Gigabyte GA-X58A-OC – oranžový ďábel jen pro taktování | Kapitola 8
Seznam kapitol
Dnešní recenze už zcela finálně uzavře éru platformy Core i7-900 a čipsetu X58 Express. Tohle je ta úplně poslední deska určená pro patici LGA 1366, která se dostane na trh. Byla navíc vytvořena taktovači pro taktovače, takže jsme si vyzkoušeli extrémní taktování. A zcela poprvé vám ukážeme vlastní průběhy z osciloskopu.
Na obrázku vidíme napájecí okruhy desky. Červeně je označena kaskáda napájení procesoru. Ta je tvořena dvanácti fázemi z DrMOS mosfetů společnosti Vishay. Další tři 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.
Řešení s DrMOS od Gigabyte
Hlavní kontrolér Intersil nekomunikuje přímo s mosfety DrMOS, ale nejprve jeho signál přichází na šest děličů na zadní straně PCB (na obrázku nejsou), ke každému z nich je pak připojena dvojice mosfetů. Jde o šestifázový obvod se zdvojenými mosfety – dvanáct finálních fází napájení.
Tentokrát se výrobce držel krapet při zemi a vypustil z napájecího obvodu kopu frekvenčních děličů, jež jsme mohli vidět u několika předchozích desek Gigabyte. Hlavním obvodem je samozřejmě napěťový kontrolér, zde Intersil ISL 6336G. Jde o šestifázový ovladač, výrobce zde využil všech šest jeho fází. 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 šestifázové řešení kaskády a to se zdálo výrobci asi málo. Nabízí se tedy řešení zdvojení mosfetů frekvenčním děličem, což je zcela běžná praxe. 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 je tedy dvanáct.
Zapojení tedy vypadá takto: jedna fáze z napěťového kontroléru jde na frekvenční dělič, ten fázi rozdělí na dvě s poloviční frekvencí. K nim se pak připojí dvojice DrMOS čipů. Tentokrát to není moc komplikované, i tak jsem udělal názorný obrázek nahoře. V jedné fázi tedy kontrolér ovládá dva DrMOS čipy. Máme šest fází, to jest dvanáct DrMOS čipů připojených ke kontroléru. Zde bychom klidně mohli hovořit o šestifázovém napájení, což tak i vypadá. Kontrolér ale umí frekvenční děliče vypínat a zapínat dle libosti (dle naprogramování). Můžeme tak klidně obvod považovat za šesti nebo dvanáctifázový. Velká slabina podobného řešení u minule testované desky jsou pracovní frekvence mosfetů. Každým dělením na dvě další fáze se také dělí frekvence. I když kontrolér na začátku může pracovat s 1000 kHz, mosfety nakonec tikají jen na 250 kHz jako u nejběžnějšího analogového obvodu. To u této desky neplatí, dělič je ve fázi jen jeden a při frekvenci 1000 kHz pracují mosfety na 500 kHz, což je už slušný takt.
Jaké jsou výhody tohoto řešení? Pokud jeden mosfet shoří a nic s 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 vysoký, každý z mosfetů může dodat až 35 A. Pokud ale shoří nebo se poškodí jeden z hlavní frekvenčních dělitelů, přijdete o celou fázi a dva funkční DrMOS čipy. Další nevýhodou je složitá synchronizace výstupů mezi všemi mosfety, každý dělitel může mít trochu jinou charakteristiku. Nyní se podívejme na napájení částí dnešní desky v detailech:
Procesorová jádra napájí dvanáct fází sestavených z DrMOS mosfetů od společnosti Vishay. Maximální proud, jež obvod může teoreticky dodat do procesoru, je 420 A. Pouze ale za teploty čipů do 70 °C. Mosfetům sekundují kvalitní kondenzátory (zřejmě Nichicon) s kapacitou 470 uF.
Všechny méně důležité obvody řídí a ovládá dvoufázový kontrolér Intersil ISL 6312
Napájení pamětí tvoří čtyři TrenchMos mosfety společnosti Renesas složené do dvou fází. K dipozici mají kvalitní cívky i kondenzátory. Jde o analogový obvod.
Paměti a severní můstek jsou proti procesoru napájeny podstatně jednodušeji. Jde o dva nezávislé okruhy ze dvou fází – analogových. Každá fáze se skládá ze dvou mosfetů (Hi a Lo) TrenchMOS od Renesas, kondenzátorů a cívek. Oba okruhy řídí samostatný kontrolér Intersil 6312. Jde o dvoufázový kontrolér.
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 + jednu fázi sestavené z běžných TrenchMOS mosfetů s vlastním kontrolérem. Obvod doplňují tři cívky a kondenzátory.
Na první fotografii je hlavní PWM kontrolér od Intersil. Jde o šestifázový kontrolér splňující poslední standardy Intelu. V tuto chvíli už je jasné, že zapojených šest digitálních fází je zdvojených na dvanáct konečných fází. Obvod na druhém obrázku zřejmě pochází z produkce společnosti Vishay a jde o jednoduchý frekvenční dělič. Na desce jich je osazených šest, jejich funkce je popsaná a nakreslená výše.
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.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
