智擒三核處理器! 從主板供電設(shè)計看起

從處理器的發(fā)展史看,AMD一直都扮演著跟隨者的角色。不過在多核處理器浪潮席卷之時,AMD可以說是奇招制勝,先用不鎖倍頻的黑盒5000+獲得用戶親睞,后又推出三核的處理器,雖然是較四核的降級,不過也打破了多核心處理器核心雙數(shù)遞增的規(guī)律,比如雙核、四核,而這次業(yè)界首款單數(shù)多核處理器,即是今天我們要討論的主角——Phenom X3。

三核Phenom X3 8450即將進入600以下,你是否心動了?
隨著三核處理器上市大半年以來,三核也開始走向普及的層面,從最新的處理器價格看,主流雙核處理器價格都在400元以下,而Phenom三核8450處理器也猛降20元,現(xiàn)價僅615元。幾乎進入600元以下主流級階段,這給AMD平臺的主流級處理器增加了更好的選擇!
雖然Phenom X3的架構(gòu)并未有太多創(chuàng)新,但這樣一款處理器已經(jīng)引起眾多用戶的討論和猜疑,三核處理器從技術(shù)上來說是如何實現(xiàn)?其是否真像AMD宣稱的性能接近四核?相比雙核處理器,三核處理器的性能能否做到3>2?但這個讓人又愛又痛的處理器,并不是所有主板都能輕松駕御,尤其是目前炙手可熱的780G/790GX主板,那么今天更多的是將討論擒下三核處理器平臺,什么主板才是其非常好的選擇!
< 過去,AMD平臺裝機,或許大家選擇更多的是Athlon 64 X2雙核產(chǎn)品,性價比上無疑比Intel同價位的處理器要好,而對于不滿足雙核產(chǎn)品性能的用戶,就直接選擇一顆性能更強的Phenom四核處理器,但無疑Phenom四核對一般的消費者而言,價格高高在上,因次價格更親民的Phenom三核處理器自然的取代了中檔的位置!
按照目前核心的發(fā)展趨勢,雙核已經(jīng)徹底成為目前配機的主流,不但在臺式機,而且筆記本方面也已經(jīng)逐漸全面向雙核過渡,四核在臺式機方面已經(jīng)漸露鋒芒,目前的四核的爭奪在臺式機方面是異常激烈,可惜市場上面的景象卻是,雙核十分受歡迎,四核競爭如火如荼,卻因為價格太高而落得無人問津的地步,這種情況下,也是之所以會出現(xiàn)三核的重要原因。

三核Phenom X3 8450性能位于雙核和四核之間,價格則更傾向于雙核!
我們以僅600元的Phenom X3 8450為例,它是目前三核中價格最低的處理器,該處理器采用65nm工藝制造,主頻2.1GHz,外頻200MHZ,倍頻為10.5倍,HT總線為1000MHZ,支持 Hypertransport 3.0總線,默認電壓為1.264V,內(nèi)建一級數(shù)據(jù)緩存為64KB X3,一級指令緩存為64KB X3,二級緩存為512KB X3,最有特色的是Phenom X3系列都具備三級緩存,內(nèi)建三級緩存為2MB X1,采用AM2+(940接口),支持MMX(+),3DNnow!(+),SSE,SSE2,SSE3, SSE4A,X86-64指令集,性能方面十分接近4核的參數(shù)。
三核Phenom X3處理器可以說是原四核處理器的降級版,核心有四個變成三個,不但性能上,在功耗上,也更靠近四核處理器。
雖然可以看到,Phenom X4、X3處理器所公布的功率并不高,如X3 8750 TDP為95W,而羿龍X4 9950 TDP為140W,而當(dāng)處理器在運轉(zhuǎn)時,處理器并不是每時每刻都在最高的符合下運行,因此其實際功耗遠低于這個數(shù)值,對于一般的三核或者四核羿龍?zhí)幚砥鳎谀J主頻開啟PowerPlay后功耗也就是十幾W左右,滿載功耗50W左右或者更高,但是超頻后功耗會有大幅度的增加,尤其是加壓偏向于極限的超頻。
那么,如果僅從TDP上判斷不了三核會有多大的功耗,那要擒下三核,我們必須準備什么樣的平臺呢?
