【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 段故事，還得追溯到NVIDIA GeForce 8800 GTX年代，那時(shí)候NVIDIA發(fā)布了一個(gè)名為“CUDA”的程序開發(fā)包。簡(jiǎn)單來(lái)講，就是利用CUDA這個(gè)平臺(tái)，讓更多以前需要CPU來(lái)處理的任務(wù)，包辦給GPU去運(yùn)算。隨著開發(fā)進(jìn)程的加速，支持CUDA的應(yīng)用越來(lái)越多，軟件也逐漸豐富起來(lái)，其中對(duì)于PC用戶來(lái)講最主要的兩個(gè)用途就是壓縮文件和CUDA解碼高清視頻的應(yīng)用。CUDA發(fā)布后，AMD方面也發(fā)布了Stream通用加速技術(shù)，究其原理與CUDA非常相似，但二者之間沒有辦法融會(huì)貫通。為了解決兩者通用的問(wèn)題，2009年初，不少IT巨頭牽線組成了OpenCL通用計(jì)算聯(lián)盟，共同致力于推動(dòng)CPU、GPU、DSP(數(shù)碼設(shè)備的專用處理器)以及其它一些專用設(shè)備的通用化進(jìn)程。除此之外，GPU也在扮演一些其它的角色，例如在搭配了HDMI接口之后，GPU甚至能夠?qū)Ω咔逡曨l中所包含的聲音信號(hào)進(jìn)行處理，而這在以前是音效芯片的專利，現(xiàn)在GPU的用途正在進(jìn)一步擴(kuò)大。元器件逐個(gè)數(shù)5 從PWM看主板供電設(shè)計(jì)主板沒電怎么玩？作為一臺(tái)電腦的平臺(tái)和基礎(chǔ)，主板不僅僅承載了所有的配件，還為這些配件提供“動(dòng)力”保證。主板的供電設(shè)計(jì)是怎么樣的呢？我們常常在各種各樣的宣傳廣告、介紹文章中看到諸如“超級(jí)24相供電設(shè)計(jì)”、“豪華5+1供電方案”等字眼。多相供電有什么好處，“+1”之類的設(shè)計(jì)又代表什么？其實(shí)這些都不難，現(xiàn)在就帶你了解主板供電設(shè)計(jì)的方方面面。主板供電的發(fā)展之路，從一相開關(guān)供電談起主板供電技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟，從早期的線性供電，發(fā)展到今天的開關(guān)供電，已經(jīng)再難尋覓更大的突破。那這所謂的開關(guān)供電是怎么回事呢？別急，馬上為你揭曉答案，我們得從最基礎(chǔ)的一相開關(guān)供電看起。供電電路的核心—PWM芯片單獨(dú)的一相開關(guān)供電(以下簡(jiǎn)稱一相供電），包括了PWM芯片(也就是所說(shuō)的脈沖寬度調(diào)節(jié)芯片)，電容、電感、MOSFET以及必要的導(dǎo)線。在供電電路工作時(shí)，PWM芯片會(huì)控制MOSFET輪流導(dǎo)通，并通過(guò)電感和電容組成的LC濾波電路，最終輸出純凈、穩(wěn)定的直流電。看似很復(fù)雜，其實(shí)很簡(jiǎn)單：在整個(gè)供電電路中，PWM芯片就是核心，它好比樂隊(duì)的總指揮一樣，控制著供電電路的開和關(guān)，也確定了供電電路的相數(shù)。PS：電感、電容和MOSFET的作用，所能感應(yīng)到的電流的強(qiáng)度，主板上電感的當(dāng)然不是這些電流，這里所說(shuō)的電感其實(shí)是指利用利用電磁感應(yīng)對(duì)電路產(chǎn)生影響的元件。 ，專門存儲(chǔ)電荷。目前主板供電部分使用的電容多是固態(tài)電容，憑借其不會(huì)爆漿的優(yōu)良傳統(tǒng)，主板的安全性也得到了提升。 Oxide Semicoductor Field Effect Transistor(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)，念著很饒口吧！我們不需要深究它的工作本質(zhì)，只需要知道這玩意兒是整個(gè)供電部分中最熱的部分，是影響供電能力比較重要的部件。相數(shù)是咋回事兒？且聽俺一一道來(lái)說(shuō)到這相數(shù)，也許有的朋友會(huì)犯迷糊，其實(shí)相數(shù)指的就是供電電路中有完整供電能力的“模塊”個(gè)數(shù)。說(shuō)到這兒，我們不妨把供電電路想象成馬車，當(dāng)有一條馬拉著這輛車的時(shí)候，這輛馬車就叫做一相供電。如果馬車配有兩匹馬，那么就可以叫做2相供電。以此類推，目前能看到應(yīng)用在主板上的單顆PWM芯片最多可控制12相供電電路。也就是說(shuō)有十二匹馬同時(shí)在拉這輛馬車。拋開拉車的馬匹，控制馬匹的車夫其實(shí)就是PWM芯片，它決定了主板的相數(shù)，比如一顆能控制6相供電的PWM芯片，它可以控制六匹馬為之供電。