Меню

Как узнать количество фаз питания материнской платы



xTechx.ru

Новости Высоких Технологий

Фазы питания — количество, практическая польза от количества. Фазы питания для процессора на материнской плате — сколько нужно?

Фазы питания процессора (processor power phase)- количественная характеристика, указывающая число питающих фаз на материнской плате, предназначенных для процессора (это также затрагивает и видеокарты, но в том случае печатная плата – не материнская).

Зачем?

Теоретически, чем больше количество фаз, тем меньше нагрузка на каждую из фаз, меньше нагрев и стабильнее питание в бросках нагрузки, а также выше долговечность. То есть для разгона процессора, большое количество фаз – просто необходимо. Ведь нагрузка на фазы значительно увеличивается и требуется высокая стабильность для достижения максимальных результатов.

Как определить визуально количество фаз?

Количество фаз питания процессора или видеокарты, можно определить по надписи на коробке изделия или печатной плате, либо по количеству дросселей (катушки индуктивности) на плате.

Дроссели выглядят как обмотанные вокруг феррита или просто медные провода, скрученные в катушки, имеющие довольно толстое сечение. Чаще они бывают запакованы в небольшие коробочки в виде прямоугольного параллелепипеда для уменьшения количества потерь, помех и ЭМИ. Две или одна из этих коробочек, должны находиться немного в стороне – это фазы для питания оперативной памяти, их считать не нужно. Катушки стоят либо группами, либо вместе.

Подвох

Не всегда количество дросселей и слова на коробке отображают реально количество настоящих фаз. Бывает, что производитель использует удвоители и формирует половину виртуальных фаз (в лучшем случае).

Чтобы с точностью определить количество фаз, нужно взглянуть на характеристики VRM модуля и ШИМ -контроллёра. Фазы виртуальные, в лучшем случае обеспечивают 30% тех характеристик, что дают настоящие. Часто бывает так, что фаз питания к примеру 24, но на самом деле настоящих 12 или 6, но с использованием удвоителей и утроителей. То есть их можно считать как «улучшенные» 12 или 6 фаз, но не 24.

Какое количество фаз питания на МП можно считать оптимальным?

Подразделение по производству материнских плат Intel утверждает, что для работы 4-х ядерного процессора без разгона достаточно 4-х фаз. Также по их словам, правильно спроектированные 4 фазы питания с качественными компонентами, часто выигрывают по стабильности питания, у неправильно спроектированных 16-ти фаз питания. Для разогнанного многоядерного процессора, вполне достаточно 8-ми полноценных фаз питания процессора, либо 16 фаз, в которых используется метод деления на 2, получая 8 полноценных улучшенных фаз. Также следует, что по количеству выходов из строя, многофазные схемы в лидерах из-за сложности конструкции и большому количеству используемых компонентов.

Технологии переключения фаз

(power phase switching)


Данные технологии, построенные на специальных контроллёрах, измеряют какое количество питания требуется процессору в данный момент, и включают или отключают блоки с фазами. Это позволяет увеличить долговечность работы оборудования, уменьшить энергопотребление и ЭМИ. Очень часто реализована LED индикация включенных фаз на материнской плате и даже степень нагрузки на них (как на изображении выше).

Источник

Как узнать количество фаз питания материнской платы


6996 дней на пути к мечте

Q: Какие напряжения на мат. платах используют системы питания с 1 и более фаз?

A: Основные напряжения на материнских платах следующие:

  • Напряжение на процессоре – CPU Core Voltage (Vcore, оно же VCC). Возможные варианты – от 4-х реальных фаз до 32-х виртуальных.
  • Напряжение на встроенном контроллере памяти в процессоре – CPU_VTT (оно же QPI Voltage) для процессоров Intel или CPU_NB для процессоров AMD. Обычно 1, 2 или 3 фазы.
  • Напряжение на памяти – DRAM Voltage (Vdram, оно же Vddr, Vdimm, Vmem). Обычно 1, 2 или 3 фазы.
  • Напряжение на северном мосту – IOH Voltage (Vioh) для чипсетов Intel, SPP Voltage (Vspp) для чипсетов NVIDIA, NB Voltage (Vnb) для остальных чипсетов. Обычно 1, 2 или 3 фазы.
  • Напряжение на южном мосту – ICH Voltage (Vich) для чипсетов Intel, MCP Voltage (Vmcp) для чипсетов NVIDIA, SB Voltage (Vsb) для остальных чипсетов. Обычно 1 фаза либо LDO.
  • Напряжение на Platform Controller Hub (PCH) – PCH Voltage (Vpch) для чипсетов Intel для Socket 1156. Обычно 1 фаза либо LDO.
  • Напряжения остальных компонентов (PLL, HT, FSB, коммутаторы линий PCI-E) практически никогда не используют что-то более сложное, чем LDO, поэтому их можно не рассматривать.

Q: Какие напряжения на видеокартах используют системы питания с 1 или более фаз?

A: Основные напряжения на видеокартах следующие:

  • Напряжение на графическом процессоре – GPU Voltage (Vgpu). Возможные варианты – от 1-й фазы на low-end видеокартах до 16 виртуальных на топовых видеокартах.
  • Общее напряжение на видеопамяти (когда Vddq равно Vdd) – memory voltage (Vmem). Обычно 1, 2 или 3 фазы. На простых видеокартах может стоять LDO.
  • Раздельные напряжения на видеопамяти (когда Vddq не равно Vdd). Обычно по одной фазе на Vddq и Vdd.
  • Напряжение на контроллере памяти (Vddci) – присутствует только на видеокартах, требующих использования отдельного напряжения для питания контроллера памяти в GPU (все верхние модели ATI Radeon, начиная с X1800/X1900/X1950). Обычно 1 или 2 фазы.
  • Напряжения остальных компонентов (PCI-E Voltage, коммутаторы линий PCI-E, микросхемы NVIO, переходные мосты HSI и Rialto) практически никогда не используют что-то более сложное, чем LDO, поэтому их можно не рассматривать.
Читайте также:  Питание когда гипотит с

Q: Какие элементы могут входить в состав системы питания:

A: Вот список основных элементов:

  • ШИМ-контроллер (PWM Controller). Основной элемент системы питания. Именно он определяет максимально возможное количество фаз, но не обязательно все они будут использоваться. Один и тот же контроллер может использоваться на разных моделях, но с разным количеством задействованных фаз. В качестве примера приведу 4-фазный Primarion PX3544, который используется на видеокартах GeForce 8800 GT (2 фазы), GeForce 8800 GTS 512 Mb (3 фазы) и GeForce 9800 GTX (все 4 фазы).
  • Дроссели (inductors).
  • Конденсаторы (capacitors).
  • Мосфеты (MOSFETs).
  • Драйверы (drivers). Могут быть реализованы как в виде отдельных микросхем, так и интегрированы в контроллер напряжения, в микросхему DrMOS или даже в микросхему для удвоения фаз. Количество драйверов не может быть меньше количества реальных фаз.
  • Микросхемы DrMOS. Представляют собой сборку из пары мосфетов (нижний + верхний) и драйвера в одном корпусе. Производятся компаниями Renesas Electronics, Fairchild Semiconductors, Vishay Siliconix и Infineon Technologies . Используются на материнских платах MSI и (с недавних пор — Gigabyte). Так же можно встретить на некоторых референсых видеокартах NVIDIA и ATI, например на GeForce GTX295 (Single PCB) и Radeon HD4770.
  • Удвоители фаз (Phase Doubler) с интегрированными драйверами. Пока мне встречались только Intersil ISL6611A и uPI Semiconductor uP6284, которые из одной фазы делают две, преодолевая, таким образом, ограничение контроллера напряжения на количество максимально поддерживаемых фаз.

Q: Что такое реальные и виртуальные фазы? Какие бывают реализации виртуальных фаз питания?

A: Реальное количество фаз определяет режим работы контроллера напряжения. Фазы можно считать виртуальными, если их больше, чем максимально поддерживаемое используемым контроллером напряжения.

