還有一種供電改良的方式近期頗為熱門。今年臺北COMPUTEX 2006電腦展上,DFI展示了一款模樣詭異的主板:LanParty UT CFX3200-M2R。在CPU周圍,傳統的供電系統已被打破。高聳的電容已經消失的無影無蹤,這款標價2999元的LanParty UT CFX3200-M2R引起了玩家的強烈興趣,難道未來的主板將不需要PWM嗎?
硬件玩家都知道,主板CPU的供電部分一直由傳統的鋁制電解電容、MOSFET開關式場效應管、扼流線圈以及PWM控制芯片構成,主要作用是將輸入的12V直流電壓降至適用于CPU的0.8-2.3V低電壓。如何不通過增加更多的元件就能維護系統的穩定同時又不計劃發熱量的矛盾呢?廠商在思考能否用其他更簡練的元件系統來完成這一流程。
DFI LanParty UT CFX3200-M2R打破傳統CPU供電系統
DFI這款全新主板采用了一種名為“數字式PWM供電”的新方式,它主要將傳統的鋁制電解電容、MOSFET、扼流線圈元件更換為數控電氣性能更高的貼片/BGA封裝元件,有效避免傳統鋁制電解電容大功耗下不穩定、爆漿等問題。但這款主板在市場化道路上面臨一個難題,BGA封裝的一體式電感線圈目前全球只有美國一家名為CB的工廠出品,造價是傳統扼流線圈的5倍,而且產能無法適應主板規模化生產的需求。
盡管售價2999元的DFI LanParty UT CFX3200-M2R目前仍停留在骨灰級玩家收藏層面,但“數字式PWM供電”技術卻為未來大功耗處理器的供電設計指明了方向。
■最有可能在主流市場普及“數字式PWM供電”技術的機會來了
昂達主板鈐繚謚髁韃分惺褂靡歡缺環衿鞲叨寺⒍系木ぜ陡皇客≧5型固態電容,我們熟悉的NF4S、N61G、N61GT等AMD主板都被因為良好的超頻和穩定性受到大眾玩家的喜愛。
12月4日昂達針對Intel平臺高調發布了經過半年研測的“Hyper PWM”供電技術,在首款基于該技術的昂達965PT主板上我們驚喜的發現了“數字式PWM供電”的身影。
昂達965PT主板基于P965+ICH8芯片組設計,與同類P965主板最大的不同在于它的CPU供電部分,這就是被成為“Hyper PWM”的供電技術。
小編發現,與DFI “數字式PWM供電”技術類似,昂達965PT主板的CPU供電部分不使用常見的液態電解電容,轉而采用電氣性能更穩定的陶瓷電容(MLCC)替代液態電解電容。陶瓷電容(MLCC)最大的特點是耐高溫、抗高壓,以6.3V/10uF的型號陶瓷電容為例,它必須滿足150度以上高溫工作和承受400V瞬間直流電不穿的測試,耐壓性能是液態電解電容的4倍,體積更只有后者的1/25,大大精簡了主板主供電部分的設計,也解決了一大散熱難題。在MOSFET和電感部分為了適應工業化規模生產的需要,昂達965PT沒有采用DFI的一體式BGA封裝元件,仍延用了封閉式電感和英飛凌MOSFET。請看上圖編號為R22M來自美國TOKO半導體的封密電感,它的內部結構是氧體瓷芯+線圈,阻抗在0.9~1.0mΩ,比同類線圈低一倍,價格僅為DFI一體式BGA封裝電感的1/3。這樣的電路設計既完整了“數字式PWM供電”模塊的架構又控制了成本,為這項技術下一步在主流玩家中的普及打下了基礎。
昂達965PT使用的MLCC陶瓷電容需要經受近400V瞬間電擊不被擊穿穿的測試。
經過參數改進的ISL6326四相電源PWM控制芯片,有效提高CPU供電頻率,并降低對濾波電容容值的要求。
很多玩家可能會有疑問,陶瓷電容的容值這么小,它能起到大容量鋁制電解電容的作用么?
小編了解到,從技術層面實現小容值陶瓷電容替代大容值鋁制電解電容有個基本原理。電容的主要作用有濾波、去耦、耦合等,應用在主板主供電部分的電容主要作用為濾波。昂達965PT主板的工程師調整了PWM控制芯片ISL6366的硬件參數,讓開關式MOSFET運行在更高的頻率下,參數提高后,電流紋波會變小這樣對電容的容值要求就沒那么大了。經過電路測算,帶相同的負載電流,有無大電容,“Hyper PWM”供電都能將電流紋波都做到了一樣。
作為首款采用“數字式PWM供電”技術的P965主板,昂達965PT也在多媒體外圍裝備方面下足了心思。
已經很久沒有看到主板上帶兩片Flash ROM芯片,昂達965PT和它的“Dual BIOS”技術試圖延續這項經典功能。上圖中的兩片BIOS并不是簡單的主從關系(Master/Slave),而是處于完全對等的地位(Peer to Peer)。除了具備雙BIOS的安全防護功能之外,更出色的是可以讓兩片BIOS分別設置不同的啟動環境,形成各種各樣的設置組合,使BIOS變得富有創意。BIOS1和BIOS2都是可以獨立啟動的系統,兩片BIOS相互之間可以進行資料重寫,所以如果一個BIOS損壞了,不但可以馬上轉另一個BIOS啟動,而且還可以利用內容完好的BIOS來修復被破壞的BIOS。
千兆網絡適配器也是Intel數字家庭環境必備的組件,昂達965PT雙戟版更配備了雙千兆網卡模塊,這款支持組建無盤終端的Realtek8110SC硬千兆網卡控制器能有效降低網絡掉線和超頻帶來的網卡失效情況。
965PT的供電部分還附送了純鋁散熱鰭片,進一步降低MOSFET的發熱量。板載Debug數字偵錯器方便玩家判斷系統狀態,同時接口埠提供的8聲道音頻系統還帶有同軸數字音頻輸入、輸出接口。
我們經常在高端顯卡上看到鉭電容,同樣是小體積、高電氣標準的方案,廠商為什么更傾向在“數字式PWM供電”技術中選擇陶瓷電容呢?
原來容量大的陶瓷電容(≥1uF)通常會具有很低的ESR(<20mΩ),而昂達965PT選用的muRata(日本村田)醫械級陶瓷電容ESR甚至低至5mΩ,對于主要功能為濾波的主板CPU供電電容來說,有效降低供電發熱量顯得更為重要,所以即使鉭電容同樣體積小巧,板卡工程師更傾向選用ESR更低的陶瓷電容。
通過對上述技術的揣摩,我們不難發現一波針對CPU的供電革命在板卡廠商中已經愈演愈烈,在各類技術中“數字式PWM供電”有可能成為配套Intel多核、高頻處理器主流解決方案,前提是基于該技術的主板能夠把零售價格控制在合理的范圍內,至少不能與常規供電方式的同類主板高太遠。小編已經獲悉,昂達965PT即將上市,以該品牌一貫針對主流玩家的市場定位看,“數字式PWM供電”主板有望進入主流人群視線。
(新聞稿 2006-12-07)