華碩 A8N32-SLI八項(xiàng)豪華供電模塊探秘
華碩A8N32-SLI DELUXE這款主板的推出給人們帶來的不僅僅是雙16X等眾多完善的功能配置及其強(qiáng)大的性能，更獨(dú)特的是比較獨(dú)特的采用了多達(dá)八項(xiàng)的CPU供電模塊，而且八項(xiàng)供電回路全部集成在CPU插座周圍，令人嘆為觀止！
橫豎兩列分布的八項(xiàng)供電設(shè)計(jì)
目前主流的NF4平臺(tái)最常見的就是三項(xiàng)供電回路，四項(xiàng)比較少見，一般多用于Intel 875/925/955等芯片組上。此前技嘉曾推出過獨(dú)有的插卡式DPS供電方案，通過額外的升級(jí)模塊達(dá)到3+3的六項(xiàng)或者4+4的八項(xiàng)供電方案：
這種方案最初被認(rèn)為是非常BT的設(shè)計(jì)，八項(xiàng)供電用得著嗎？
三款A(yù)8N-SLI系列主板均為三項(xiàng)供電
華碩上一代產(chǎn)品A8N-SLI主板使用了標(biāo)準(zhǔn)的三項(xiàng)供電，而在新款A8N32-SLI上面一舉將供電模塊提升至八項(xiàng)，而且并非使用了技嘉那種升級(jí)方案，直接主板集成八項(xiàng)回路。這不禁讓人感到懷疑？真的是八項(xiàng)供電嗎？
大多數(shù)人分辨供電模塊的項(xiàng)數(shù)是通過觀察電感來判斷的，例如上圖乍一看還以為是四項(xiàng)供電，其實(shí)很多時(shí)候都有并聯(lián)多個(gè)電感或者多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的情況發(fā)生，因此實(shí)際上上圖所示僅為兩項(xiàng)供電。另外主板供電模塊當(dāng)中的一級(jí)電桿線圈也在附近，大多時(shí)候類型與多項(xiàng)回路中的電感有所區(qū)別，如上圖中為立式電感線圈。因此對(duì)于板型設(shè)計(jì)出色、元件排列均勻的主板傳統(tǒng)方法已不再適用。
既然是兩項(xiàng)供電，何必使用這么多元件呢？似乎有點(diǎn)浪費(fèi)了。那么看上去八項(xiàng)供電設(shè)計(jì)的華碩A8N32-SLI到底是幾項(xiàng)供電呢？
CPU核心供電VRM(Voltage Regulation Module，電源調(diào)整模塊)使用多項(xiàng)設(shè)計(jì)是目前的一種潮流，三項(xiàng)供電已經(jīng)習(xí)以為常，可以說是標(biāo)準(zhǔn)配置，而四項(xiàng)供電則是主流。那么到底何為“項(xiàng)”的定義呢？下面先作一個(gè)簡(jiǎn)單的說明：
單相降壓(Bulk)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如下：
可以看到一個(gè)高端場(chǎng)效應(yīng)管High side MOSFET(Q1)跟低端場(chǎng)效應(yīng)管Low side MOSFET(Q2)，一個(gè)輸出電感(L)以及一個(gè)輸出電容(C)，這樣構(gòu)成了最簡(jiǎn)單的單相交換式降壓電路。主板上面最基本單項(xiàng)回路構(gòu)成就是一個(gè)電感、一個(gè)電容再加上兩個(gè)MOS管。
各端點(diǎn)波形如下：
可以看出單相電路于電感端輸出電壓及波形會(huì)隨著每相ON-OFF交換而變動(dòng)，這時(shí)就需要電容、電感儲(chǔ)能來于截止時(shí)釋放能量，所以當(dāng)負(fù)載增大時(shí)，便需要更大的電感器以及更多的電容器，以儲(chǔ)存更多能量。
而且為了改善瞬時(shí)響應(yīng)，必須提升交換頻率，但過度提升交換頻率代表需要使用高速開關(guān)組件，然而MOSFET管的高速特性并不優(yōu)異，所以會(huì)導(dǎo)致切換效率的下降，進(jìn)而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換效率不佳。
High side MOSFET必須承受導(dǎo)通時(shí)負(fù)載所需電流，Low side MOSFET于截止時(shí)承受電容電感釋放儲(chǔ)能的能量，為了得到更大輸出時(shí)也需使用更大容量的產(chǎn)品，不僅發(fā)熱量高，成本也增加不少。
這就是大電流應(yīng)用場(chǎng)合，多相位式設(shè)計(jì)流行的原因。
下圖為二相降壓系統(tǒng)的簡(jiǎn)圖：
可以看到兩組單相電路輸出并聯(lián)，但光只是電路并聯(lián)并沒有用，控制波形也要進(jìn)行相位偏移動(dòng)作，讓兩組電路交互動(dòng)作，波形特性如下：
由波形看到，兩組電路因?yàn)橄辔黄?，使輸出波形得以重迭，就像一組以兩倍頻率運(yùn)作的電路，所以多相電路，可以以較低的交換頻率，各相累加后總交換頻率也可以提高。
通過以上的分析可以整理出多相式VRM具有以下的優(yōu)點(diǎn)：
1.因?yàn)檩敵鲭娏鞣峙渲粮飨辔?，所以每?duì)HS/LS MOSFET所承載的電流會(huì)比較小。