小常識:
TDP的英文全稱是“Thermal Design Power”,中文翻譯為“熱設(shè)計功耗”,是反應(yīng)一顆處理器熱量釋放的指標,它的含義是當(dāng)處理器達到負荷最大的時候,釋放出的熱量,單位為瓦(W)。
CPU的TDP功耗并不是CPU的真正功耗。功耗(功率)是CPU的重要物理參數(shù),根據(jù)電路的基本原理,功率(P)=電流(A)×電壓(V)。所以,CPU的功耗(功率)等于流經(jīng)處理器核心的電流值與該處理器上的核心電壓值的乘積。而TDP是指CPU電流熱效應(yīng)以及其他形式產(chǎn)生的熱能,他們均以熱的形式釋放,顯然CPU的TDP小于CPU功耗,優(yōu)秀的節(jié)能型處理器,TDP的數(shù)值一定要低于50W。
作為計算機各硬件子系統(tǒng)的工作平臺,主板承載著電流和數(shù)據(jù)流兩大流量。尤其是CPU供電部分,主板的供電部分設(shè)計好壞,關(guān)系到主板工作的穩(wěn)定性和安全性,歷來是廣大玩家評價一塊主板優(yōu)劣的重要依據(jù)之一。供電部分的電路設(shè)計制造要求通常都比較高,從玩家的角度來看,主板的供電設(shè)計還意味著超頻時能夠帶來更強的電壓能力,從而幫助處理器提升到更高的主頻。其中最為重要的當(dāng)屬主板的供電相數(shù),主板的供電部分設(shè)計好壞,直接關(guān)系到主板工作的穩(wěn)定性和安全性,多相供電是保證處理器運行穩(wěn)定的基礎(chǔ),尤其進行超頻時對主板供電的要求相應(yīng)更高,供電系統(tǒng)的設(shè)計對處理器超頻性能影響較大。隨著目前的AMD處理器全面65nm制程,功耗相對低了,電壓低了,不過也讓CPU工作于大電流、低電壓狀態(tài),所以一個開關(guān)電路無法很可靠地給它供電,為了降低開關(guān)電源的工作溫度,最簡單的方法就是把通過每個元器件的電流量降低,把電流盡可能的平均分流到每一相供電回路上,必須采用多個開關(guān)電路并連工作的方式才行,因此主板會有多相供電的電路設(shè)計。
獨立主板可能相對會好一些,而目前無論78G還是790GX主板,很多廠商都定位在整合范圍內(nèi),如果想上三核穩(wěn)定并能超頻,那么就要注意主板的N+1相供電了,這就在于三核和四核羿龍TDP比雙核速龍高,同時AM2+接口和其他接口標準都不一樣,由于K10處理器的集成內(nèi)存控制器需要的供電會比K8更加嚴格,因此很多廠商都會在原始的供電設(shè)計上為內(nèi)存控制器再加入一個獨立的供電相,也就是我們所說的“N+1”相供電設(shè)計。
什么是N+1供電?目前市場上的主板都采用分離式多相供電,所謂“N+1”相供電設(shè)計,是其中“1”組供電專供北橋芯片,讓三級緩存、HT總線和內(nèi)存控制器與核心使用不同的電壓,另外的“N”組供電則為處理器服務(wù),主板不同的供電設(shè)計決定了產(chǎn)品對處理器支持的表現(xiàn)。
如果根據(jù)芯片廠商最終的設(shè)計思路,支持Phenom X3是完全沒有任何問題的,但事實并非如此,目前的主板由于市場競爭殘酷,很多產(chǎn)品由于求全價格,并沒完全遵照AMD的設(shè)計規(guī)范,我們從目前市售的790GX主板就能看出,設(shè)計高檔的一些主板,由于要滿足不少中高檔處理器,在供電設(shè)計上,為滿足這類用戶的需求,廠商的則會偏向于中高檔處理器來進行設(shè)計,而低價的790GX就或多或少有偷工減料之嫌。
