2008-01-21
節省電費 效能不變!!
GIGABYTE節能主機板原理分析
文: Kopo Ko / GIGABYTE 節能主機板實測


主機板市場再掀起研發戰, GIGABYTE 繼去年「 Ultra Durable 2 」主機板,加入採用超低 ESR 固態電容、亞鐵鹽芯電感及超低電阻式電晶體等高質素用料後, 2008 年將更進一步,提倡環保節能,推出全新「 Dynamic Engery Saver 」主機板,號稱供電模組節能最高可達 70% ,究竟其原理為何 !?



主機板 VRM 供電模組原理

 

MOSFET Choke Capacitor

電晶體 ( 綠格 ) 、電感 ( 黃格 ) 為電容 ( 紅色 )

 

在分析 GIGABYTE 節能主機板前,我們要先了解處理器的供電原理,其實處理器的電源並不是直接由電源供應器所提供,全因處理器的耗電量是按照其負載而不斷改變,可於瞬間內增強或減弱,電源供應器是無法直接對如此突如其來的改變作出反應,因此主機板上設有專為處理器供電而設的供電模組。

 

主機板上所謂處理器供電模組,其實是 PWM 驅動 IC 、電晶體 (MOSFET) 、電感 (Choke) 及電容 (Capacitor) 所組成,正式名稱為電壓調節模組 (VRM ; Volatage Regulator Module) ,它能感應來自處理器所發出的電壓準位需求,原理是偵測處理器的 VID 訊號,並按訊號將電壓進行調整,不會因電流突如其來的改變,令電壓突然驟變,影響處理器的運作

 

其中, PWM 驅動 IC 能把輸入的電壓的振幅轉換成脈衝信號,監控功率電路的輸出狀態,並作出實時修正,並控制 MOSFET 的開關,達至掌控電流進出;電感則用為儲能整流的元件,在電流通過時將過多的電暫存起來,或在電流不足時再釋放能量,以達到穩定電流的作用;電容則具備蓄電濾波的功能,不單可去除低頻雜波,還負責儲備電流,確保穩定供電給處理器 。

 

我們常聽到的多少相位供電,其實每一相位就是指由電晶體 (MOSFET) 、電感 (Choke) 及電容 (Capacitor) 所控成三個元件所組成的 PWM 電路,由於現時處理器的功耗越來越巨大,因此主機板上會採用多組電晶體 (MOSFET) 、電感 (Choke) 及電容,相較採用單一或較少相位,讓電流平均交由多組供位平均分擔能提高使用的年限跟安全性,而且對處理器突如其來的負載改變,反應亦更為敏節,有效提升穩定性,因此主機板由 2 相供電一直發展至高達 12 相供電。

 

低負載下轉換效率大降    造成浪費

VRM Efficiency Comparison

 

但在相位數目不斷增加的情況下,沒錯是能提升主機板的命壽及穩定,但卻出現了另一個問題,供電模組的效率問題。其實供電模組本身也會擁有阻抗因素,越多相位的供電模組均會帶來能源損耗,再加上供電模組在低負載下有效率偏低,如果供電模組相位數目越多,低負載的電能損耗越大,造成不必要的浪費。

 

請留意 VRM Efficiency Comparison 圖,比較 GIGABYTE X48-DQ6 V1.1 在 4 相位至 12 相位的表現,在低負載下,較少的相位會有較高的電力效率,因為負載沒有被分薄,而每一個數目的相位,都有其最佳電力效率值,當超過最佳效率值後將會出現效謬下降,而不同相位也有其相對的最佳電力效率值,在較多相位下,其超越最佳電力效率值後,其有效率下降相對緩慢。

 

為了解決以上問題, GIGABYTE 推出了「 Dynamic Energy Saver 」節能主機板,它可以按照處理器的功耗負載,實時開啟或關閉部份供電模組,自動調整至最具效率的電源相位。當 CPU 處於輕負載或閒置的狀態,把多餘的相位電路關閉,避免不必要的能源浪費,進而達到節能的目的。

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