2.因?yàn)?/SPAN>MOSFET電流降低，導(dǎo)通時(shí)散發(fā)的熱量變少，且散布到各相區(qū)域，所以熱密度較小，散熱問題比較簡(jiǎn)單。
3.流過每相電感的電流變少，所以可選擇飽和電流以及有效電流較低的產(chǎn)品，降低成本。
4.總漣波電流因?yàn)橄鄶?shù)增加的關(guān)系，每個(gè)相位的漣波電流較低，輸出電容的數(shù)目得以減少。
5.因?yàn)榭傒敵鲱l率 = 單一相位交換頻率 * 相位數(shù)，較高的輸出頻率使得瞬時(shí)響應(yīng)也獲得了改善。
6.因?yàn)楦飨嚯娏鳒p小，每相MOSFET數(shù)目減少，可簡(jiǎn)化MOSFET驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)能力的問題。
然而采用多相位輸出主要難處在于如何去平衡每個(gè)相位的電流，假設(shè)電流平衡做的不好，在大電流輸出的相位將依電流平方的比例產(chǎn)生功率消耗，不僅導(dǎo)致過熱，并造成VRM效率降低。
揭開散熱片可以看到，每個(gè)電感都搭配兩個(gè)MOS管
上面使用了ADI產(chǎn)制的ADP3186 5BIT可程序化
就八相供電而言，使用多相控制器(如IR X-PHASE架構(gòu))直接控制，或是使用兩個(gè)四相控制器連結(jié)，采一主一副方式來達(dá)成，是比較常見的架構(gòu)。而ASUS僅使用單顆四相控制達(dá)成，是極具創(chuàng)新的做法，但只要能符合VRM 10規(guī)范，并滿足AMD規(guī)定的瞬時(shí)響應(yīng)要求，都是滿足要求的。
經(jīng)過專業(yè)儀器測(cè)量后，波形明確表示出該電源電路的運(yùn)作方式，以下圖形是以太克四信道數(shù)字示波器量測(cè)出前四相運(yùn)作輸出情形：
經(jīng)由圖形輸出顯示，各路波形分別占有1/8周期，也就是說每組電路分別在周期八個(gè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi)工作，的確滿足八相電路運(yùn)作模式。每相頻率為263KHZ，代表電路總交換頻率為263KHZ*8=2104KHZ，對(duì)于交換系統(tǒng)來說算是相當(dāng)高的數(shù)值。
那四路SPDT電子開關(guān)到底用途為何呢？據(jù)指出該SPDT用來切換各相的回授信號(hào)，使其符合原始四相系統(tǒng)，至于如何將原始四相控制信號(hào)產(chǎn)生成八相信號(hào)，這部分電路結(jié)構(gòu)就有待更深一層的研究。
總的來說，供電的穩(wěn)定度并非相數(shù)越多就表示越好，而是扎實(shí)的設(shè)計(jì)，才能使電路以及組件完全發(fā)揮，過度增加電路復(fù)雜性，容易增加故障機(jī)率。不如采用簡(jiǎn)潔有效的設(shè)計(jì)，將成本反映在售價(jià)或是其它組件方面，更是有利無害。
但是從輸出波形的角度來說，項(xiàng)數(shù)越多，電壓波動(dòng)幅度越小，越接近恒定值；而且每項(xiàng)回路所分擔(dān)的電流也較少，可以有效降低元件的發(fā)熱，增強(qiáng)供電模塊自身的穩(wěn)定性以及CPU的穩(wěn)定性。所以說只要克服多項(xiàng)供電設(shè)計(jì)方面的難度，采用封閉式電感以及固體電容等方案以降低相互之間的干擾，那么在不考慮成本的情況下八項(xiàng)供電的優(yōu)勢(shì)是不言而喻的。
最后從用戶的角度來說，華碩A8N32-SLI DELUXE雖然在BIOS電壓設(shè)置方面調(diào)節(jié)不夠?qū)捲＃聦?shí)上這些BIOS當(dāng)中的電壓調(diào)節(jié)選項(xiàng)與CPU供電為多少項(xiàng)并無直接關(guān)系，但是八項(xiàng)供電的設(shè)計(jì)的確能夠提供更加穩(wěn)定的CPU電壓和更加純凈的電流，其結(jié)果就是在較低的CPU電壓下能夠?qū)?/SPAN>CPU超到更高的頻率。這一結(jié)果不難理解，而且已經(jīng)被眾多媒體測(cè)試和用戶所證實(shí)。
對(duì)于超頻者來說，給CPU加壓能夠提高超頻成功機(jī)率、增強(qiáng)工作穩(wěn)定性幾乎是一條定律，這其實(shí)是一種假象，電壓越高CPU運(yùn)算出錯(cuò)的機(jī)率就越大，高壓極限超頻一般都僅能跑SuperPi，無法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。因此更多的超頻玩家關(guān)注的就是一顆CPU在不加壓的情況下能超到多少，或者在加少許電壓的情況下能較多高；所謂的優(yōu)品大都是指低壓下能夠超到較高頻率的CPU。但是當(dāng)一塊CPU體制一定的情況下，一塊多項(xiàng)供電的主板就能比較容易讓它達(dá)到低壓高頻的目的。
最后還是感覺主板巨頭華碩的做法讓人有點(diǎn)摸不著頭腦，以前Intel 875P主板的基本要求就是采用四項(xiàng)供電為Prescott CPU加強(qiáng)設(shè)計(jì)，但是大名鼎鼎的華碩P