現(xiàn)在最常見的CPU供電組合方案是由“電容+電感+場效應(yīng)管(MOSFET管)”組成一個相對獨立的單相供電電路,這樣的組成通常會在CPU供電部分出現(xiàn)N次,也就因此出現(xiàn)了N相供電。除了能夠為CPU提供更加純凈穩(wěn)定的電流之外,還起到了降壓限流的作用,以此來保證CPU的正常工作。多相電路可以非常精確地平衡各相供電電路輸出的電流,以維持各功率組件的熱平衡,在器件發(fā)熱這項上多相供電具有優(yōu)勢。
因此,由于AMD的N+1相設(shè)計,實際上我們用眼睛看得到的供電相數(shù)中,只有N-1相是專門用于處理器供電的。CPU供電是主板的立足根本,如果CPU供電都不穩(wěn)定的話,那么整塊主板的其他部件設(shè)計得再好都只是枉然。因此分析主板的用料和做工的同時,CPU供電部分的解析放要放在第一位。
談到供電的相數(shù),很多人會提出“相數(shù)越多的主板提供的電流就越大,主板也就越好”的觀點。這種觀點毫無疑問是不完全正確的,供電電路的每一相,由于設(shè)計、料件和布線的不同,導(dǎo)致一相能提供的電流大小就會有所差異。不過隨著主板行業(yè)發(fā)展這么多年,主板的供電部分用料設(shè)計相差不大,如果說12相和6相供電,效果相差不大的話,那3相和4相就有很大差距了,因此可以提供的供電相數(shù)還是關(guān)鍵。如果要了解需要多少相數(shù),就先了解主板供電的基本,一個120W的處理器,其電壓為1.35V,那么供電電流大致為90A左右,如果采用6相供電的供電系統(tǒng),通過的電流則為15A左右,而采用4相供電的系統(tǒng),每相供電就在22A左右!
要多少相,這就得看三核處理器的TDP了,AM2接口需要核心和北橋總共95A的供電,而65nm型號的TDP只有65W,理論上說,65nm所需的電力可能兩相供電足以滿足,不過這是在65W的基礎(chǔ)上。
就拿目前比較火熱的AMD Phenom X3 8450處理器來看,采用65nm工藝制程,TDP功耗值為95W,如果不超頻,低負載下的處理器功耗為35W左右,三個核心都滿載的話,處理器的功耗為78W;而如果加壓到1.525V后,超頻后的功耗還會大幅增加,如果超3.0GHz左右,低負載下的功耗大約為96.2W,如果是在滿載情況下,處理器的功耗將達到150W以上!
這也就是為什么我們看到微星的790GX白金版在包裝上直接標識出“140W CPU READY”的LOGO,不過這更多是針對四核Phenom X4處理器來說明的,四核Phenom X4處理器的TDP默認就有接近140W了,不過似乎要超頻,即使是三核Phenom X3,都超過140W了!
●那么,我們就必須從三種情況去看供電的要求:
第一種情況,低負載下,大約35W,這里就不做詳細說明,即使兩相供電的主板也能夠支持;
第二種情況,不頻的滿載狀態(tài)下,這時X3 8450的功耗約為78W,而X3 8450的默認電壓1.25V,而電流則大約為65A以下,由此可以看到,至少要3相+1相的供電系統(tǒng)才能滿足X3 8450在滿載情況下的電流供應(yīng);
第三種情況,就是超頻后的滿載狀態(tài),三核處理器超頻性能不強的根本,就在于超頻后的功耗太大,不少主板無法承受。如超到3.0G后,在低負載情況下為95W左右,如果是在滿載情況下,處理器的功耗將達到150W,那么分別通過主板的電流預(yù)計為:76A和100A左右,其中在3.0G的狀態(tài)下,是在1.5V以上電壓時實現(xiàn)的。那么這種情況下,需要4相+1相及以上的供電系統(tǒng)才能滿足,否則,通過單相的電流就會過大,導(dǎo)致不穩(wěn)定。
4+1相供電是三核Phenom X3處理器穩(wěn)定運行和超頻的保證明,狙擊手TAC53-DF+玩家限量版和技嘉790GX都是采用標準的4+1相供電!
