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電腦維修-主板節能技術(shù)解析
隨著(zhù)性能的提升，電腦系統的耗電量也越來(lái)越大，如處理器、顯卡等核心配件都是耗電大戶(hù)，其中處理器及其架構對電源日益增高的需求，使得主板的核心供電模塊從3相增加到4相、8相甚至16相之多，功率也增加到100W以上，最新的Intel Core i7平臺的功耗更是超過(guò)了200W。為了應對這種局面并給用戶(hù)一個(gè)節能的綠色環(huán)境，廠(chǎng)家都在降低功耗上下了工夫�，F在，不僅是Intel和AMD有著(zhù)自己的處理器節能技術(shù)，而且各個(gè)主板廠(chǎng)家也都推出了自己的特色節能技術(shù)，如華碩的EPU、技嘉的DES、微星的DrMOS、映泰的G.P.U和雙敏的i-Power等。
PWM主板節能的基礎
1.PWM電路原理
多相供電振幅較小更加穩定
Intel 和AMD的節能技術(shù)主要都是在動(dòng)態(tài)降低處理器頻率上做文章，而各個(gè)主板廠(chǎng)商的節能技術(shù)則是集中在主板對處理器供電的模塊上�，F在的主板對處理器供電基本上都為開(kāi)關(guān)電源供電方式，開(kāi)關(guān)電路可以將ATX電源供給的12V直流電通過(guò)一級濾波電路轉換為寬度可調的脈沖電流，通過(guò)PWM( Pulse Width Modulation，脈寬調制)控制芯片發(fā)出脈沖信號，控制MOSFET(場(chǎng)效應管)的輪流導通和關(guān)閉，再通過(guò)第二級LC振蕩電路濾波轉換回所需要電壓的直流電。
2.多相位影響電源效率
我們常聽(tīng)到的主板有多少相供電，其中的每一個(gè)相位就是由場(chǎng)效應管(MOSFET)、電感線(xiàn)圈(Choke)及濾波電容(Capacitor)三部分所構成的PWM電路。由于現在的處理器功耗很大，所以主板都會(huì )采用多相位供電，處理器的電流由多相位電路來(lái)分別承擔負荷不但能提高元件的壽命和安全性，更重要的是對處理器的負載變動(dòng)會(huì )有更高的穩定性和靈敏性。因此相位數量的多少往往被視為衡量主板的處理器供電模塊優(yōu)劣的片面標準，目前主板已經(jīng)由幾年前的2相供電發(fā)展至16相供電。
但問(wèn)題是，隨著(zhù)供電電路相數的增多，會(huì )有一個(gè)很大的負面影響：當處理器在輕負荷狀態(tài)下工作時(shí)，供電模塊的效率將變得非常低，附帶的就是大量功耗的浪費。以125W的四核系列處理器為例，在不同的負荷下，其實(shí)際電流會(huì )迅速下降，有用功耗可以相差10倍之多。在以往主板上，即使有效負荷相差如此之大，而實(shí)際電力消耗幾乎是完全一樣的，也就是說(shuō)，在輕負荷狀態(tài)下，大部分的電力都被浪費了。
這是因為以往的主板是無(wú)法感應到這樣的變化的，當電流下降時(shí)，通過(guò)每相PWM的電流大大降低，而PWM的轉化效率在電流為5A~20A的時(shí)候是可以達到80%以上的，但是當電流小于5A時(shí)，轉化效率會(huì )隨著(zhù)電流的減小而大大降低，甚至低于50%，這就是多相供電在處理器低負荷時(shí)轉化效率低下的問(wèn)題。對一般用戶(hù)來(lái)說(shuō)，絕大部分時(shí)間，電腦都沒(méi)有處在最高負荷的工作狀態(tài)下，所以這樣的浪費就非�？捎^(guān)了。因此，能夠根據負載有效控制和調配供電相數就成為節能的重點(diǎn)之一，而這也是多數主板節能技術(shù)都對此有所涉獵的原因。
3.PWM開(kāi)關(guān)供電模塊
負責對PWM電路中的電感線(xiàn)圈、場(chǎng)效應管以及濾波電容進(jìn)行控制的就是PWM控制芯片。它的作用就是控制輸入電壓，控制場(chǎng)效應管的開(kāi)關(guān)，控制電流的進(jìn)出。從Prescott核心開(kāi)始，Intel就推出了VRD(處理器電壓識別信號)電壓調節規范，支持對VID引進(jìn)動(dòng)態(tài)調整的技術(shù)，而Intel的VRM(Voltage Regulator Module)11.1電壓調節模組規范則進(jìn)一步答應在無(wú)負載或輕度負載狀態(tài)下關(guān)閉部分供電回路以實(shí)現切換動(dòng)作，也答應PWM控制芯片在接收處理器發(fā)出的指令后，對其核心工作頻率進(jìn)行調節，以進(jìn)一步強化其于輕度負載狀態(tài)下的節電效果。在軟件的配合下，PWM芯片可以對處理器實(shí)際耗電電流做出先期計算，隨后根據猜測關(guān)閉特定數量的供電模塊，讓每個(gè)工作的供電模塊都盡可能地工作在高效率下，以最大化節省功耗。
要注重的是，PWM控制芯片固然重要，但它并不是主板節能技術(shù)的全部，直接調節處理器的頻率，降低處理器核心電壓更能起到節能的作用，可以從源頭上減小處理器的電力消耗。所以各大主板廠(chǎng)商都是圍繞著(zhù)PWM控制芯片來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，只不過(guò)有的標明了自己使用的PWM控制芯片，有的則采用了更為華麗的包裝。但這種開(kāi)發(fā)，已經(jīng)超越了簡(jiǎn)單的相位控制，綜合從各方面下手，對包括處理器頻率、電壓等進(jìn)行綜合設置，然后再用集成的軟件進(jìn)行調配，因而在相同的基礎上形成了不同特色的技術(shù)。
