还在数电感？凹凸曼了！板卡供电分析之主板篇

选购主板第一件事是什么？看牌子？看评测？看用料？

当然，我们还得实事求是从需求出发，如果说你买一颗I3 2100，搭配一张10相供电的主板，显然毫无必要。如果你买一颗1055T还想超频，买一张3+1相主板，显然您很容易就能在机箱里欣赏到烟花。
对于一张主板的用料设计，我们不应该忽视，但也不应该过分的追求极致（高端玩家例外），合理是关键。

那到底怎么看用料呢？

恩…在人们开始拒绝商家忽悠时，开始懂得了要自行判断一张板卡的好坏，而当中手当其冲的，就是板卡的供电设计，电容用料等等…
而关于电容，论坛已经有不少相关的文章：

[转自太平洋]枪文太枪！图文正解板卡固态电容！
http://bbs.pceva.com.cn/thread-14136-1-1.html

一线主板的电容用料分析
http://bbs.pceva.com.cn/thread-20282-1-1.html

谈谈近期一线SNB平台中低端主板使用电容的变化
http://bbs.pceva.com.cn/thread-25387-1-1.html

这些都很明确的讲解了各种电容用料，那么今天，我来带大家看看主板供电以及用料分析。



首先，我们要知道什么是供电，为什么主板需要供电模块。

为什么要供电？这很简单，CPU，内存等元件需要电力供应才能运作！

而这些电力从哪来呢？当然是从电源来的。但是我们知道，电源输出只有12V 5V 3.3V的规格，而CPU电压一般也就1-2v的样子，内存则是1.35v到2v左右，和电源规范相差得很多，因此，我们需要改变输入电压，而在电压改变时，波纹、噪音值等会发生变化，因此，我们需要滤波，而滤波又分为高压滤波和低压滤波……滤波的作用，则是为了获得更稳定，更纯净的电流。

所谓高压滤波，则是电源输入12V/5V未降压前先进行一次输入滤波。
低压滤波，则是降压后，供应到最终设备（CPU/内存等）前进行的输出滤波。


这里我们先挑一张低端主板看看最基础的供电结构是怎么样的



上图是一张微星的A75主板，供电设计非常简洁易懂。

一个完整的供电电路应该包含如下部分：
12V输入—高压滤波（电感电容）—上桥MOSFET—电感—下桥MOSFET—电容—CPU



那么这张主板是几相供电的呢？
最无脑的方法是数电感，3个电感3对mosfet=3相供电。OK，这是小白，对于玩家而言，这方法已经凹凸曼了。
而另外有效的方法，则是查PWM控制器的文档。



而这张主板使用的是Intersil ISL6328 PWM控制器，
Datasheet：http://bbs.pceva.com.cn/thread-23906-1-1.html

其中我们可以看到，它可以提供3-4相PWM信号输出，并内置2个mosfet驱动
加上主板上有4个电感，那么他是4相供电了？
错错错…

PWM控制器提供3-4相信号输出，厂商可以自行选择使用三相或者四相供电，具体产品还得具体分析。
剩下的元件，就是mosfet了，我们来看看mosfet的设计。
从微星的A75主板供电部分图片我们可以看到，一共有15颗mosfet，也就是说，其中的三个电感，各搭配4个mosfet，组成2上桥+2下桥式供电，剩下最右边的电感，以及3颗mosfet，组成1上2下结构。
因此，这张msi a75主板主供电为3+1相供电。
其中2上2下部分为主CPU供电，剩下的1上2下为uncore部分供电。

而主板为什么需要uncore供电呢？
Uncore，顾名思义就是非核心部分。
因为目前CPU已经集成了很多的功能，包括IMC（内存控制器），CPU_NB（即以前的北桥功能也有整合到CPU中的，SNB就是典型例子），集成GPU等……而这些东西，我们就不必要深究了。

然后我们来看看现在比较“堆料式”主板的供电方案



和上述情况一样
12V输入—高压滤波（电感电容）—上桥MOSFET—电感—下桥MOSFET—电容—CPU

不一样的是，mosfet的封装变了，电感数量翻了一倍，那他是10相供电了？
错！

稍微懂一点的玩家会说，这是5相并联等效10相供电。
那这是为什么呢？为什么不是1上1下桥式结构真10相供电呢？

我们再来看看PWM控制器



这是一颗Intersil 6324 PWM Controller（在AMD主板上非常常见，因此拿来做解说例子）
查看Datasheet
http://bbs.pceva.com.cn/thread-13706-1-2.html

我们得知其为3-4相PWM控制器，并内置1-2相驱动IC。
然后在供电旁边还有另外一种Driver



这里有两颗ISL6612 Driver IC，其作用做是将两路上下桥mosfet信号同步，达到并联目的。
因此，这张主板为4+1相（2上2下）并联等效8+2相供电。

关于Drmos
Drmos近年来主板界新兴的一种mosfet，它和以往D-PAK,LFPAK等封装不一样，也不是上下桥结构，只是一颗8mm x 8mm的IC。
其实Drmos说白了，就是集成了上下桥mosfet以及驱动IC，集成度更高，便于厂商采用。其他耐热、最大电流、转换效率之类咱就不吹嘘了，网上都是一片和谐的资料……