綜上所述,在不超頻的情況下,采用3+1相=4相主板供電的790GX一般足夠,而如果想超頻,必須要4+1相=5相的790GX主板才夠用!目前3+1相供電在AMD主板上普遍存在,但需要看清模式,這種供電模式并不能體現(xiàn)更強的處理器電流支持。因此在購買Phenom X3處理器時,一定要選擇供電相數(shù)足夠,否則會直接影響Phenom X3處理器的穩(wěn)定性或者超頻性,當(dāng)然,這其中不排除那些每相供電都做得極致豪華的790GX主板,但目前市面上的790GX都相差不大。
說了這么多N+1相供電,可能會有網(wǎng)友認為,只要AMD的平臺,看上去是N相,那一定是(N-1)+1相,這就大錯特錯了,之所以要辨別N+1相供電,關(guān)鍵在于目前雖然絕大部分主板采用這種模式,但并不絕對,也有一些主板并非專門設(shè)計了一相供電給北橋,CPU供電同樣可以使用,因此整個電路的關(guān)鍵就在于有無獨立的1相是專門供給北橋芯片供電的,雖然這樣的好處是可以更加靈活的進行供電管理,不過北橋其實不足以要1相專門的供電去支持,因此筆者個人也更傾向于不專給北橋1相供電,至少在高負載時,這1相供電還能一定程度上起到分流的作用。
但事與愿違,如果想采用三核處理器,那就得知道如何辨別是否是N+1了。如何辨別N+1相供電呢?其實如果廠商并未在供電上做區(qū)分的話,基本上很難識別,不過由于北橋供電是獨立的一相開關(guān)供電,而且電流要求不高,所以開關(guān)頻率和器件指標上都有區(qū)別。
因此,以個人經(jīng)驗來講,一般采用三種方法去辨別,第一種就是找出專門1相供電不同的料件,此種辦法比較簡單,但有些廠商如果料件全都一樣,這種辦法就沒折了;第二種是判斷供電的料件組合,其中N相的供電配置是一樣,而單獨供給北橋的1相,料件不會采用那么多,畢竟給北橋的1相對電流要求沒那么高;第三種就是,找出主板供電部分的PWM控制芯片,如果是N+1相,一定有控制N相供電的PWM芯片,而不遠處應(yīng)該還有一個控制1相供電的PWM芯片。
那么我們一種種方法舉例來看更加直觀,這里我們使用一款采用標準4+1相供電的790GX主板,狙擊手TAC53-DF+玩家限量版,雙敏的狙擊手系列一直都是行業(yè)內(nèi)優(yōu)異用料的典型,因此比較具有代表性。
從上圖指示可以看出,這款狙擊手TAC53-DF+玩家限量版主板,電容、MOS管等料件都采用相同的,如低阻抗的富士通L8固態(tài)電容,不過從電感可以看出其采用4+1相供電,雖然都是高品質(zhì)的SUNLEI電感,主板在最后1相供電上,采用的電感與其他4相不同,4相采用SUNLEI R56M,而1相是采用1R2M,仔細看這種方法還是比較明顯,但并不是100%準確的判斷方法!
再用第二種方法去辨別,判斷供電料件的組合,這種方式相對以上會較為復(fù)雜一些,不過摸清規(guī)律一樣不難。首先是電容,采用了8顆2.5V 821uf的富士通L8低阻抗固態(tài)電容,8顆很明顯是針對4相供電設(shè)計的,每組供電2顆電容;再看MOS管,一共14個MOS管,如果是5相供電,那一般是用15個MOS管,每相3個,這款狙擊手TAC53-DF+玩家限量版主板從這里也能明顯看出是4+1相供電電路,前4相信針對CPU供電的設(shè)計,每相采用3個MOS管,而最后1相針對北橋設(shè)計的供電,電流要求相對較小,因此采用的是2個MOS管,而從這里可以可以看到,狙擊手TAC53-DF+玩家限量版針對CPU供電部分采用了三個MOS管+2個電容+1個電感的組合,尤其是3個MOS管的用料,對于是比較豪華的供電配置了。
最后,找出主板供電部分的PWM控制芯片,如果是N+1相,一定有控制N相供電的PWM芯片,而不遠處應(yīng)該還有一個控制1相供電的PWM芯片。從主板上我們看到兩個PWM控制芯片。第一個是供電部分的,由RichTech半導(dǎo)體出品的RT9619A PWM控制芯片,可以實現(xiàn)5個相的供電輸出效果,另外還有一個在CPU插座旁,PT8802A的PWM控制芯片是用于控制單獨1相北橋供電工作的。
以上的方式,應(yīng)該代表了目前95%以上的主板,不過也不排除有設(shè)計比狙擊手TAC53-DF+玩家限量版主板更為豪華的主板,用料更加苛刻,不過從目前的790GX主板看,這款主板的用料和設(shè)計已經(jīng)是目前最好的。
其實,之前所說的,至少3+1相設(shè)計的790GX主板,可以讓三核在不超頻的情況下比較穩(wěn)定的運行,那用戶最低的選擇也就是這類4相主板了,如果用以上的方法還是無法辨別,筆者在無語的同時,只能介紹一個最簡單的方法:那就是直接選用五相供電的790GX主板,既不用擔(dān)心其沒滿足4相供電(因為最多也就使用4+1相),同時不會造成浪費,價格和4相的790GX主板幾乎無差價,有些甚至更便宜,如這款狙擊手TAC53-DF+玩家限量版的價格也就699元,同時5相供電也足夠保證超頻的穩(wěn)定了,而過多的供電只能算是擺設(shè)了,也增加了成本,而最終價格也會就此抬高,這樣的設(shè)計并不實是小,而浪費的金錢將由各位用戶買單了!
