Каким напряжением питается процессор в смартфоне
Покупка нового телефона сопровождается рядом сложностей при выборе. Один из вопросов, который необходимо решить — это какой процессор лучше для смартфона? Именно чипсет или так называемый SoC влияет на производительность, автономность и многозадачность устройства.
Есть несколько основных производителей процессоров, среди которых Qualcomm, Apple, Samsung и Mediatek. Примечательно, что корейский производитель Samsung оснащает свои флагманы и сторонними чипсетами Snapdragon от Qualcomm, и процессорами собственного производства Exynos. Чем между собой отличаются чипсеты разных брендов и модификаций, мы сейчас выясним.
Топ процессоров 2021-2022 года
Напоследок рассмотрим небольшой рейтинг процессоров для смартфонов, в который вошли не самые свежие, но наиболее популярные чипсеты для устройств под управлением Android и iOS.
Откуда в смартфоне 220 Вольт?
Начнём с очевидного: если смартфон не присоединён к зарядке, там напряжение 5 Вольт - не больше, просто потому, что батарея смартфона имеет напряжение 4,2 Вольта. Это не значит, что он полностью безопасен, например его нельзя оставлять под солнечным светом, особенно в летнюю жару, но это отдельная тема, сегодня мы не про взрывы аккумуляторов, а о том, почему участились случаи гибели людей , которые пользуются смартфоном в ванной комнате .
В тот момент, когда смартфон подключается к зарядному устройству, он перестаёт быть отдельным и независимым, а становится частью очень длинной цепи , начало которой находится за тысячи километров, на электростанции. От напряжения 220 Вольт схему и зарядный шнур телефона отделяет лишь несколько крохотных деталей на плате зарядки: катушка трансформатора и оптопара обратной связи. Я не буду грузить вас объяснениями, что это, просто запомните, что это очень маленькие детали, сделанные в Китае.
Если эти детали выходят из строя , либо на них попадает вода , они перестают быть барьером и напряжение 220 Вольт - с трудом, но всё же проходит на телефон. И если телефон в этот момент будет у вас в руках, а вы будете в воде, велик шанс, что через ваше тело пройдёт крайне неприятный и опасный ток высокого напряжения. Последствия могут быть самыми разными - от неприятного пощипывания до остановки сердца.
Техпроцесс или на что влияют нанометры
При сравнении процессоров смартфонов нужно учитывать не только частоту и количество ядер, но и техпроцесс, по которому изготовлен чипсет. Его определяют нанометрами, а в технических характеристиках однокристальной системы этот параметр обозначают как «Нм». Чем современнее чипсет, тем меньшая цифра стоит перед этой маркировкой, то есть процессор 7 Нм гораздо эффективнее, чем 14 Нм.
Числовым значением обозначают размер каждого транзистора. Чем он компактнее, тем больше их удастся разместить на одинаковой площади, и тем выше будет общая производительность смартфона. При этом маленькие транзисторы меньше нагреваются и экономнее расходуют заряд батареи под нагрузкой.
Exynos
Exynos 2100 — это самый свежий на сегодняшний день чип от Samsung, созданный на 5 Нм техпроцессе и состоящий из 8 ядер с максимальной частотой 2,9 ГГц. Работает с графическим ядром Arm Mali-G78 и устанавливается в такие смартфоны корейского производителя, как Galaxy S21, S21+ и S21 Ultra. По эффективности в требовательных играх этот чип уступает конкуренту Snapdragon 888 на 10% при идентичных настройках графики. Это приведет к небольшой просадке FPS, но с учетом большого запаса мощности чипсета это будет почти незаметно.
Преимущество Exynos 2100 в наличии дополнительных ядер для обработки фото и позиционирования смартфона в пространстве. Автоматическая постобработка позволяет ИИ улучшать качество создаваемых снимков, а лучшее позиционирование обеспечивает более точную и быструю навигацию.
Bionic
A14 Bionic — это не самый мощный чип от Apple. Его выпустили осенью 2020 года, а создан он по 5 Нм техпроцессу. У него 6 ядер и частота до 3100 МГц. В него встроен графический ускоритель Apple GPU с 4 вычислительными блоками. Устанавливали его в iPhone 12 и iPad Air 4.
В 2021 году на смену этому чипу пришёл A15 Bionic. Он тоже создан по техпроцессу 5 Нм, но частоту повысили до 3223 МГц. Количество вычислительных блоков GPU тоже увеличили — теперь их 5 штук. Чипсет встречается во всех версиях iPhone 13 .
Samsung
Корейской компании принадлежит линейка чипсетов Exynos, которые незначительно уступают процессорам Qualcomm в производительности и энергоэффективности. Зато последние модели этих чипов имеют встроенный нейропроцессор для обработки фото в процессе съёмки. Благодаря этой технологии снимки со смартфонов Samsung по качеству автоматической постобработки часто превосходят конкурентов на других процессорах при схожих модулях камер.
Давайте рассмотрим на примере Samsung Galaxy Note 20 Ultra. На российский рынок поставляются модели на процессоре Exynos, а на американский и азиатский — на Snapdragon. Первые при сравнении качества снимков выделяются более высоким качеством.
Лучшие производители процессоров для смартфонов
Если изучить рынок мобильных устройств, станет понятно, что в большинстве из них установлены чипсеты пяти производителей.
HiSilicon
Эти процессоры принадлежат компании Huawei, для гаджетов которой они и предназначены. Также эти чипы устанавливают в устройствах Honor. Процессоры HiSilicon не отличаются рекордной производительностью, но славятся энергоэффективностью — очень экономно расходуют заряд батареи. Например, в смартфоне Huawei Nova 8 установлен аккумулятор на 3800 мА·ч, что по современным меркам немного. Благодаря процессору HiSilicon Kirin 820 заряда батареи хватает на два дня использования гаджета при средних нагрузках.
