来看看微星主板目前所采用的另一项顶尖技术——Hi-C电容。

    Hi-C电容——高导电聚合物电容

    Hi-C电容的英文全称是Highly-conductive polymerized Capacitor，中文叫做高导电聚合物电容。从上图看到是塑封帖片式的，看上去有点像钽电解电容，但实际并不相同。这种电容的阳极是烧结钽（或铝箔），阳极介质是氧化钽（或氧化铝），而阴极（电解质）是固态的、高导电聚合物。正由于电解质是高导电聚合物，使得它尺寸小而电容量大、ESR极低的特点。

    从上面的ESR值列表可以看出现在用于CPU供电电路最好的电容是Hi-C电容。普通液态电解电容的ESR在20毫欧以上，固态电容的ESR是5毫欧。Hi-C电容的ESR小于5毫欧。所以Hi-C电容优于固态电容。

    Hi-C电容的第二个优点是在有浪涌电流通过时，具有自恢复的功能，因此功率损耗非常低。

    同样的，在讨论Hi-C电容之前，我们先来简述一下供电电路中电容的主要作用以及ESR——等效串联电阻的概念。

    供电电路中电容的主要作用

    CPU供电电路的电容除了滤波作用外，更重要的是满足CPU对瞬态电流变化的需求。CPU工作是动态变化的，空闲时处于低功耗状态，需要的电流在5A左右，负荷增大时，可能需要60-150A（视CPU的型号而不同）。这时CPU要求供电电路在几微秒内就要提供大电流。PWM供电模式达不到这个响应速度，电容可以达到。所以，CPU供电电路需要大容量的电容。一般都要数千微法的电容，而且是若干个电容并联。

目前被广泛使用的固态电容产品

固态电容内部示意图

    目前主板采用的电容基本都是固态电容，有些主板由于市场定位的原因至少CPU供电部分会采用固态电容。

    ESR——等效串联电阻

    等效串联电阻的英文全称是Equivalent Series Resistance，缩写为ESR。理想的电容自身不会有电阻，但实际上制造电容的材料有电阻。从外部看，这个电阻跟电容串联在一起，所以就称为“等效串联电阻”。

    ESR的损耗与通过的电流成正比，电流越大，损耗就越大。比如两颗功率都是70W的CPU，前者电压是3.3V，后者电压是1.8V。那么前者的电流是I=P/U=70W/3.3V=21.2A，后者的电流是I=P/U=70W/1.8V=38.9A。后者将近是前者的两倍。在ESR相同的情况下，后者的损耗就是前者的两倍。所以降低损耗就必须用ESR更低的电容。

    ESR的危害不仅仅是损耗，更重要的是“纹波电压”。没有任何波动的直流电压应该是一条水平直线，当有电压波动时，电压就变成波浪形，电压水平线上的波峰和波谷就是波纹电压。ESR值与纹波电压的关系可以用公式V=R（ESR）×I表示。公式中的V是纹波电压，R是电容的ESR，I是电流。从公式可以看到，当电流增大的时候，即使在ESR保持不变的情况下，纹波电压也会成倍提高，因此降低波纹电压就必须采用ESR值更低的电容。

    纹波电压的危害是导致CPU工作不稳定，容易出现判断“0”和“1”失误而死机。波纹电压对CPU的影响与CPU的工作电压相关。比如0.2V的纹波电压对于3.3V的CPU而言，0.2V纹波电压所占比例较小，不足以形成很大的影响，但是对于1.8V的CPU来说，所占的比例就足以造成CPU运算失误。所以，现在的CPU供电电路都采用低ESR的电容。

    接下来就是微星目前在其P55系列主板产品上广泛应用的散热技术——SuperPipe超级热管。

    SuperPipe——超级热管

    超级热管是一种更为合理与为优秀的热管散热理念，这种理念秉持着更好的散热材料，更好的散热设计，更好的周边配合才能带来更好的散热效果。

    

   

在微星P55-GD80以及P55-GD65主板上都可以看到这种散热设计

    超级热管会针对不同产品的需要以不同的形势出现，以微星P55-GD80为例，这款产品上的超级热管采用了采用了8mm直径的全铜散热导管，与市面上大部分的产品只有6mm的规格相较而言，8mm设计优势自然不言而喻。与传统的热导管相比微星的超热导在直径上要大出6mm产品60%,散热效果也要高出90%。

    蓝光音效与Power eSATA

    说到独特技术也就不得不提一下目前在其他主板上还比较少见的蓝光音效技术和Power eSATA技术。

    蓝光音效——源于瑞昱科技的ALC889音效芯片

    目前微星在其市场上的主流产品均采用载ALC 889优异音频芯片，这是目前Realtek所出品的最优异的板载音频芯片，也是市场上仅有的可以通过内容保护技术来支持蓝光高清机全速率播放的音频编码解码芯片之一。它提供了高音质的音效(DAC 108dB SNR, ADC 104dB SNR)，其数字模拟转换具有卓越的多声道能力，提供支持多组音效输出，能够在欣赏电影、线上游戏背景音效的同时享受7.1环场声道以及两声道的网络电话，为家庭娱乐的个人电脑提供了一个理想的选择。

    Power eSATA接口——持续供电不间断

    在存储接口中，eSATA虽然使用方便、速度飞快，但需要辅助供电是其致命伤，这也直接造成eSATA远没有USB 2.0、IEEE 1394那样普及。

    Power eSATA功能则是针对eSATA规范原本缺乏供电能力的缺点改良而来，只要耗电量不大的eSATA装置，都不必连接额外电源线即可使用，保留原本eSATA之高传输性能的同时，便利性亦大为增加。

    其实早在2008年初，SATA-IO组织就着手开始制定新的“Power over eSATA”规范，即使用同一条线缆传输数据和供电。简单地说，Power eSATA相当于eSATA与USB 2.0的综合体，集前者3Gbps的传输速度与后者的可直接供电特性于一身。

   

  

    微星早在之前AMD平台的旗舰产品——790FX-GD70上就是用了这种新一代接口，同时也在后期的P55系列产品上延续采用了这种接口。

    以实用为主要目的 带给用户最实惠的产品

    在业内盛行“堆料”的大潮下，作为最终受众的用户应该抱着理性消费的观念来选购产品，我想相比买到手里的“无用价值”，更多的人还是会选择更实在的技术和更朴实的用料，毕竟这些是与我们的荷包息息相关的。

    其实微星这种不再跟风堆料而是改变方向朝着用户的最终使用感受努力的方向是值得很多主板厂商学习的。盲目的技术攀比和口水仗并不会给用户带来什么实质性的好处，脱离了用户的技术对于用户来讲又有什么意义呢？扎实的站稳脚跟，以坚实的步伐一步一步的朝前迈进，这才是一种务实的态度。同时以强大的技术实力带给用户实惠的产品和实用的技术，这才是用户需要的。

    展望未来，32nm处理器、Intel H55/H57、AMD RD890+SB800、SATA 6Gbps、USB 3.0这些在短期之内都会出现，目前虽然有一些技术已经出现了试用型产品，但由于各种条件的限制，并不能带给我们最好的性能和使用感受。面对这种情况，我们要做的就是等待，等待产品趋于成熟的时刻来临。请各位读者放心，这个时间即便是用即将被改写的摩尔定律来计算，也用不了多久。■<