各種主板節能技術(shù)
1.EPU能耗調控單元
華碩的EPU芯片
華碩EPU(Energy processing Unit)節能技術(shù)目前已經(jīng)發(fā)展到EPU-6，它的硬件部分包括了1顆EPU芯片及8相供電模塊。這里的EPU芯片其實(shí)就是PWM控制芯片，它和軟件配合可以探測處理器電壓、處理器供電相數以及識別處理器型號、核心數量等，然后根據系統負載自動(dòng)調整供電相數和處理器頻率及電壓值。在實(shí)際工作中，在輕負載情況下，EPU芯片會(huì )將供電相數從8相轉為4相，從而減少供電模塊的功耗，同時(shí)減少發(fā)熱量，而在高負荷狀態(tài)下，系統會(huì )自動(dòng)轉為8相供電，以滿(mǎn)足在高負載時(shí)的使用要求。不僅如此，根據負荷的不同，處理器的頻率和電壓也會(huì )自動(dòng)進(jìn)行調節。所以說(shuō)EPU技術(shù)并不僅僅是控制供電模組相位，而是進(jìn)一步力求以消耗的電力換取最大的系統效能。
EPU是通過(guò)華碩的AI Gear 3軟件進(jìn)行控制的，分為Max Power Saving Mode最大功率節省模式、Medium Power Saving Mode中等功率節省模式、High Performance Mode高效能模式、Turbo Mode渦輪增壓模式以及Auto Mode自動(dòng)模式五種狀態(tài)。EPU技術(shù)能夠在這五種模式下為不同的處理器提供不同的外頻/倍頻以及電壓值組合方案。
2.DrMOS超頻節能芯片
DrMOS芯片
微星的GreenPower自動(dòng)變相節能技術(shù)首先也是基于PWM芯片，使用的是ISL6336控制芯片，可以實(shí)現從1相到5相逐相調節，而且還可以同時(shí)對內存以及芯片組的供電模塊進(jìn)行自動(dòng)切換供電相數。另外，在主板的DC-DC轉換電路中，場(chǎng)效應管是功耗很大的一個(gè)元件，微星使用了DrMOS芯片來(lái)代替它。DrMOS 芯片是把分立的功率場(chǎng)效應管和驅動(dòng)芯片集成到一個(gè)芯片內，組成新的轉換電路。DrMOS具有損耗低、熱量小、功率密度高以及動(dòng)態(tài)響應快的特點(diǎn)。因而可以降低主板的整體功耗降低，提高效率。
GreenPower自動(dòng)變相節能技術(shù)能脫離操作系統自動(dòng)執行，也就是說(shuō)，即使用戶(hù)在Windows XP或Vista下，甚至Linux系統下，不需要安裝任何輔助軟件，也可以自動(dòng)節能。另外，微星的控制軟件名為GreenPower Center，它可以實(shí)現4相供電工作狀態(tài)的切換。
3.DES動(dòng)態(tài)節能引擎
技嘉的DES(Dynamic Energy Saver)已經(jīng)升級到加強版，它使用Intelsil的ISL6327或6336芯片來(lái)控制供電相數。而且主板在用料方面采用了低RDS(on)(漏極-源極導通電阻)的MOSFET、鐵素體材料電感等材料，目的就是降低元件自身的發(fā)熱量和功耗。DES不僅僅依靠相位調節來(lái)節電，它是先降低電壓和正弦波頻率來(lái)實(shí)現對處理器的功耗控制，然后以處理器的實(shí)際負載程度對主板的處理器供電模組相位數量做出控制，從而獲得最優(yōu)的電力效率。
DES也需要軟件的配合，答應主板的處理器供電模塊在六組狀態(tài)下工作，并可依照處理器運作時(shí)的負載程度進(jìn)行自動(dòng)調節，而電壓可以在三個(gè)段位上進(jìn)行調節。即使是處理器處于100%頻率運行狀態(tài)，只要選擇了電壓調節擋，工作電壓都會(huì )降低以實(shí)現節能。
這，僅僅是個(gè)開(kāi)始
除了三大一線(xiàn)主板廠(chǎng)家，國內的其他廠(chǎng)家也已經(jīng)完成了主板節能技術(shù)的開(kāi)發(fā)，如映泰的G.P.U、捷波的G.P.I、雙敏的i-Power等，它們也都是在PWM芯片的基礎上進(jìn)行了二次開(kāi)發(fā)。不過(guò)目前的主板節能技術(shù)也并非盡善盡美，比如，技術(shù)中常用的降低工作電壓就有可能影響處理器工作的穩定性，通過(guò)降頻節能則會(huì )影響性能，而且在大多數情況下節能的效果還有改進(jìn)的余地。
但這究竟是個(gè)很好的開(kāi)始，在未來(lái)，主板節能還有更大的發(fā)展空間，它的節能方向應該是配合各個(gè)部件實(shí)現整機節能，用戶(hù)需要一套系統整體更節能的產(chǎn)品，我們也期待未來(lái)有更多領(lǐng)域的產(chǎn)品加入節能的行列，共同降低整機的功耗，未來(lái)電腦節能將是一個(gè)長(cháng)期被關(guān)注的焦點(diǎn)。不妨關(guān)注：在系統中直接分區(圖文教程) 雙核開(kāi)核變四核 Phenom II X2 555破解變X4 B55
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