你所不知的主機板設計學問1:處理器電源迴路設計優劣解析

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哪種迴路最佳?

看了這幾種不同的迴路設計,大多數的使用者可能還是很茫然,到底哪一種設計最好,在選購上是否要針對這些環節進行篩選。又或者說哪一種設計是千萬碰不得,選擇上應該要避免,或者是預算不足,是否該在這塊做出取捨。

還是說新的東西就是最好?挑選上只選擇這類型設計,其他都是不被新時代所接受的老古板,陳舊設計,這點倒也非絕對,以下將會分為3點進行探討,到底處理器迴路在變革中,帶給我們什麼樣的改變。又或者是純粹廠商間的行銷手法,以一變應萬變,同樣的結果,換個過程,就是一種全新的技術,這些都是我們值得深入研究的關鍵。

時代在進步

以類比、混合式數位、數位這3種變革中,我們可以發現在電路設計所佔用的佈線區域是逐漸降低,以往在類比設計上,需要大且廣的區域佈線,且同時需要考量解熱能力上的搭配,在必要時還得加上被動式散熱片,才得以使系統穩定運作。

然而在新的設計推出後,我們可以發現近年處理器周邊元件,數量逐年下降的現象,觀察入微的使用者甚至可以發現,華碩、技嘉已經不再像以往瘋狂的堆料,或是在宣傳中強調在迴路中採用幾相電源。

其最主要原因有三,第一,電子元件的耐電流與特性越來越好,以往需要多個元件並聯的設計,在現代僅只需要1個就可擁有同等效果,在設計上除非特殊因素,實則沒必要堆料,無疑增加線路上的複雜度與理論成本。

第二,Intel推出FIVR後,僅只需要保持迴路可以承受輸入給予處理器所需電流即可,在各項性能指標中,大多不存在以往的舊觀念,多並不能給予處理器更好的發展空間。第三,在高效能的元件上,採用多相反造成效率低落,出現傷本傷身的效果。

首重設計技巧

另外在電路設計上,並不存在絕對性,也就是說,理論上只要技巧得宜,即使是較陳舊的設計,仍然有可能激發出潛能極限,表現更勝新設計。不過為什麼會出現這樣子的結果,其實道理非常簡單,一個設計經過長時間的琢磨,在被摸透所有特性與缺陷之後,在設計上即可輕易避免這些問題點,將優點強化。

反而是在新式設計,因純熟度不足的狀況,貿然採用進而失敗的案例不在少數,雖然新設計理論上較佳,但在設計者尚未摸清底細之前,仍可能無法發揮其該有的效能,甚至引起一些不必要的狀況。

後看搭配料件

最後則是在同一套產品設計中,不同的搭配料件,可能會出現不同的結果嗎?答案是肯定的,不過其結果會因採用更好的料件而表現更佳嗎?答案為不確定的。這點其實非常耐人尋味,使用較昂貴的元件,確得不到更好的結果,那為什麼要用呢,這其實是種謬思。

以電容的ESR來講,電解、固態、鉭質、陶瓷,都常見於主機板上,其中又以鉭質為目前的新寵兒,以特性來看,鉭質表現最好,不過卻不良於低溫環境下,故會出現表現較差的狀況,這點則是沒有掌握好環境因素所造成的問題。

這也代表著並非所有高檔元件湊在一起,就能夠發揮最大化效能,這也是電路設計上,最為有趣的一點,世事非絕對,唯有不斷的矯正,累積經驗,才能夠擁有相對理想的設計。

你所不知的主機板設計學問1:處理器電源迴路設計優劣解析

▲曾經紅極一時的Volterra數位電源方案,特色在濾波電容,全數採用高頻的陶瓷電容。

 

 

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