Системы питания по степени «виртуальности» фаз можно поделить на три типа:

1. Традиционного типа, то есть без виртуальных фаз. Количество фаз в контроллере питания равно количеству драйверов, а также количеству дросселей и пар мосфетов. Тут все честно и прозрачно.

2. Параллельное соединение виртуальных фаз. Количество фаз в контроллере питания равно количеству драйверов, но на каждую реальную фазу приходится увеличенное количество дросселей и мосфетов, соединенных параллельно. Использование параллельного соединения можно отследить прозвонкой затворов у мосфетов между собой. Пример: 24-фазные материнские платы Gigabyte, за исключением GA-X58A-UD9.

3. Виртуальные фазы не соединены параллельно, а управляются каждая своим драйвером. Но реальное количество фаз, поддерживаемое контроллером напряжения, все равно меньше количества драйверов. В этом случае прозвонка затворов у мосфетов уже ничего не покажет. Пример: MSI Big Band XPower, MSI R5870 Lightning, MSI N480GTX Lightning

Q: Что такое LDO?

A: Low-dropout (LDO) regulator – микросхема, понижающая напряжение до нужного уровня, без использования фаз питания. Используется для формирования питающего напряжения на компонентах, не очень требовательных к качеству питания и не потребляющих большой ток. Часто применяется на материнских платах для питания южных мостов и на видеокартах для напряжения PCI-E Voltage (Vpcie, оно же PEXVDD).

Q: Как правильно определить используемое количество фаз?

A: Для начала, нужно определить к какому напряжению относятся расположенные на плате элементы систем питания. В случае сомнений можно использовать мультиметр для замеров напряжения на дросселях. Запоминаем количество дросселей, относящихся к нужному нам напряжению, исключив из них те, что стоят на входном напряжении (обычно это одна из линий БП – +12V/+5V/+3.3V). Далее недалеко от них находим микросхему контроллера напряжения. По маркировке контроллера определяем производителя и модель. Ищем информацию об этом контроллере. Сначала конечно стоит поискать последнюю версию datasheet на сайте производителя или хотя бы страницу с кратким описанием, распиновкой и схемой включения. Если не получается найти на нужную нам модель, попробуйте поискать по маркировке без буквенных суффиксов (то есть без «А», «B», «CRZ», «CBZ» и т.п. на конце маркировки). Не всегда различные вариации одного и того же контроллера существенно отличаются между собой. Но нередко для них создается и выкладывается один общий файл с документацией. Также в сети существуют архивы с даташитами, в том числе с теми, что были удалены с сайтов производителей.

После того как узнаем максимальное количество фаз, поддерживаемых контроллером, сравниваем его с количеством дросселей, определенных ранее. Если это количество совпало, значит с большой долей вероятности система питания реализована без виртуальных фаз и количество дросселей равно количеству фаз. Но могут быть и исключения – например, если задействована только половина из возможных фаз контроллера, но при этом на каждую фазу установлено по два дросселя (мне такие варианты пока не встречались, но теоретически они тоже возможны). Если дросселей меньше, чем количество фаз контроллера, это означает, что не все фазы контроллера были задействованы и количество фаз равно количеству дросселей. Если же дросселей больше (в 2 или даже 3 раза), чем поддерживает контроллер напряжения, то тут у нас вариант с виртуальными фазами. В этом случае количество реальных фаз определяется контроллером напряжения, а количество виртуальных фаз — дросселями.

Читайте также:  Пятиразовое питание ребенка по времени

Сложнее всего, когда по контроллеру напряжения нет никакой информации в свободном доступе. В этом случае о его характеристиках остается судить лишь по косвенным признакам. Но даже в этом случае можно попытаться определить количество фаз по количеству драйверов. Необходимо только учитывать, что драйверы существуют как одноканальные (управляют только одной парой мосфетов), так и двухканальные (управляют сразу двумя парами мосфетов). Двухканальных драйверов достаточно вдвое меньше, чем одноканальных, чтобы обеспечить работу такого же количества фаз.

В случае если система питания основана на контроллере производства Intersil или uPI Semiconductor, можно попробовать поикать микросхемы ISL6611A или uP6284, использующиеся для удвоения фаз. Шесть таких микросхем в сочетании с 6-фазным контроллером позволяют получить 12 независимых фаз в системе питания, без использования параллельного соединения.

