Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz
Hardware Článek Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče | Kapitola 8

Z. Obermaier

Z. Obermaier

21. 4. 2011 03:00 14

Seznam kapitol

1. Konkurence pro Asus ROG 2. Testovací sestava 3. Představení 4. Vlastnosti 5. Specifikace a software 6. Bližší pohled 7. Detaily desky, čipy
8. Napájení desky 9. BIOS 10. Přetaktování 11. Měření aplikačního výkonu a spotřeba 12. Zvukový kodek a síťový čip E2100 Killer 13. Hodnocení

Základní desky mířené přímo na hráče se těší velké oblibě. Líbivý vizuál, spousta „zbytečností“ a agresivní barevná schémata jsou ve světě zkrátka v kurzu. Ukousnout z tohoto lukrativního trhu si chce i jednička na trhu s deskami – Gigabyte, který tento segment opomíjel. Jak se mu deska z nejvyšší herní řady „G1“ povedla?

Reklama
Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Na obrázku vidíme napájecí okruhy desky. Červeně je označena kaskáda napájení procesoru. Ta je tvořena šestnácti fázemi z DrMOS mosfetů společnosti Vishay. Další dvě fáze z tradičních mosfetů Renesas napájí Uncore část procesoru, ty jsem označil oranžově. Růžově jsou zvýrazněné napěťové kontroléry. Žlutě jsem zvýraznil dvě fáze napájení severního můstku a modře dvě fáze napájení pamětí. Poslední barvička – zelená pak patří napájecím konektorům desky.

POZOR! Abyste nemuseli jít pro srovnání napájení do minulé recenze, zkopíroval jsem první část z testu desky Asus do této kapitoly, tedy vše máte zde, na jednom místě. Bude to jednodušší pro srovnání a přehlednost.

Digitální a hybridní?

U minulé recenze jsem vysvětloval rozdíl mezi analogovým a digitálním napájecím okruhem. Jelikož 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 vloni 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.

Klasické řešení Volterra

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

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 (jediný na světě umí ovládat deset fází nativně). 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 postará v podstatě sám Master čip. Velice důležitá je i malá náchylnost tohoto řešení k rušení. Nevýhoda je právě ve spojení všech mosfetů s Master čipem a sériové zapojení za sebou. 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 jsme 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 spojeny s hlavním kontrolérem. Na základních deskách jsem toto řešení ale ještě neviděl.

Řešení Asus Extreme Digi+ engine

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

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. 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. 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.

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Abyste měli jasnější představu, 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 – Driver. Dále pak horní a dolní (Hi a Lo) mosfet, společně s pasivními prvky, tedy kondenzátorem a cívkou. Naše testovaná deska má kaskádu ještě v první verzi, takže 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.

Řešení s DrMOS od Gigabyte

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Existuje samozřejmě ještě třetí řešení z čipů DrMOS. S ním se setkáme právě u dnes testované desky Gigabyte a podrobně jej srovnáme s těmi dnes zmíněnými. Gigabyte na to šel totiž zcela jinak a vytvořil nejkomplikovanější napájecí kaskádu na základní desce pod Sluncem. Dle mého názoru kaskádu dokonce až překombinoval. Hlavním obvodem je samozřejmě napěťový kontrolér, zde Intersil ISL 6336G. Jde o šestifázový ovladač, ovšem tentokrát výrobce využil pouze čtyři jeho fáze. Pokud by šlo o běžné řešení, byl by kontrolér připojen přímo k mosfetu DrMOS, ten v sobě totiž integruje Driver i dva výkonové mosfety (Lo a Hi). Toto řešení používá MSI. Tímto způsobem by ale šlo s tímto kontrolérem udělat maximálně šestfázové řešení kaskády. Nabízí se tedy řešení zdvojení mosfetů frekvenčním děličem, což je zcela běžná praxe (třeba u grafických karet). Jedna fáze z kontroléru se přivede na dělič a ten vytvoří dvě větve (normal a inverted) pro dva mosfety (zde celé čipy DrMOS). Výsledný počet fází by byl dvanáct. To se ale výrobci zdálo málo, i když dle mého názoru to bohatě stačí.

Inženýři Gigabyte tedy přistoupili k poněkud zvláštnímu řešení této situace. Místo zakoupení vícefázového kontroléru místo toho stávajícího, přidali do obvodu ještě jeden frekvenční dělič, tedy vlastně dva. Zapojení tedy vypadá takto: jedna fáze z napěťového kontroléru jde na frekvenční dělič, ten fázi rozdělí na dvě s poloviční frekvencí. Ke každé z této dvojice fází se pak připojí další dva frekvenční děliče. To máme v jedné fázi tři děliče. Ke dvěma z nich se pak připojí čtveřice DrMOS čipů. Je to komplikované, udělal jsem proto názorný obrázek nahoře. V jedné fázi tedy kontrolér ovládá čtyři DrMOS čipy. Máme čtyři fáze, to jest šestnáct DrMOS čipů připojených ke kontroléru. V tuto chvíli bychom klidně mohli hovořit o čtyřfázovém napájení, což tak i vypadá. Kontrolér ale umí frekvenční děliče vypínat a zapínat dle libosti (dle naprogramování). Můžeme tak klidně obvod považovat za osmi nebo šestnáctifázový. Velká slabina tohoto řešení je v pracovní frekvenci mosfetů. Jak naznačuje obrázek, každým dělením na dvě další fáze se také dělí frekvence. I když kontrolér na začátku může pracovat se 1000 kHz, mosfety nakonec tikají jen na 250 kHz jako u nejběžnějšího analogového obvodu.