另外還順便提及一下,由于看到狙擊手TAC53-DF+玩家限量版才聯(lián)想到的一個問題,之前有提過,供電的部分如果超頻或者在高負載下,電流會相應(yīng)的增加,而也同時會增加發(fā)熱量,而發(fā)熱量中,數(shù)MOS管的發(fā)熱量是最大的,所以看到狙擊手TAC53-DF+玩家限量版由于針對玩家超頻設(shè)計,在強化了供電設(shè)計的同時,還提供了不錯的散熱設(shè)計,這也是要選購三核處理器+790GX的用戶應(yīng)該注意的!
可以說從Phenom處理器面世以來,就一直背負著不好超頻的罪名,不過確實如此,AMD平臺的多核處理器相比Intel的確實超頻性能較低。不過除了處理器本身的體質(zhì)外,如果Phenom X3要超頻,另外很大一部分問題也來自于主板,如剛才所說的3+1相供電設(shè)計也就剛剛足夠不超頻下使用,如果想超頻,3+1相供電就遠遠不夠了。目前AMD推出的幾款65nm Phenom X3處理器的TDP都為95W,原本65nm工藝的極限頻率在3GHz左右,所以對于目前Phenom X3來說,這個超頻幅度非常大,不過超頻后處理器的功耗將被非常明顯的提升,所以在這個情況下,通過125W的可能性幾乎可以說是100%,而甚至達到150W以上!
而一般而言,主板處理器供電相數(shù)差別究竟有多大差別呢?之前所說的4+1相供電是否真的可以有助于超頻?雖然能超頻不僅只是供電相數(shù)決定,但多相供電的好處是每相能夠分流供應(yīng)電流給處理器使用,更多的相位意味著每相只需提供更小的電流就可以,這樣負載降低、元件上所消耗的功耗降低,造成不穩(wěn)定的可能性變得更低。
我們依然采用狙擊手TAC53-DF+玩家限量版來嘗試超頻,這款主板是標準的4+1相供電,那么實際超頻性能將如何?
在狙擊手TAC53-DF+玩家限量版主板上,最終默認2.1G的Phenom X3 8450處理器,在1.525V的核心電壓下超頻至2.94GHz,接近3GHz,這幾乎是Phenom X3 8450處理器在風(fēng)冷下的超頻極限了。
一般的用戶,可能認為貴的主板一定能更好的符合中高端處理器的需要,其實不然,以上的介紹,我們可以看到,從主板的供電,就已經(jīng)能看出該主板到底是針對哪個階段的用戶,也不光僅僅去看價格的區(qū)分,除了這款狙擊手TAC53-DF+玩家限量版外,我們看到,一些價格便宜的主板也采用了比較扎實的供電,比如這款399元的雙敏770主板,當(dāng)然獨立主板更多會滿足高要求處理器的需求,而另外一款采用780G的狙擊手TAC53-DF玩家限量版也是采用4+1相供電設(shè)計,同樣也可以滿足用戶對于追求三核Phenom X3處理器。
隨著三核Phenom X3處理器的價格走低,相信有越來越多的用戶會采用三核處理器,或許雙核已經(jīng)成為主流級用戶的選擇太長時間了,如要選用三核,以上是需要注意的重要之處,以讓使用過程中更加順手。另外,目前主板的價格都已經(jīng)比較人性化,相信大家選擇的空間也很大,不過還是記得,選擇有品質(zhì)的主板,不但性能會得以提升,而且整個平臺的穩(wěn)定都會增加不少!
雙敏(UNIKA) 狙擊手TAC53-DF+玩家限量版
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