Q: Какие ошибки допускают авторы обзоров при описании систем питания?

  • Вместо того чтобы попытаться самостоятельно разобраться в системе питания, просто копируют информацию из «reviewers guide», из пресс-релизов, с сайта производителя, из других обзоров, не всегда соответствующую действительности.
  • Последнее время все чаще можно встретить фразы типа «система питания построена по схеме X+Y» или даже «X+Y+Z». Это приводит к запутыванию читателей. Сначала они читают обзор видеокарты, где напряжение на GPU приплюсовано к напряжению на памяти, а затем, читая обзор материнской платы, думают, что там к напряжению Vcore тоже приплюсована память, а не напряжение на контроллере памяти встроенном в процессор. Чтобы избежать путаницы, лучше указывать раздельно к каким напряжениям относятся те или иные фазы. Единственный случай, когда уместно указание вида «X+Y» – это когда оба напряжения управляются одним и тем же контроллером (например, в системах питания процессоров AMD на материнских платах под Socket AM3/AM2+).
  • Думают, что система питания северного моста обязательно должна быть рядом с северным мостом, а система питания памяти – рядом со слотами памяти и т.д. Это не всегда так. Да, чем короче длина проводников от системы питания до питаемого элемента, тем лучше. Но место на PCB ограничено и при нынешней очень высокой плотности компонентов, не всегда удается размещать все необходимое поблизости. Система питания северного моста может находиться, к примеру, между южным мостом и слотами памяти, а рядом с северным мостом не редко можно встретить систему питания встроенного контроллера памяти в процессоре.
  • Не используют мультиметр для проверки своих предположений о принадлежности элементов системы питания к тому или иному напряжению. В некоторых случаях без мультиметра правильно определить количество используемых фаз бывает довольно сложно. Например, когда контролер напряжения поддерживает до 3-х фаз и на плате мы видим 3 дросселя, а при замерах мультиметром выясняется что фаз все-таки две, потому что третий дроссель стоит на входном напряжении (+12V VCC).

Q: Как расшифровать маркировку вида «XX-XX» (AT-8D и т.п.) у контроллеров напряжения производства Richtek?

A: Скачать документ Richtek Marking Information. В нём, по коду продукта (начало маркировки «XX-«) можно определить Part number (RTxxxx) для каждого типа корпуса. А по Part number уже можно найти даташит.

Q: Какие контроллеры напряжения используются на материнских платах и видеокартах? Где скачать документацию к ним? Сколько фаз они поддерживают? Какие контроллеры напряжения поддерживают управление через шину I2C или SMBus (например, для реализации программного вольтмода)?

A: Ответы на все эти вопросы вы найдете в этой таблице:

MSI N260GTX Lightning (non-reference)

MSI N275GTX Lightning (non-reference)

MSI R4890 Cyclone (non-reference)

ASUS ENGTS450 DirectCU TOP (non-reference)

Radeon HD6870 (reference)

GeForce GTX460 / GTX465 (reference)