目前微星和技嘉均有采用Drmos的主板。
继续用一张技嘉采用了Drmos的主板做介绍



12V输入—高压滤波（电感电容）—Drmos—电感—电容—CPU
这一电路结构相信大家已经清楚了。

而这张主板上，我们可以很清晰的看到，8颗Drmos配备8个电感，另外有2个电感搭配4颗俗称八爪鱼的HVSON封装mosfet。
很明显，由HVSON封装mosfet部分供电是作为uncore供电使用的。

一样的再看下PWM控制器


这是一颗4相PWM控制器



PWM 控制器以及旁边的ISL 6617组合，
ISL 6617是PWM Doubler，即将PWM信号分移，达到多相供电的效能。
由于供电相数的定义为PWM信号数，
因此此主板核心供电无疑为8相供电，而uncore部分则由另外一颗2相Driver控制，1上1下组成2相供电，即8+2相供电。

华硕DIGI+ VRM 数字供电

近年，华硕在主板供电方面提出了创新，在中端、高端主板上采用了DIGI+ VRM可调式数字供电设计，但有别于传统数字供电，该方案采用了可调频率PWM供电引擎，使玩家可在BIOS中手动调节PWM频率，以获得更稳定的电压。并且，这种技术支持动态相位切换，节能、性能两不误。
（PS：技嘉主板在X79芯片组上也开始使用了相同的chil解决方案，具体产品评测请继续关注www.pceva.com.cn）

这里用以前评测过的P8P67 EVO举例



电路部分和上述保持一致：
12V输入--- 高压滤波（电感电容）--- 上桥MOSFET--- 电感 --- 下桥MOSFET --- 电容 --- CPU

每个电感搭配3颗mosfet（正面2颗，背面1颗），即1上2下模式

先看看DIGI+VRM供电控制器（PWM Controller）



被华硕打磨了，但从供电以及封装、引脚可以推出，这是CHIL的8328 PWM Controller，支持6或8相供电控制。
另外，目前CHIL已经被IRF收购，华擎等厂家也有使用该方案的主板，显卡上则更加常见，而技嘉X79也开始使用IRF解决方案，相信其真面目很快会被我们揭开，敬请期待。
Datasheet：http://bbs.pceva.com.cn/thread-24557-1-1.html



每相供电中间，我们发现有一颗被打磨成ASP6A13的Driver IC（根据华硕显卡上的方案，应为UPI产品，具体型号暂时不明），
由PCB板走线我们可以看出，这是一颗控制2相供电的Driver。




因此这张主板的CORE部分为12相供电。
再来看看uncore部分



这张主板的uncore部分也非常分明的用了不同的电感以及供电方案，使我们能很简单的对它进行解析。
Upi 6203B 驱动IC，提供2相供电控制，与核心部分不同，背板没有mosfet，所以其为单上下桥结构两相供电。




替代北桥位置处，我们看到另外一组UNCORE供电（CPU PLL）。
与先前一组一样，也是使用Upi 6203B 驱动IC，提供2相供电控制，与核心部分不同，背板也没有mosfet，所以其为单上下桥结构两相供电。
因此该主板为12+2+2相供电。

总结：

在判断一张主板供电的好坏时，我们并不能只靠数电感数量，或者看一些媒体的宣传软文，要有识别能力，现在在DIY界上甚至有不少误导性的评测存在，因此，为了避免被坑，避免被误导，自己懂得识别才是最强而有效的方法。

但由于在一般情况下，我们无法得知主板PWM Controller、Driver IC的型号，也许知道了也不方便去查Datasheet，因此我将目前主板CPU供电方案归结为以下3类：

1. 单个电感搭配1上桥，2下桥，或者2上桥，2下桥方案供电，这种一般数电感即可，多相核心供电+单相uncore供电。多为低端主板采用的方案。（由于CPU功耗的上升，1+1上下桥的方案目前已经比较少见了，但偶尔也会在通路的入门主板上看见，辨别方法一致）

2. 双电感搭配1+2上下桥，或者2+2上下桥，这种要看PWM Controller，但大多数主板会采用同步信号方式达到并联等效多相供电方案，也有个别主板是单纯的多相供电，具体产品需要具体分析。

3. 整合上下桥以及Driver的Drmos供电方案，这种比较容易判别，数Drmos个数即可，UNCORE部分若使用Drmos则多为单相UNCORE，其余为核心；有些主板UNCORE部分无采用Drmos，则数Drmos个数即可；另外也有部分主板Drmos数量比PWM控制器多一倍，则需要查证该主板是否使用了PWM Doubler将PWM信号增倍。

华硕 EPU

打磨作甚？
fanlei501 发表于 2011-11-12 18:16

    华硕的思维真不好琢磨。。。。

我的990XA-GD55微型版，楼主帮我研究下，表面是8+2项供电对应10颗DRMOS，不过我不确定驱动是4+1并联产生的 ...
gxzel 发表于 2011-12-9 19:50

    PWM型号是？不过好像没有8+2的PWM CONTROLLER
方便的话发个照片看下吧。主要看他是用什么方案进行的倍相/并行处理

12L指出了lz的文章有多处错误，但lz的文章还能加精。作为小白的我想知道lz的文章错在哪里？还有多少可信度 ...
sean227 发表于 2011-12-15 23:26

    T大讲的属于电子理论级别的了，比较深入。我也基本上看懂了个大半，也已经把有问题的几个点做了修改了。
这篇文章主要面对初级入门玩家，有个半年到1年玩家经验的应该都能够看懂，能看懂了自然就能分辨出对与错了，呵呵。