新式主機板設計

隨著第三代 Ryzen 桌上型處理器系列上市,所搭配的 X570 晶片組主機板也有多種變化,其中最大的亮點依舊在 PCIe 4.0 標準,為此必須強化相關料件選用與佈線設計,其中之一為電路板材質。過去經常使用的 FR4 介電常數已不符合高速訊號傳遞需求,必須變更為 mid-loss 或是 low-loss 材質,此材質不僅墊高成本,相對透光率也較差,過去可以在主機板背部安置 LED,並以不塗佈防焊漆強調接地層隔離的作法,未來也會消失。

▲ 過去音效處理區類比接地與數位接地之間,不塗佈防焊漆並焊上 LED 強調接地層隔離的作法,因應 PCIe 4.0 而採用介電常數較低的電路板材質較不透明,未來將會消失。

另一方面,改用 mid-loss 或是 low-loss 材質電路板,記憶體訊號完整性間接受惠,加上第三代 Ryzen 桌上型處理器賣點之一為記憶體超頻性,多款主機板記憶體 DIMM 插槽佈線轉換至 Daisy Chain 而非 T-Topology,目前已有非極限超頻狀態,空冷即可支援 DDR4-5000 以上的數據傳出。

▲ 第三代 Ryzen 桌上型處理器將記憶體頻率支援性列為改進重點之一,多款 X570 晶片組主機板記憶體 DIMM 插槽佈線採用 Daisy Chain。

另一方面,因應 PCIe 4.0 而更換電路板材質還不夠,引導 PCIe 通道至不同插槽的快速切換器須改用支援 16GT/s 以上的版本,並且視各插槽最終量測到的訊號完整性狀況,可能還必須加上 Redriver 加強訊號品質。當然,多個晶片也就多一分成本,因此 X570 晶片組主機板相對過去 X470 時代,價格自然有所成長。

▲ 負責切換 PCIe 通道至不同插槽的快速切換器,須採用支援 16GT/s 以上的型號版本,甚至還要加上 Redriver 加強訊號品質。

供電轉換規模升級

因應即將於 9 月推出的實體十六核心 Ryzen 9 3950X 處理器,並提供超頻餘裕,無論 X570 晶片組主機板的市場定位或高或低,處理器供電轉換規模再次得到加強,可能是 PWM 控制器輸出 6/7 相再透過倍相器升級成 12/14 相、或是直接採用並聯 2/3 個 MOSFET 加強單相電流輸出能力。

▲ ASRock X570 Taichi 主機板處理器核心供電轉換,由 Renesas ISL69147 輸出 6 相 PWM 訊號于 6 個 ISL6617A 倍相器,再擴展成 12 相規模,單相由 1 個最高支援 50A 電流的 Vishay SiC634 負責。

說到處理器核心供電轉換,最為兇猛的設計當屬 GIGABYTE X570 AORUS XTREME 和 X570 AORUS Master,採用今年 Infineon 剛推出不久,目標伺服器市場的 XDPE132G5C 數位 PWM 控制器,最多能夠直接輸出 16 相 PWM 訊號,避免以往多相電源轉換需經過倍相器,造成訊號延遲惡化暫態反應速度。

▲ Infineon XDPE132G5C 數位 PWM 控制器原本的目標為伺服器市場,GIGABYTE 取其作為 X570 AORUS XTREME 和 X570 AORUS Master 主機板的處理器供電 PWM 控制器。

X570 AORUS XTREME 主機板處理器核心供電規模達 14 相,次一階的 X570 AORUS Master 主機板核心供電規模則是 12 相,雙方處理器 SoC 供電均為雙相規模設計。X570 AORUS XTREME 單相交由 1 顆最大支援 70A 的 TDA21475,X570 AORUS Master 則是改採單顆最大支援 50A 的 IR3556。

▲ X570 AORUS Master 處理器供電轉換單相採用 1 顆 IR3556。

MOSFET 散熱片設計,GIGABYTE 這 2 張主機板並未如同其它廠商以美觀優先,採用成本較高、散熱效果較好的鋁鰭焊接設計,內部安排 1 條 6mm 熱導管,採用直觸式設計透過 Laird 導熱墊直接擺在 MOSFET 上方。如此一來,即便玩家在處理器採用水冷散熱方式,也不用怕供電轉換過熱影響功率輸出。

▲ GIGABYTE 從 X570 AORUS XTREME 至 X570 AORUS PRO 為止,處理器供電轉換散熱器均為最大化表面積的鋁鰭焊接設計。

X570 發熱量不小

X570 晶片組相對前一世代 400 系列而言,連接規格可謂大幅度躍升,不僅與處理器採用 PCIe 4.0 x4 規格相互連結,甚至連對外 PCIe 通道也升級成 PCIe 4.0 規格,遑論 USB 介面規格也是 USB 3.2 Gen 2,平台規格一舉超越 Intel。PCIe 通道數量和 SATA 介面數量更是改善重點,前一世代晶片組主機板可見到大量切換器晶片的盛況不再。

▲ X570 晶片組平台通道數量與規格示意圖。

只是塞了這麼多高規格的介面通道,X570 晶片組 TDP 具聞也竄升至 15W,甚至比 Intel 小核心 Gemini Lake 設計 Pentium Silver J5005 的 10W 還多,因此絕大多數主機板廠商均替晶片組加裝 1 個薄型風扇,旗艦版本甚至還會有熱導管、水冷設計。當然,StoreMI 加速技術依舊可以繼續在 X570 晶片組主機板免費取得授權。

▲ AMD X570 晶片組規格與通道數量均有提升,採用被動散熱片不足以排除廢熱,多數廠商均會加上薄型風扇。

Multi-Gig 與 802.11ax

對價格敏感的消費市場而言,1 個新規格的普及,或許不在於能夠帶來多大的好處,而是導入成本可以多便宜。10Gbps 有線網路晶片價格仍然高企,積極推動 5Gbps/2.5Gbps 的 Aquantia 同樣如此,最終還是要靠台灣螃蟹 Realtek 幫忙。RTL8125 支援 2.5Gbps 有線網路,型號尾綴 AG 字樣表示提供 Dragon 網路傳輸優先權調整軟體,讓研發工程師更開心的是,RTL8125 只需 1 條 PCIe 2.0 通道即可,佈線相對容易。

▲ Realtek RTL8125/RTL8125AG 最高支援 2.5Gbps 有線網路,成本相較它廠更便宜。

適逢 Intel 推出便宜的 802.11ax 雙空間流 Wi-Fi 6 AX200 無線網路卡,多款 X570 主機板趁勢直接投入 802.11ax 標準的懷抱,5GHz/160MHz 可提供 2402Mbps 連線速度,藉此增加產品賣相。

▲ 由於 Intel Wi-Fi 6 AX200 無線網路卡報價對比前一代 Wireless-AC 9260 僅高出美金 1~2 元,若是廠商原本就要為主機板加裝無線網路卡,多數直接選擇升級至 Wi-Fi 6/802.11ax 世代。

 

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R.F.
1.  R.F. (發表於 2019年7月08日 02:19)
To 藍如水:
真的耶,感謝指正,筆者腦袋這幾天也縮缸了......

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