Производитель Модель Фаз Напряжение Пример использования I2C
Volterra VT1165 6 Vgpu GeForce 9800GX2 (reference) GeForce GTX295 Dual-PCB (reference) GeForce GTX280 (reference) GeForce GTX260 (reference) Radeon HD3870X2 (reference) ASUS EAX3870X2 TOP (non-reference) +
Volterra VT1185 10 Vcore EVGA X58 Classified +
Vgpu Galaxy GeForce GTX 460 (non-reference)
CHiL Semiconductor CHL8214 4 Vgpu Radeon HD6850/HD6870 (reference) +
CHiL Semiconductor CHL8266 Vgpu GeForce GTX480 (reference) +
CHiL Semiconductor CHL8318 8 Vcore ASUS Rampage III Extreme ASUS Rampage III Formula +
Richtek RT8800A 3 Vmem EVGA X58 Classified
uPI Semiconductor uP6225 6 (?) Vgpu MSI N480GTX Lightning (non-reference) MSI R5870 Lightning (non-reference) +
uPI Semiconductor uP6262 3 Vmem MSI N480GTX Lightning (non-reference) +
Richtek RT8805 2 Vgpu Palit GeForce 7900GS (non-reference)
Analog Devices ADP4100 6 Vgpu Gigabyte GV-R587SO-1GD (non-reference)
On Semiconductor NCP1587E 1 Vmem, Vddci Gigabyte GV-R587SO-1GD (non-reference)
uPI Semiconductor uP7706 LDO Vpcie Gigabyte GV-R587SO-1GD (non-reference)
Remarked by Asus EPU ASP0902 4 Vcore ASUS Crosshair IV Formula ASUS M4A88TD-V EVO/USB3 ASUS M4A785TD-V EVO
Remarked by Asus PEM ASP0910 1 CPU_NB ASUS Crosshair IV Formula ASUS M4A88TD-V EVO/USB3 ASUS M4A785TD-V EVO
Remarked by Asus EPU ASP0905 4 Vgpu ASUS EAH5750 Formula
Intersil ISL6324A 4+1 Vcore + CPU_NB Gigabyte GA-890FXA-UD7 +
STMicroelectronics L6717 4+1 Vcore + CPU_NB Biostar TA890FXE +
STMicroelectronics L6740 4+1 Vcore + CPU_NB ASUS Crosshair III Formula ASUS M4A79T-Deluxe +
STMicroelectronics L6788A 3 Vgpu Radeon HD4770 (reference) Radeon HD5770 (reference) +
Volterra VT238 1 Vddq GeForce GTX260 (reference) ASUS EAX3870X2 TOP (non-reference)
Volterra VT235 1 Vdd GeForce GTX260 (reference) ASUS EAX3870X2 TOP (non-reference)
Intersil ISL6269 1 Vmem GeForce 9800GX2 (reference)
Analog Devices ADP3193A 3 Vgpu GeForce GTX295 Single-PCB (reference)
Richtek RT8841 4 Vgpu GeForce GTX275 (reference)
On Semiconductor NCP5388 4 Vgpu Palit GeForce GTS250 (non reference)
Anpec Electronics APW7068 1 Vmem Palit GeForce GTS250 (non reference)
Intersil ISL6327 6 Vcore NVIDIA nForce 790i (reference PCB)
Vgpu GeForce GTX285 (reference PCB)
Intersil ISL6322G 2 CPU_VTT, Vdram Gigabyte GA-P55-UD6 +
Intersil ISL6545 1 Vioh EVGA X58 Classified
Vpch Gigabyte GA-P55-UD6
On Semiconductor NCP5383 2 Vgpu Palit GeForce 9600GT (non-reference)
On Semiconductor NCP5424 1 Vmem Palit GeForce 6800GS (non-reference)
On Semiconductor NCP5392 4 Vgpu Palit GeForce GTX470 (non-reference)
On Semiconductor NCP5395 4 Vgpu NVIDIA GeForce GTX460 (reference) NVIDIA GeForce GTS450 (reference)
Richtek RT9214 1 Vgpu Palit GeForce 6800GS (non-reference)
Intersil ISL6520 1 Vmem ASUS A7N8X-E Deluxe
Intersil ISL6312 4 CPU_VTT EVGA X58 Classified
STMicroelectronics L6713A 3 Vgpu ASUS GeForce 8800GT (non-reference) Axle GeForce 8800GT (non-reference) Galaxy GeForce 8800GS (non-reference)
Anpec Electronics APW7066 1+1 Vdd + Vddq NVIDIA GeForce 9800GTX (reference)
Fairchild FAN5032 4 Vcore ASUS P5KC