Jaké jsou výhody tohoto řešení? Pokud jeden mosfet shoří a nic sebou nevezme (a není ve zkratu), nic se neděje a vše může fungovat dál a ani nic nepoznáte. Také maximální proud, jež může být dodán do obvodu, je gigantický, každý z mosfetů může dodat až 20 až 30 A. Pokud ale shoří nebo se poškodí jeden z hlavní frekvenčních dělitelů, přijdete o celou fázi a čtyři funkční DrMOS čipy. Další nevýhodou je složitá synchronizace výstupů mezi všemi mosfety, každý dělitel může mít trochu jinou charakteristiku. Také nízká pracovní frekvence mosfetů popírá právě výhodu digitálního napájení s vyššími frekvencemi. Jde zkrátka o zajímavé řešení vyrobené za účelem připojit k šestifázovému kontroléru až 24 fází u nejvyšších modelů desek. Nyní se podívejme na napájení částí dnešní desky v detailech:

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Procesorová jádra napájí šestnáct fází sestavených z DrMOS mosfetů od společnosti Vishay. Maximální proud, který obvod může teoreticky dodat do procesoru, je 480 A. Pouze ale za teploty čipů do 70 stupňů. Mosfetům sekundují na vstupu napětí kvalitní kondenzátory (zřejmě Nichicon) s kapacitou 560uF.

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Paměti a severní můstek jsou proti procesoru napájeny podstatně jednodušeji. Jde o dva nezávislé okruhy ze dvou analogových fází. Každá fáze se skládá ze dvou mosfetů (Hi a Lo) TrenchMOS od Renesas, kondenzátorů a cívek. Oba okruhy řídí samostatný kontrolér Intersil 6322. Jde o dvoufázový kontrolér.

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

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 pamětí a severního můstku. Jde o dvě fáze sestavené z běžných mosfetů s vlastním kontrolérem. Obvod doplňují tři cívky a kondenzátory. Mosfety jsou vybaveny malých chladičem (na obrázku je sundaný).

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Na první fotografii je hlavní PWM kontrolér od Intersil. Jde o šestifázový kontrolér splňující poslední standardy Intelu. V tuto chvíli už je jasné, že zapojené čtyři digitální fáze jsou zdvojené nejprve na osm a poté na šestnáct fází. Obvod na druhém obrázku zřejmě pochází z produkce společnosti Vishay a jde o jednoduchý frekvenční dělič. Na desce jich je osazených dvanáct, jejich funkce je popsaná a nakreslená výše.

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Na fotografii vidíme mosfety a Driver v pouzdru DrMOS. Společnost Vishay je jedním z větších výrobců těchto čipů, největším konkurentem jí ale bude Renesas. Jaký je rozdíl v efektivitě mezi čipy obou těchto výrobců jsem rozebíral v této kapitole u recenze jiné desky.

Napájení v praxi, aneb pod drobnohledem

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Když mi poslal kolega / taktovač z Ukrajiny TiN odkaz na svůj test napájení desky Asus a Gigabyte, 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.

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

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 Gigabyte GA-P67A-UD7, napájení je ale řešené téměř stejně, tedy jako ilustrativní hodnocení kvality návrhu stačí dokonale. Podívejme se na měření 5GHz přetaktovaného procesoru:

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

První průběh ukazuje systém po úspěšném startu operačního systému. Počítač je nyní v klidu a v napětí procesoru je vidět nízký šum pod 10 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. Zde je deska Gigabyte lepší než před týdnem testovaný Asus, rozdíly jsou ale zanedbatelné.

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Relativně nízká zátěž procesoru – spuštěn byl test SuperPi, který zatěžuje pouze jedno jádro procesoru. Jak vidíte na obrázku, šum narostl na 10 mV. Nenechte se zmást výraznějším průběhem než v prvním případě, u tohoto obrázku byl rozsah snížen z 20 mV na 5 mV, tak vypadá průběh hrozivěji. Je ale stále dobrý, šum kolem 10 mV je stále hodně slušná hodnota, opět o kousek lepší než u desky Asus.

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Další průběh ukazuje průběh napětí při změně ze střední zátěže do vysoké. Zde bohužel Gigabyte ztrácí body, špička dosahuje úrovně 115 mV a to je už hodně nad maximální přípustnou hodnotu. Jde o špatnou implementaci LoadLine kalibrace nebo problém se synchronizací (zapínáním) mosfetů.

Gigabyte G1.Assassin – špičková deska určená pro hráče
i Zdroj: PCTuning.cz

Poslední procesorový test – 3D Mark 06 ukazuje také slabiny systému. Výkyvy jsou sice stále v normě do 70 mV, jsou ale hodně nepravidelné a výrazné. Příčinou je zde právě složitější synchronizace frekvencí mosfetů a jejich spínání. Kontrolér se sice snaží co může, i tak zde ale podává konkurenční deska hladší průběh napětí.

Pokud bych zde měl srovnat kvalitu a řešení napájení desek Gigabyte (DrMOS) a Asus (Digi+), vyhrává o malý kousek druhý výrobce. V mnoha situacích mají obě desky podobné průběhy a napájení není výrazně postižené šumem, ovšem v některých situacích napětí u desky Gigabyte oscilovalo výrazněji než u konkurence. Rozdíly nejsou nijak zásadní, obě řešení jsou si velice podobná, napájení Asus je ale možné lépe nastavit frekvencí a dalšími faktory (řídící napětí), což tato deska Gigabyte neumožňuje a proto možná o vlásek prohrála. Pro plné srovnání naší vlastní metodikou si musíme počkat až na test OC desky s možností ladění napájení.

Předchozí
Další
Reklama
Reklama

Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.

Reklama
Reklama