Hlavní stránka Hardware Základní desky Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka
Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka
autor: Z. Obermaier , publikováno 6.4.2011
Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

V testu si představíme jednu z posledních desek s X58 Express. I když se éra této úspěšné řady blíží ke konci, uvedl pro ni Asus svou nejlepší desku. Perfektní zpracování, výbava pro taktování, neskutečný BIOS, extra zvuková a síťová karta a mnoho dalšího dělá z této desky něco, na co se prostě musíte podívat – alespoň v recenzi.


Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Na obrázku vidíme napájecí okruhy desky. Červeně je označena kaskáda napájení procesoru. Ta je tvořena šestnácti fázemi z CanPAK mosfetů společnosti IR (International Rectifier). Další tři fáze ze stejných mosfetů napájí Uncore část procesoru, ty jsem označil oranžově. Růžově jsou zvýrazněné napěťové kontroléry. Žlutě jsem zvýraznil tři fáze napájení severního můstku a modře tři fáze napájení pamětí. Poslední barvička – zelená – pak patří napájecím konektorům desky.

Digitální a hybridní?

U minulé recenze jsem vysvětloval rozdíl mezi analogovým a digitálním napájecím okruhem. Jelikož už dnes všichni výrobci používají k napájení CPU pouze a jen digitální kaskádu, je tato debata už bezpředmětná. Analogového napájení je na desce stále dosti, u CPU bychom jej ale hledali marně. Dnes si tedy povíme jak se liší klasické digitální napájení a Digi+ v podání Asus. Tento výrobce nám už před rokem poprvé ukázal systém napájení procesoru, jež je plně digitální, nese s sebou ale výhody i analogových obvodů. Jak už jsem řekl, Asus nazývá tento systém Extreme Engine Digi+ a uvedl ho loni na jaře s deskou Maximus III Extreme. Od té doby se tento systém vyvíjel a dnes je už mnohem dále, než byl před rokem. Podívejme se ale společně na jeho princip a rozdíly vůči jiným řešením.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Na prvním obrázku se díváme na napájecí obvod desek EVGA osazených mosfety Volterra. Jde o již zastaralý systém, který sice funguje stále hodně dobře, Asus a další výrobci jej ale v současnosti už technologicky překonali. Prakticky ale schopnosti této kaskády jenom dohnali. Na obrázku je klasický digitální obvod, kdy digitální kontrolér uPi (vpravo dole) ovládá a řídí multi-fázový Driver Volterra, takzvaný Master čip. Ten pak sám reguluje dle požadavků nadřazeného čipu uPI spínání všech připojených fází (deset červených obdélníků). Ty jsou ale spojené a řízené sériově za sebou. Pokud jeden mosfet shoří, cesta se poruší a je konec celé kaskády, procesoru i desky. Jde ale spíše o teoretické riziko, neznám mnoho případů, že by se to stalo (u desek EVGA).

Výhodou tohoto řešení jsou malé nároky na místo, vysoké maximální proudy deseti mosfetů a jednoduchý návrh obvodu. O vše se postará v podstatě sám Master čip. Nevýhoda je právě ve spojení všech mosfetů s Master čipem a sériové zapojení za sebou a větší náchylost tohoto řešení k šumu na napájení. Také maximální frekvence spínání je zde omezená a do série nelze zapojit čipy s vyšší frekvencí než 780 kHz. Tento návrh obvodu je už dnes zastaralý a Volterra nabízí i novější a modernější řešení (stejné jako konkurence), jež jsem už viděli na mnoha nových grafických kartách. Místo společného Master čipu osazuje do každé fáze jeden Slave mosfet a jeden Master čip, ty jsou poté spojené s hlavním kontrolérem. Na základních deskách jsem toto řešení ale ještě neviděl.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Druhé řešení je to od Asus (a dalších výrobců). Hlavní kontrolér vpravo dole (zde Chil) ovládá každou jednotlivou fázi zvlášť. Každá fáze se skládá z vlastního Driveru (ten malý černý obvod vedle dolních FETů) a výkonové části. V tomto případě lze každou fázi ovládat zcela nezávisle na těch ostatních. To se sice může zdát jako dobré, ale k čemu?  K dynamickému vypínání a zapínání fází (úsporné funkce EPU). Na druhou stranu to přináší jednu velkou nevýhodu, každý FET je totiž jiný a zesynchronizovat je všechny aby byl výstup čistý a bez rušení už nebude tak jednoduché. I tak ale bude šum nižší než u prvního řešení. Proto se nedoporučuje používat vyšší spínací frekvence než 500 až 800 kHz, při vyšších je už šum velice silný a kontraproduktivní. Další výhoda je zřejmá, pokud jedna fáze odejde a nevezme s sebou nějakou další komponentu, může systém pracovat dále. Jde ale také spíše o teorii, jelikož zkratovaná fáze jistě způsobí na desce a připojeném CPU paseku.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Abyste měli jasnější představuj, jak vypadá jednotlivá fáze a jak Asus tento systém dále vylepšil, je zde tento obrázek. Fáze digitální se skládá ze stejných komponent jako fáze analogová. Hlavní je řídící člen, tedy Driver. Dále pak horní a dolní (Hi a Lo) mosfet, společně s pasivními prvky kondenzátorem a cívkou. Naše testovaná deska má kaskádu ještě v první verzi, tedy v jedné fázi má jeden řídící a jeden přidružený mosfet. Na obrázcích ale už vidíte druhou verzi představenou na deskách pro Sandy Bridge. Tam jsou oba mosfety zdvojené a Driver je samostatný. To přináší samozřejmě stabilnější chod, vyšší proudy a menší rozložení zahřívání do více prvků než jednoho jediného nebo dvou.