Richtek RT8802A 5 Vgpu Palit GeForce (non-reference)
Analog Devices ADP3198 4 Vcore ASUS P3E3 ASUS P5N-E ASUS P5W64 WS Pro
Volterra VT243 1 Vmem ATI Radeon HD5870 (reference) ATI Radeon HD5770 (reference)
Volterra VT237 1 Vmem ATI Radeon HD5970 (reference)
Vddci ATI Radeon HD5850 (reference)
Analog Devices ADP3186 4 Vcore ASUS K8N4-E Deluxe
Analog Devices ADP3180 4 Vcore ASUS P4P800-SE
Intersil ISL6568 2 Vgpu NVIDIA GeForce 7950GX2 (reference)
Anpec Electronics APW7065 1 Vmem Palit Radeon HD2600XT Sonic (non-reference)
Anpec Electronics APW7074 1 Vgpu Chaintech GeForce 7600GS (non-reference)
Anpec Electronics APW7067 1 Vmem Chaintech GeForce 7600GS (non-reference) GeForce 8600 GTS (reference)
Richtek RT9259 1 Vmem Palit GeForce GTX470 (non-reference)
Richtek RT9259A 1 Vgpu Vmem Asus Radeon X1300Pro (non-reference) Palit GeForce 8800GS (non-reference)
Anpec Electronics APW7120 1 Vmem Asus Radeon X1650XT (non-reference) Asus Radeon HD3650 (non-reference)
Vgpu, Vmem Asus GeForce 8400GS (non-reference)
Intersil ISL6534 1+1 Vmem GeForce 7800GTX (reference)
Vgpu + Vmem GeForce 6600GT (reference)
Richtek RT9218 1 Vgpu XFX GeForce 7600GT (non-reference) MSI GeForce 7300GT (non-reference) MSI GeForce 7300GS (non-reference) ASUS GeForce 7300LE (non-reference)
Primarion PX3544 4 Vgpu GeForce 8800 GT (reference) GeForce 8800 GTS 512 Mb (reference) GeForce 9800 GTX (reference) +
Primarion PX3540 4 Vgpu GeForce 8800 GTS 320/640 Mb (reference) GeForce 8800 GTX/Ultra (reference) +
Richtek RT9232 1 Vgpu ATI Radeon X800 Pro (reference) MSI Radeon X1600 Pro (non-reference)
Richtek RT9232A 1 Vgpu, Vmem ATI Radeon X1300 / X1300Pro (reference)
Intersil ISL6563 2 Vgpu GeForce 7900GT/7900GS/7950GT (reference)
Intersil ISL6549 1 Vmem GeForce 7900GT/7900GS/7950GT (reference)
Intersil ISL6334A 4 CPU_VTT, Vioh MSI Eclipse SLI
Intersil ISL6336A 6 Vcore Gigabyte GA-P55-UD6 / GA-P55A-UD6 MSI Eclipse SLI, MSI X58 Pro
Intersil ISL6314 1 CPU_VTT MSI X58 Pro
Semtech SC2643VX 5 Vcore Asus A8N-SLI
Champion Microelectronic CM8562P LDO Vbt Asus A8N-SLI
uPI Semiconductor uP6201 2 Vgpu Radeon HD 2600XT DDR4 (reference)
uPI Semiconductor uP6101 1 Vmem Radeon HD 2600XT DDR4 (reference)
uPI Semiconductor uP6204 3 Vgpu MSI R5770 Hawk (non-reference) MSI R4770 Cyclone (non-reference) +
uPI Semiconductor uP6205 2 Vmem MSI N260GTX Lightning (non-reference)
uPI Semiconductor uP6207 3 Vgpu Sapphire Radeon HD5770 (non-reference)
uPI Semiconductor uP6208 12 Vgpu +
uPI Semiconductor uP6209 2 Vgpu Gigabyte Radeon HD5750 (non-reference)
uPI Semiconductor uP6210 2 Vmem GeForce GTX480 (reference)
uPI Semiconductor uP6213 4 Vgpu MSI N460 HAWK (non-reference)
uPI Semiconductor uP6206 4 Vgpu
uPI Semiconductor uP6212 3 CPU_VTT, Vioh, Vdram MSI Big Bang XPower
uPI Semiconductor uP6218 8 Vcore MSI Big Bang XPower MSI P55-GD85 +
Anpec Electronics APW7165 1 Vmem
uPI Semiconductor uP6122 1 Vddci Radeon HD6870 (reference)

Конечно, этот список далеко не полный .

Автор и Редакция выражает отдельную благодарность TiN за помощь по некоторым вопросам.

Источник