智取i3! H55板N+1+1多相独立供电解析

    泡泡网主板频道3月6日 2010年1月7日，Intel正式发布了Clarkdale核心处理器——酷睿i3/i5，这也成为了DIY行业进入虎年后的首个重磅炸弹，集成显示核心的酷睿系列，采用32nm制造工艺，集成的显示核心必须与H55/H57主板搭配，从而实现输出功能。

    Intel全新的双核涵盖Core i5、Core i3、Pentium三大系列，并内置45nm全新GPU核心，主打中高端双核市场。其中酷睿i3 530与奔腾G6950价格定位千元以下，用户喜欢新工艺是毋庸置疑的，因此新产品不乏追捧者。而目前正式发布的产品中，酷睿i3 530目前860元的价格已经成为一款高性价比产品，因此受到众多消费者的追逐。

    酷睿i3最大的优势就在于采用了32nm的制造工艺，支持超线程技术，并在CPU内包含了GPU。在将GPU整合到CPU内部后，对于酷睿i3的御用主板H55而言，其设计理念也发生了翻天覆地的变化，由于要搭配整合GPU的处理器，主板的设计需要发生哪些变化？市场上的H55主板是否已经为酷睿i3做好准备？

    CPU供电，可以说是主板设计中最重要的部分，在面对酷睿i3的全新架构也将发生巨大的变化，这并非每一个H55产品上都已经满足，接下来我们将一步步来解析，什么样的供电系统才是酷睿i3最精准的供电设计。

　　酷睿i3与以前的CPU有很大区别，酷睿i3不再是由一个CPU核心封装而成，它将一个CPU与一个GPU封装在一起。CPU部分是一款双核CPU，采用32nm制作工艺，基于最新的Westmere架构，而GPU部分则是采用45nm制作工艺，酷睿i3将支持显示切换功能，能在内置GPU核心及独立显卡之间作出实时切换，达至节能省电效果。

● 酷睿i3采用了32nm制造工艺

　　32nm的制造工艺，在相同的单位面积下可以容纳下更多的晶体管，而晶体管数量的增多直接体现在了性能的提升方面，同时32nm工艺所需的单位体积也更加减小。更重要的是，32nm的先进的工艺制程下，芯片产品耗电量以及发电量也会得到更好的控制。

● 酷睿i3双核四线程媲美四核

　　酷睿i3采用双核设计，但支持Intel的超线程技术，双核中的每个核心，都可以变成2个线程，也就是说让一颗核心同时可以运行两个任务。这也是为什么明明是双核/四核处理器，我们却能够在Windows的任务管理器中看到4个或者8个核心在进行计算任务。酷睿i3处理器作为一款双核产品，却拥有了四条线程，性能也能挑战一般四核处理器。

● 酷睿i3内整合了GPU

    酷睿i3最大的特点就是内置了GPU（显示核心），GPU采用45nm制作工艺，基于改进自Intel整合显示核心的GMA架构，支持DX10特效。其搭配的H55/H57主板则提供了Intel Flexible Display Interface（简称FDI）进行输出GPU的信号输出。因此要采用酷睿i3的GPU功能，必须搭配H55/H57主板，在接驳独立显卡后，处理器还会自动屏蔽掉GPU以节能。而如果用在P55主板上，Core i3 530虽然只能使用CPU功能，但毫无疑问，超频性能将会得到彻底释放。

    从示意图上我们能清楚看到，酷睿i3的核心包括了两个部分，即：45nm的GPU核心以及32nm的CPU核心。

　　除了内置GPU外，CPU核心内建内存控制器及PCI-E控制器，其实说穿了，就是i3处理器把北桥芯片直接封装在处理器内。此外酷睿i3处理器依旧是沿用IMC技术（整合内存控制器技术）而放弃了传统的FSB概念，取而代之的是QPI与DMI总线。这样的好处是充分提高了内存带宽，进一步提高了CPU对内存的控制能力，同时提高了处理器性能。