Dnes existuje samozřejmě ještě třetí řešení – z čipů DrMOS. S ním se setkáme u dalšího testu desky Gigabyte a podrobně jej srovnáme s těmi dnes zmíněnými. Gigabyte na to šel totiž zcela jinak a vytvořil nejkomplikovanější napájecí kaskádu pod sluncem! A to si nedělám legraci. Dle mého názoru kaskádu dokonce překombinoval až k absurdnu, ale uvidíte sami příští týden. Nyní se podívejme na napájení částí dnešní desky v detailech:

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Procesorová jádra napájí šestnáct fází sestavených z CanPAK mosfetů technologie DirectFET+ od společnosti IR. Maximální proud, jež obvod může teoreticky dodat do procesoru, je 530 A. Pouze ale za teploty čipů do 70ti stupňů a při řídícím napětí 10 V (tento údaj si pamatujte - ještě se s ním setkáme). Mosfetům sekundují na vstupu napětí, kvalitní kondenzátory (zřejmě Nichicon) s kapacitou 270 uF. Jako vyhlazovací a stabilizační prvek pak funguje Proadlizer, pole několika desítek kondenzátorů.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Paměti a severní můstek jsou také napájeny luxusně. Jde o dva nezávislé okruhy ze tří fází (analogových). Každá fáze se skládá ze dvou mosfetů (Hi a Lo) TrenchMOS od NXP, kondenzátorů a cívek. Oba okruhy řídí samostatný kontrolér uPi P620701. Napájení pamětí je také nakonec filtrováno Proadlizerem. Pokud vás napadne, jak je napájen jižní můstek, tak vězte, že jej napájí jednoduchý a nezajímavý jednofázový obvod.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Paměťový řadič a QPI sběrnici (unCore) si zasluhuje patřičnou pozornost i v napájení, jde o stěžejní prvky pro stabilní přetaktování. Napájení je řešeno stejně jako u napájení procesorových jader. Jde o tři fáze sestavené z CanPAK mosfetů s vlastním kontrolérem. Obvod doplňují tři cívky a kondenzátory, filtraci výstupu zajišťuje opět Proadlizer.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Hlavní PWM kontrolér je osazen Chil CHL8318. Jde o osmifázový kontrolér splňující poslední standardy Intelu. V tuto chvíli už je jasné, že šestnáct digitálních fází je zdvojených osm, které řídí tento kontrolér. Druhý obvod na obrázku pochází z produkce společnosti uPi a jde o jednoduchý třífázový kontrolér. Ten na desce najdeme několikrát, řídí další napájecí obvody desky. Všechny kontroléry se pak pomoci SMSBus spojují k iROG čipu jež vládne všem.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Na fotografii vidíme dvojici mosfetů v pouzdru CanPAK. Větší z nich obsahuje i Driver. Nejdůležitější vlastností je právě onen kovový obal. Ten zaručuje lepší chlazení, jež musí být vždy realizováno pasivem. Pokud je horní strana správně chlazená, je teplo vyzařované do desky o 20 stupňů nižší než u běžných mosfetů. Pokud chcete vědět víc, podívejte se na stránku výrobce, poskytuje desítky materiálů ohledně těchto mosfetů. Ten větší mosfet zvládá dodat 22 A a ten menší polovinu.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Poslední obrázek ukazuje měřící body napětí. Pokud to myslíte s taktováním vážně, určitě si nejprve změřte, kolik opravdu deska dává do komponent a jaký je rozdíl mezi skutečnou hodnotou a tou nastavenou přes BIOS nebo software. Následuje galerie, jak by mělo měření vypadat, obrázky jsou ale jen ilustrační – pocházejí z jiné Asus desky, ale o tom až za vteřinku...