但是如果硬要再加兩匹馬，組成8相供電，已經(jīng)超過(guò)極限的PWM芯片就無(wú)法讓全部的馬匹工作，只能選擇其中6條發(fā)揮作用，反之如果只有4匹馬來(lái)拉車，PWM芯片就能輕松搞定，不會(huì)出現(xiàn)心有余而力不足的情況。數(shù)電感并不靠譜，主板供電電路是這樣看的在了解了主板的供電基本原理后，我們就可以實(shí)踐一下，看看一款主板到底屬于幾相供電。在絕大部分玩家的眼中，電感的數(shù)量就代表了供電電路的數(shù)量。這樣做有一定道理，但不完全正確。上文中我們總結(jié)到：PWM芯片決定了供電電路的相數(shù)。在最基本的供電電路中，電感數(shù)量和供電相數(shù)總是相同的。比如6相供電，會(huì)使用一顆控制6相PWM的芯片，外加6顆電感、12顆MOSEFT和若干電容。但實(shí)際產(chǎn)品卻和我們的想法大相徑庭。市售很多主板會(huì)在只有6相PWM芯片的供電電路中使用12顆甚至24顆電感，如果單純數(shù)電感的話，難免判斷失誤。出現(xiàn)這種問(wèn)題的主要原因還是成本和供電能力的博弈。如今的處理器在用電方面?zhèn)€個(gè)都“如狼似虎”，要養(yǎng)活這些大胃口的家伙，供電電路就需要輸出更大的電流才成。傳統(tǒng)的一相供電有一顆電感、上橋和下橋共兩顆MOSFET，在全速25A電流工作時(shí)溫度較高，單相供電電流難以提升。如果每相供電采用兩顆上橋和兩顆下橋共四顆MOSEFT、甚至兩顆電感，雖然不能提升一倍的電流供給，但卻能夠有效降低供電元件工作溫度，并提升每相供電能力，這就是通常所說(shuō)的并聯(lián)。這樣看來(lái)，數(shù)電感的朋友就要多留個(gè)心眼了，如果廠商采用了電感并聯(lián)的設(shè)計(jì)方法，那數(shù)出的電感數(shù)量就遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際的供電相數(shù)。其實(shí)，不會(huì)看設(shè)計(jì)沒關(guān)系，對(duì)于普通用戶來(lái)說(shuō)，你只需要查清楚PWM的型號(hào)，弄清PWM真正的供電相數(shù)就能得到你想要的答案了。揭開并聯(lián)電路的紅蓋頭，它們可不是劣質(zhì)產(chǎn)品別被圖中的12顆電感給“忽悠”了。其實(shí)這是采用并聯(lián)方式的六相供電。 就像我們?cè)趫D中標(biāo)注的一樣，每?jī)上喙╇婋娐方M成了一個(gè)并聯(lián)電路。千萬(wàn)甭以為采用并聯(lián)方式供電方案的主板就要矮人一頭，現(xiàn)在有很多主板采用了并聯(lián)電感和MOSFET的方法。假如這些產(chǎn)品在采用并聯(lián)方式以前，最大只能提供100A左右的電流，為了增加它的供電能力，我們?yōu)槊肯嚯娫炊嘣黾右活w電感和一顆MOSEFT，雖然無(wú)法成倍的提升性能，但也能為其提供多達(dá)140A甚至更多的電流，這也在很大幅度上提升了供電能力?！皵?shù)電感黨“注意了，這可不是6相供電，其實(shí)它只有5相供電，最上角的 電感主要用于濾波，和供電電路無(wú)關(guān)。 這里我們可以把原本容納電流的電感和MOSFET想象成一根水管，電流通過(guò)這根水管從起點(diǎn)流向終點(diǎn)，每次從管道里能流出100A的電流。當(dāng)“水”量無(wú)法填飽用電“大戶”的時(shí)候，咱們就得在這根管道中再接駁一根管道來(lái)送出電流。雖然新接管道后，每根管道只能提供70A左右的電流，但由于電流都從一根管子里流出來(lái)，其實(shí)際性能已經(jīng)得到了大幅提升，喂飽那些供電“大戶”也就不在話下了?！?1”設(shè)計(jì)哪里來(lái)？CPU加強(qiáng)，供電需要與時(shí)俱進(jìn)現(xiàn)在的主板可不單純是6相供電，12相供電。越來(lái)越多的主板說(shuō)它們的供電是“4+1相”、“6+2相”，這又是怎么回事呢？其實(shí)這還是為了保證處理器的穩(wěn)定運(yùn)行。如今，傳統(tǒng)的處理器核心供電方案已經(jīng)無(wú)法滿足處理器地用電需求。為此，英特爾和AMD拿出了相應(yīng)的對(duì)策，為了保障新產(chǎn)品的性能，兩家公司都為處理器內(nèi)部集成的特殊模塊提供單獨(dú)的供電。這也就是“+1”、“+2”的由來(lái)。比如。英特爾則要求為處理器內(nèi)部集成的內(nèi)存控制器、PCIE總線控制器以及其它北橋設(shè)備提供單獨(dú)供電。也就誕生了前文所說(shuō)的“4+1相”、“6+2相”等供電方案。 我也說(shuō)一句在上期雜志中,我們介紹了板卡開關(guān)電源電路中常見的PWM芯片特點(diǎn),在本期文章中我們就和大家一起來(lái)繼續(xù)探討一下與PWM芯片相輔相成的MOSFET元件的特點(diǎn)?