    也就是说，整个酷睿i3实际上已经把过去主板实现的功能全部包含到CPU中，这其中除了大家都知道的GPU外，实际上北桥（NorthBridge）提供的功能如内存控制器、PCI-E总线等都在CPU模块中得以实现，由此，我们可以说酷睿i3实际是一个芯片群组。

    作为计算机各硬件子系统的工作平台，主板承载着电流和数据流两大流量。尤其是CPU供电部分，主板的供电部分设计好坏，关系到主板工作的稳定性和安全性，历来是广大玩家评价一块主板优劣的重要依据之一，毕竟供电部分的电路设计制造要求通常都比较高。而说到供电，其中最为重要的当属主板的供电相数，主板的供电部分设计好坏，直接关系到主板工作的稳定性和安全性，多相供电是保证处理器运行稳定的基础，那对于i3而言，其御用主板H55怎样的供电设计才是真正符合i3需要的呢？

    目前的CPU制程越来越先进，酷睿i3已经采用了最新的32nm技术，带来的是功耗更低了，电压也更低了，不过也让CPU工作于大电流、低电压状态，所以对于H55而言，一个开关电路是无法很可靠地给它供电，为了降低开关电源的工作温度，最简单的方法就是把通过每个元器件的电流量降低，把电流尽可能的平均分流到每一相供电回路上，必须采用多个开关电路并连工作的方式才行，因此主板会有多相供电的电路设计。

Intel主板一直沿用的传统的供电系统，图为4相供电设计

AMD平台早已采用的N+1相供电系统，图为4+1相供电设计

    另外，过去Intel主板的供电设计方式，是采用整合的相数，如传统的4相供电、5相供电等，而仅仅满足的是CPU部分的运行功能。之前也提到酷睿i3实际上是一个芯片群组，是CPU+GPU+北桥（NorthBridge）的组合，那要满足酷睿i3的供电，HD55的供电设计要求则提高了一个台阶，主板供电要保证的不再仅仅是单纯的CPU，而是整个CPU芯片群组，要让CPU芯片、GPU芯片和北桥芯片运行均稳定运行，这就需要三部分独立供电，随即产生的是N+1+1相供电设计的诞生。

    什么是N+1+1多相独立供电？目前AMD的主板大多采用分离式多相供电，即所谓的“N+1”相供电设计，是其中“1”组供电专供北桥芯片，让三级缓存、HT总线和内存控制器与核心使用不同的电压，另外的“N”组供电则为处理器服务，主板不同的供电设计决定了产品对处理器支持的表现。而“N+1+1多相独立供电”就是在此基础上，再提供一相供电给GPU使用，因此才出现了N+1+1多相独立供电。

    说了这么多N+1+1多相独立供电，可能会有网友认为，只要是H55就会是N+1+1相供电，看上去是N相，那一定是（N-2）+1+1相，这就大错特错了，有一些H55主板可能有考虑到设计1相供电给GPU，但并非有专门设计1相供电给北桥，此时CPU和北桥公用N相供电使用。因此我们来看看目前市场售H55主板的供电系统，其中以几款作为代表参考。

    首先第一个看下华硕的H55，华硕P7H55-M Pro采用的是6相供电，但却是5+1相设计，其中1相推断应该是提供GPU供电使用；

    再来看看微星的H55，H55M-E33的供电系统采用的是5相供电，并采用4+1相设计，其中也是单独1相供电针对GPU。

    最后，我们看到，双敏UH55GT主板就是采用了典型的N+1+1多相独立供电设计，在CPU处采用了4+1+1多相独立供电，其中4相是为CPU处理器设计，一个“1”是为了给处理器集成的PCI-E总线、内存控制器等北桥工作供电，而另一个“1”是为了给独立的GPU核心供电。