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

 Napájení v praxi, aneb pod drobnohledem

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Když mi poslal kolega-taktovač z Ukrajiny TiN odkaz na svůj test napájení desky Asus, málem mne to položilo. Lepší a informativnější zkoumání desky a jejího napájení jsem ještě nikdy neviděl. TiN je extrémně nadaný technik, který vymyslel a stvořil neskutečný počet hraček a pomůcek pro taktovače. Pokud si prohlédnete všechny jeho posty z uvedeného odkazu, bude vám to jasné a dlouho budete kroutit hlavou nad napájením pamětí GeForce GTX 580 kaskádou ze zbytku GeForce GTX 480, nebo třeba nad návodem, jak předělat elektronický teploměr pro taktování na dražší a vybavenější model. Takových věcí u něj najdete opravdu hodně, zmíním ještě tester zdrojů, externí napájení pro jakoukoliv grafickou kartu, různé displeje a monitorovací „udělátka“ pro taktování. Doporučuji jeho stránku navštívit a podívat se, i když je jenom rusky.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

S laskavým svolením autora jsem jeho měření osciloskopem vložil do této recenze. Na horním obrázku se podívejte na připojení sondy z osciloskopu na CPU. Stíněná sonda má zemněný obal připájen k GND a měřící živá sonda je připájena v CPU VCC (napětí procesorových jader). K testu byl použit kvalitní osciloskop Tektronix 2246 se čtyřmi kanály a rozsahem až 100 MHz. Napájecí kaskáda byla měřena na desce Asus Maximus IV Extreme, napájení je ale řešené téměř stejně, tedy jako ilustrativní hodnocení kvality návrhu stačí dokonale. Podívejme se na měření 5 GHz přetaktovaného procesoru:

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

První průběh ukazuje systém po úspěšném startu operačního systému. Počítač je nyní v klidu a v napětí procesoru je vidět nízký šum kolem 10 až 15 mV. V BIOSu bylo napětí nastavené na 1,5 V. Tohle je hodně dobrá hodnota. V klidu by neměla překročit 25 mV dle specifikace Intelu.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Relativně nízká zátěž procesoru – spuštěn test SuperPi, jež zatěžuje pouze jedno jádro procesoru. Jak vidíte na obrázku, šum narostl na 20 mV. Nenechte se zmást výraznějším průběhem, než v prvním případě, u tohoto obrázku byl rozsah snížen z 20 mV na 10 mV, tak vypadá průběh hrozivěji. Je ale stále dobrý, šum kolem 20 mV je stále hodně slušná hodnota.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Další průběh zaznamenává plnou zátěž CPU při běhu wPrime 32K, což zatíží všech osm jader procesoru. Zde už šum na napětí dosahuje necelých 63 mV. I to je pro bezproblémový chod procesoru stále akceptovatelná hodnota. Maximální přípustná hodnota je někde kolem 75 mV pro netaktované CPU.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Druhý průběh náročnějšího testu wPrime 1024K už poznamenala ochranná funkce procesoru, který se přehříval a snižoval svou frekvenci a napětí. Jak vidíte, průběh napětí se hodně zvlnil, procesor i napájecí kaskáda se snažila o ochranu čipu. I tak se ale šum nedostal nad 70 mV, což je stále hodně slušné.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Další průběh ukazuje stav napětí v CPU testu 3D Mark Vantage. všechna jádra pracují naplno, ale zvlnění napájecího napětí je pouze 28 mV. Což je až překvapivě dobrá hodnota.

Asus Rampage III Black Edition – bez nadsázky lahůdka

Také poslední procesorový test 3D Mark 03 nedokázal napájecí kaskádu dostat do úzkých a šum se pohyboval na stále akceptovatelných 75 mV. Připomínám, že to je hodnota přijatelná dle specifikací Intelu pro CPU na základních frekvencích a napětí, pro čip pracující na 5 GHz s napětím 1,5 V je to skvělá hodnota. Napájecí kaskáda Asus uspěla na výbornou, takhle má extrémní napájení vypadat i v praxi. Zde si Asus odnáší nejvyšší ocenění, marketingové materiály o tomto napájecím okruhu hovořily jako o lepším než konkurence zcela oprávněně.

POZOR! Takto budou od této chvíle vypadat všechny testy základních desek a dalších komponent. Osciloskop již máme, tedy už od příští recenze se těšte na podobné srovnání vyrobené přímo naší redakcí. Rozdíly jsou dnes mezi deskami ve výbavě a vzhledu minimální, zabrousíme tedy pořádně do hloubky a odhalíme každou slabinu řešení výrobců.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
66 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 29Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.