Duel X79 Express desek – Asus P9X79 Dlx a Intel DX79SI | Kapitola 8
Seznam kapitol
V pondělí jsme vám představili nový high-end v podobě procesoru Core i7-3960X a nové platformy X79 Express. V dnešní recenzi představíme dvě základní desky s paticí LGA 2011. Půjde o první dvojici z pěti desek, které vám v následujících týdnech ukážeme. Ve všech případech jde o skvěle vybavené desky s přijatelnou cenou a novými vlastnostmi.
Na obrázku vidíme napájecí okruhy desky. Červeně je označena kaskáda napájení procesoru. Ta je tvořena deseti (16+4) digitálními fázemi z Power-MOS mosfetů společnosti OnSemi. Šestnáct fází napájí procesor zbylá čtveřice pak SA (paměťový řadič a PCI-E). Další dvě fáze z běžných mosfetů napájí další části procesoru, ty jsem označil oranžově. Růžově jsou zvýrazněné napěťové kontroléry. Žlutě jsem zvýraznil fázi napájení PCH čipu a modře dvě fáze napájení pamětí. Poslední barvička – zelená – pak patří napájecím konektorům desky.
Napájení CPU
Asus vždy bilancoval na hraně mezi digitálním a analogovým napájením. I když se jeho napájecí kaskády jmenují Digi+ nebo Digi+ Extreme,šlo vždy o hybridní řešení. Kontrolér je plně digitální, je ale spojen s analogovým driverem a mosfety. Podstatné je také analogové řízení zpětné vazby. Toto řešení má své výhody i nevýhody a už jsme je probírali mnohokrát. Dnes se tedy zaměřme na nový model, kompletně digitální okruh.
Pokud jste si mysleli, že je digitální napájení dnes samozřejmostí, mýlili jste se. I když Gigabyte proklamoval digitální kaskádu u svých desek, šlo také o hybrid. Pouze dvě řešení na trhu jsou skutečně digitální stoprocentně. První je obvod z DrMOS čipů od MSI a druhé je řešení Volterra. Jako třetí přichází Asus s jeho inovovaným Digi+. Také Gigabyte přesedlal na plně digitální okruh, o tom ale až příště.
Zde jen krátké (laicky řečené) připomenutí, co vlastně ono digitální znamená. Pokud chce být okruh plně digitální, musí splnit dva požadavky. Mít digitální PWM kontrolér s digitální zpětnou vazbou. Mosfety, drivery, děliče a vše ostatní může být v digitálním i analogovém obvodu (teoreticky) stejné. Rozdíl mezi analogovým a digitálním tkví v řízení úrovně napětí. Dejme to, že chceme aby bylo napětí například 1,2V. Jak procesor zatěžujeme, mění se proud a teplota což ovlivňuje celý obvod i procesor. Napětí tedy kolísá ovlivňováno zmíněnými fyzikálními vlivy. Úkol PWM kontroléru je ale udržet hladinu na požadovaných 1,2V.
U analogového kontroléru je výstupní napětí snímáno a porovnáváno s referenčním napětím. Odchylka napětí je zesílena a porovnána s referencí. Výsledek ale není digitální signál (0 a 1) ale určitá hodnota napětí. Ta nemusí a není nikdy stejná a je ovlivněna mnoha faktory. Toto řešení je dáno hardwarovým nastavením a dále jej v hotovém obvodu nelze měnit. Výsledný signál pak říká PWM jak hnout s napětím na výstupu, zdali nahoru nebo dolů. Tento způsob je rychlý, ovšem není zcela přesný a nedá se dále měnit a přeprogramovat softwarem.
Digitální obvod je principielně stejný. I zde se se odchylka napětí snímá, ovšem nejde do zesilovače ale analogově-digitální (DAC) převodník ji převede do digitální podoby pomocí softwarově řiditelného algoritmu. Poté se opět porovnává s digitálně generovaným referenčním napětím jež se převede na analogové. Tento způsob je výrazně přesnější v řízení PWM kontroléru a výstupního napětí. Je zde ale problém, převod z analogu na digitál zabere čas. Proto bývají frekvence digitálního PWM mnohem vyšší aby se tento nedostatek kompenzoval. Někdy se dá frekvence PWM nastavit i ručně v BIOSu. Digitální obvod je přesnější, efektivnější, také i rychlejší. Je ale samozřejmě dražší a vyžaduje další kvalitnější komponenty, jež zvládnou reagovat rychleji (mosfety).
Procesorová jádra napájí šestnáct fází z dvaceti na obrázcích. Deska nese deset mosfetů na jedné straně PCB a deset na druhé. PWM kontrolér je ale pouze osmi fázový. Jde o přeznačený Chil 8318. Osm fází je rozděleno děličem na dva mosfety pro každou z nich. Maximální proud tohoto obvodu je asi 250A. Zbylé čtyři mosfety ve dvou fázích napájí SA část procesoru. Tedy řadič pamětí a PCI-E rozhraní.
Paměti jsou napájeny obstojně. Jde o dvoufázový obvod z Power Mosfetů od On-Semi. Každá fáze se skládá ze dvou mosfetů (Hi a Lo) v balení SO-8, dvou kondenzátorů a cívky. Okruh řídí samostatný dvoufázový kontrolér z produkce Chil (Chil koupil začátkem roku IR) 8302.
Procesor Sandy Bridge E je velice složitý čip. Najdeme v něm pět různých napětí a napájecích obvodů. Samostatné napájení mají procesorová jádra (VCC). Dále PLL obvody (VCCPLL). Důležité je napětí pro paměťový řadič a moduly pamětí (VCCD). SA část čipu s PCI-E rozhraním je také napájena samostatně (VSA). Poslední je pak spojení s PCh čipem (VTTA). Právě o zbylé obvody se stará napájecí obvod ze dvou fází jež vidíte na obrázku. Jde o analogový obvod s kontrolérem uPi.
Na poslední fotografii vidíme obvod z mosfetů v pouzdru SO-8FL. Jde o produkty společnosti On-Semi. Maximální proud je zde 48A při napájecím napětí 10V. Řídící napětí lze měnit v BIOSu. Malý čip mezi mosfety je driver / dělič od výrobce Chil.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