    因此，可以看到，目前市场上H55产品虽多，并非全部都采用N+1+1多相独立供电设计，只有类似双敏UH55GT这种才是真正的N+1+1多相独立供电设计，更多的厂家在设计时仅对GPU进行独立供电考虑，而忽略了酷睿i3中所包含的北桥芯片，整个电路的关键就在于有无独立的1相是专门供给北桥芯片供电的。文章介绍了这么多关于多相供电，那究竟什么样的供电最合适呢？

    谈到供电的相数，很多人会提出“相数越多的主板提供的电流就越大，主板也就越好”的观点。这种观点毫无疑问是不完全正确的，目前很多产品都已经出现了性能过剩、功能过剩等问题，越多供电虽然越好，但更多的供电设计并非凭空而来，其也是厂家的成本累积，结果终端售价当然会提高，最终落到的还是终端消费者身上。

    另外，虽然供电电路的每一相，由于设计、料件和布线的不同，导致一相能提供的电流大小就会有所差异。不过随着主板行业发展这么多年，主板的供电部分用料设计相差不大，所以说12相和6相供电，最终实现的效果相差已经不大，因此供电相数要根据实际情况分析决定。

    具体需要几相，这就得看酷睿i3处理器的TDP，酷睿i3采用32nm工艺制造，因此在功耗上相对较低，以酷睿i3 530处理器为例，在不使用整合显卡时，酷睿i3 530处理器的TDP为73W，其默认电压为1.2V，那么供电电流大致为60A左右，根据相数就能计算出每相供电的理论电流。

    采用4+1+1多相独立供电设计，也就是说4相供电每相通过的电流约15A，而由标准的供电元件设计来看，每相供电电路经过的电流在20A以下就是非常优秀的设计了。

    采用3+1+1相的双敏UH55MT也足够满足酷睿i3的使用需要了，也更适合价格更低、功率更低的奔腾G6950使用。

    相对的，如果是“3+1+1多相供电设计”的话，使用酷睿i3 530处理器时，每相供电电路经过的电流正好为20A，那正好符合优秀设计的标准，也足够使用了，但不排除有用户要进行超频，那功耗将有一定提升的同时，电流也相对增加。

    而如果使用“5+1+1相供电设计”，我们看到，其每相供电通过的电流理论上为12A，而“6+1+1相供电设计”理论上每相则是10A，都非常低，但此仅仅停留在理论上，如何按照实际运行来看，供电电路通过的电流并非全部相同，有参差不齐，由此可能有部分供电电路运行在20A，有部分只有10A，甚至电路过多时，有几相基本上处于空置状态，即根本没使用上，这就是典型的性能浪费了。

    从双敏UH55GT给出的4+1+1多相独立供电设计看，其中1相单独为GPU供电设计，1相单独为北桥芯片供电设计，那剩余的4相供电是单独为CPU核心进行供电设计的，因此分析一下CPU的功耗和供电设计，就能清楚知道，双敏UH55GT的4+1+1多相独立供电是最精准的方案。

    综上所述，在不超频的情况下，采用3+1+1相=5相主板供电的H55在使用上一般足够，而如果想超频，必须要4+1+1相=6相的H55是最精准的方案，目前H55主板供电设计参差不齐，因此需要看清模式，不同的供电模式对使用带来的结果将有一定差异。因此在购买H55时，一定要选择N+1+1多相独立供电方案，如果要选择性价比高的H55，那4+1+1多相独立供电方案是非常好的的选择！

    那具体而言，N+1+1多相独立供电方案对于终端用户，可以带来怎么样的优势呢？以下将从CPU的工作方式以及主板对应的逐一分析，来看N+1+1多相独立供电方案体现的优势所在。

H55普通6相供电系统工作示意图

H55 4+1+1相独立供电系统工作示意图

● N+1+1多相独立供电优势一：提供更灵活的供电管理

    前面已经提到，酷睿i3整个CPU内部包括了CPU核心、GPU核心并承担NB的功能，因此在应用过程中，根据使用环境的不同，会出现CPU负载较大的情况，也会出现GPU负载较大的情况，而NB是保持持续的工作状态，因此与常规的主板不同，H55的供电要负责的是三个部分的供电管理。