，F(xiàn)代板卡為什么會(huì)首選MOSFET做為供電元器件呢？目前主流的MOSFET有何特點(diǎn)呢？在本期文章中我們就和大家一起來(lái)全面了解一下這個(gè)熟悉而又陌生的元件。MOSFET是什么？在各種開關(guān)電源的開關(guān)電路中，我們都可看到MOSFET的身影。在主板中，該元器件常位于CPU插座和主板外部接口之間，在內(nèi)存插槽和外部顯卡插槽的旁邊也有零星分布。在顯卡上，顯卡的核心和顯存供電部位皆可見到該元器件。從元器件排列狀況來(lái)看，MOSFET常以2個(gè)一組或1上2下(3個(gè))、2上2下(4個(gè))排列，由多組成對(duì)同類元件組成多相供電單元，與PWM芯片、電感、電容等元器件一起為CPU/GPU等部件提供穩(wěn)定電壓。采用DPAK封裝的MOSFET，4相供電，每相采用三個(gè)MOS管MOSFET究竟是什么呢？MOSFET的英文全稱是Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，中文意思為金屬氧化物半導(dǎo)體型場(chǎng)效應(yīng)管。如果將這個(gè)英文拆開來(lái)看，我們可以發(fā)現(xiàn)該元器件的基本特點(diǎn)—Metal=金屬、Oxide=氧化物、Semiconductor=半導(dǎo)體、Field Effect=場(chǎng)效應(yīng)、Transistor=晶體管，所以MOSFET就是以金屬層(M)的柵極隔著氧化層(O)利用電場(chǎng)的效應(yīng)來(lái)控制半導(dǎo)體(S)的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，是由金屬、氧化物(SiO2或SiN)及半導(dǎo)體三種材料制成的器件。所以很多人也常將MOSFET簡(jiǎn)稱為“MOS管”或“場(chǎng)效應(yīng)管”。采用DPAK封裝的主板內(nèi)存部位的MOSFETMOSFET與開關(guān)電源技術(shù)的廣泛應(yīng)用密切相關(guān)。眾所周知，開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)晶體管(如MOSFET)的開通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源技術(shù)，所以MOSFET屬于一種標(biāo)準(zhǔn)的(電)壓控(制)元件。采用DPAK封裝的顯卡顯存部位的MOSFET從這種開關(guān)電源的基本工作原理就可看出，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC、2個(gè)及多個(gè)MOSFET、電容、電感等元器件構(gòu)成，在工作時(shí)，由PWM芯片進(jìn)行控制，電流先通過(guò)上橋MOSFET流入，利用線圈的存儲(chǔ)功能，將電能集聚在線圈中，然后關(guān)閉上橋MOSFET管，打開下橋的MOSFET，線圈和電容持續(xù)給外部供電。然后又關(guān)閉下橋MOSFET，再打開上橋讓電流進(jìn)入，如此反復(fù)進(jìn)行，輪流的開關(guān)(導(dǎo)通)MOSFET，以形成穩(wěn)定的電壓供應(yīng)。這也就是“開關(guān)”電源這一名稱的來(lái)歷。在板卡上廣泛應(yīng)用的DC→DC開關(guān)電源的基本原理目前開關(guān)電源技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于各種電源中，包含常見的AC(交流)→DC(直流)，如PC電源、筆記本電腦的電源適配器、液晶顯示器的供電部位；DC(直流)→DC(直流)，如常見的主板處理器供電電路、顯卡供電電路、數(shù)碼相機(jī)直流電路等應(yīng)用形態(tài)。MOSFET也因?yàn)殚_關(guān)電源技術(shù)的廣泛應(yīng)用而倍受關(guān)注。從封裝認(rèn)識(shí)MOSFET相比傳統(tǒng)的線性電路中的二極管、三極管等元器件，MOSFET是一種多路導(dǎo)電的單極型電壓控制器件，具有開關(guān)速度快、高頻特性好、熱穩(wěn)定性優(yōu)良、驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單、驅(qū)動(dòng)功率小、安全工作區(qū)寬、無(wú)二次擊穿問(wèn)題等顯著優(yōu)點(diǎn)，能為現(xiàn)代電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電壓。SOT封裝，可以看做是被小型化了的DPAK早期常見的MOSFET多采用DPAK封裝，它是一種簡(jiǎn)單的的表面貼片封裝。共有三個(gè)腳，分別為柵極(G)、漏極(D)、源極(S)，通過(guò)PWM芯