    N+1+1多相独立供电的好处就在于，不管在进行何种任务处理时，如进行CPU运算时，CPU负载较高，单独的供电会提供CPU足够的电力支持，在进行游戏时，GPU的负载增加，单独的供电系统又能给GPU提供足够的电力支持，而对于长期工作的NB也将有专门的供电支持，因此针对三个部分，N+1+1多相独立供电系统可以灵活的根据负载变化情况安排供电管理。

● N+1+1多相独立供电优势二：让CPU工作更稳定

    由于酷睿i3处理器内部所包含的不仅仅只有CPU部分，GPU和NB也需要通过主板的供电部分来支持，因此容易造成CPU供电部分的匹配不均匀，如在进行一般3D游戏时，对GPU的负荷增大，获得的电力供应增加，同时NB部分处于长期供电状态，因此可能造成对CPU的部分的供电资源分配不够，可能造成供电转换时候，产生瞬间供电不足，长期使用将存在影响整个系统的稳定的因素。

    而采用N+1+1相独立供电系统后，对GPU的供电系统是单独的，因此无论GPU是否在进行高负荷，都有专门的供电系统进行支援，同时CPU供电部分也是单独运作，因此不会存在出现供电不足的情况，有利于整个系统的长期稳定运行，同时在负载切换时，供电的转换效率更快，连瞬间供电不足的情况都难以出现。

● N+1+1多相独立供电优势三：让CPU超频性能更强

    众所周知，供电部分设计的好坏对CPU超频的影响是非常大的，由于H55的供电不仅只照顾CPU部分，还要针对GPU、NB进行供电管理，因此在超频后随着功率增大，每相供电通过的电流更强了，若不能处理好GPU、NB和CPU之间的供电关系，超频很难实现。同时超频后还需要稳定运行，如进行游戏，这时CPU一直处于高负载下，需要的是大量的电流支援，而随着GPU的负载突然增加，从而让CPU部分的供电支援减少，很容易造成供电不足而死机。

    举例说明，之前有提到功率＝电压Ｘ电流，酷睿i3 530不超频时功率73W，电压1.2V，这时的电流是60A，如果是一般的6相供电系统，因此加上GPU的部分，每相供电预计在20A左右在普通6相供电上，每相供电只有10A，而超频后，如果功率达到100W，那6相供电每相增加到25A甚至更高，一旦GPU出现高负荷，从现有CPU供电部分分流，那每相CPU供电所获得的电流将出现不够的情况，从而在超频后影响使用。

    而在同样的环境下，如果采用的4+1+1相供电，GPU发生负载变化时，不用与CPU分享同一供电电路，因此不会影响CPU的电流供应，而4相在对于超频后达到100W也非常轻松的应对，1.2V的电压下，电流大约20A，20A以下都是非常优秀的供电系统，因此也足够保证在超频后的稳定性。因此，同样是6相供电的情况下，4+1+1相供专门为CPU供电更利于超频，同时GPU的供电独立不会影响CPU供电，让超频后使用也更轻松。

总结：

    主板CPU供电部分设计的好坏，关系到主板工作的稳定性和安全性，过去的主板CPU设计，只需考虑单独一颗CPU芯片，随着酷睿i3的全新架构，CPU供电也发生了巨大的变化，而目前并非所有的H55产品，都专门针对酷睿i3的变化进行设计，因此在选购H55主板时，要认准N+1+1多相独立供电系统的主板，才是最符合目前酷睿i3处理器的产品。

    而在所有N+1+1多相独立供电主板中，4+1+1相独立供电系统又是设计最精准的，或许有人会说供电越多越好，这并不是完全不对，大也必须考虑到的是，供电相数的增加，又势必带来成本的增加，从而体现在最终的售价上，因此类似双敏UH55GT采用的4+1+1相独立供电系统，价格也仅679元，这就是搭配酷睿i3处理器较好的选择。■<