Snapdragon
В 2020 году Qualcomm представила флагманский чип Snapdragon 888 на 5 Нм, состоящий из 8 ядер и работающий на частоте до 2,84 ГГц МГц. Он работает с графическим ядром Kryo 680, который справляется с самыми требовательными играми. Во втором квартале 2021 года процессор разогнали до 2,995 ГГц, а остальные параметры остались прежними.
Позже в том же году инженеры Qualcomm представили новую линейку флагманских чипсетов — Snapdragon 8 Gen 1. Процессор создан по техпроцессу 4 Нм и имеет 8 ядер. Максимальная частота — 3 ГГц. Работает вкупе с графическим ускорителем Adreno 730, который также разработан Qualcomm и отвечает за обработку графики. Особенно его производительность важна в играх. Если нужен смартфон с мощным процессором в 2022 году, стоит присмотреться к гаджетам с чипом Snapdragon 8 Gen 1 на борту. Среди них Realme GT 2 Pro, Xiaomi 12 и 12 Pro, OnePlus 10 Pro и другие.
Dimensity
Устройство с Dimensity 1100 подойдёт любителям мобильных игр, не желающим сильно тратиться на смартфон с процессором Snapdragon. Процессор устанавливают в Vivo S10 и S12, Xiaomi Poco X3 GT и Realme Q3 Pro.
Разве может ударить током телефон - там же всего 5 Вольт ? На зарядке - может и дальше я расскажу вам о секретах потенциала и напряжения - это важная информация!
Количество ядер процессора
Процессор для смартфона называют также однокристальной системой. Он представляет собой электронную схему, выполняющую функции целого устройства и размещенная на общей интегральной плате. В технических параметрах каждого SoC указывают количество его ядер. Каждое из них выполняет определённый поток команд. Чем ядер больше, тем лучше чипсет справляется с многопоточностью и тем он производительнее.
Почти все современные процессоры для смартфонов состоят из восьми ядер. При этом не все восемь ядер процессора имеют равную производительность. Компании, выпускающие однокристальные системы, устанавливают несколько кластеров — один, два или три. Они задействуются при разных задачах:
- Слабые. К таким относят просмотр видео, веб-сёрфинг и телефонные разговоры.
- Обычные. Использование камеры для съёмки фото или видео.
- Производительные. Обработка видео, игры, работа с нейросетями.
Разделение на кластеры требуется для повышения энергоэффективности. Чем выше частота работы процессора, тем быстрее садится батарея. Соответственно, для решения слабых задач используются менее производительные, но более энергоэффективные ядра.
Наиболее распространены двухкластерные системы. В одном кластере обычно содержатся более производительные ядра, а во втором менее мощные, но энергоэффективные. Подобное разделение позволяет смартфону уверенно справляться с поставлеными задачами и экономить заряд батареи — в зависимости от ситуации подключаются ядра из определенного кластера.
Apple
Производительность процессоров смартфонов Apple всегда была на высоте. Каждый год компания выпускает новое поколение чипсетов, устанавливая их в свои новинки — iPhone и iPad. В устройствах других брендов процессоры Apple не встречаются. С каждым поколением производитель совершенствует техпроцесс, уменьшая нанометры, а также повышает частоту работы ядер.
Kirin
Kirin 9000 по производительности не отстаёт от флагманского Snapdragon 888, но нуждается в более мощном охлаждении под нагрузкой. В повседневном режиме он заслуживает звание одного из самых энергоэффективных чипов. Работает на частоте до 3,13 ГГц и создан на 5 Нм техпроцессе. Чипсет устанавливают в смартфоны Huawei Mate 40 и Huawei 50.
Частота работы процессора
Из-за того, что почти все процессоры для смартфонов 2021 года имеют по восемь ядер, ключевым параметром, влияющим на их производительность, является частота. Она определяет, сколько импульсов чипсет совершает за единицу времени в процессе работы. Чем выше частота, тем больше операций выполняет гаджет. При этом есть логичная закономерность — более производительные чипсеты быстрее разряжают аккумулятор.
Более энергоэффективными являются смартфоны, процессоры которых имеют ядра разного класса. Также они не всегда работают на максимальной частоте. Она может подстраиваться под текущие задачи. Например, при веб-сёрфинге чипсет может работать на частоте 200-300 МГц, а в играх возрастать до 2,5 ГГц и более, в зависимости от мощности SoC.
Например, в 2015-2016 годах использовались чипсеты Snapdragon 415, Snapdragon 425 и Snapdragon 435, которые работали на частоте 1,4 ГГц. В 2021-2022 годах во флагманы устанавливают топовые процессоры Snapdragon 888+ и Snapdragon 8 Gen 1, рабочая частота которых достигает 3 ГГц.
Безопасный смартфон - простые советы
Теперь вы знаете , откуда может прийти опасность и можно сделать вывод - несколько простых советов для вашей безопасности:
- не заряжайте смартфон в ванной комнате - никогда, а по возможности, не пользуйтесь в ванной никакими приборами на 220 Вольт;
- используйте либо родную зарядку для смартфона, либо, если смартфон у вас от малоизвестного производителя, купите фирменную зарядку - Samsung, Nokia, Xiaomi - она подойдёт к вашему телефону, так как стандарт напряжения везде одинаковый;
- не используйте шнур зарядки с повреждённой изоляцией : он стоит недорого, так что испорченный шнурок проще поменять на новый;
- поставьте на все розеточные линии УЗО - либо в щиток, либо в каждую розетку, от которой вы заряжаете ваши гаджеты: удар током может произойти не только в ванной, просто в ванной из-за влажности опасность выше .
Спасибо , что дочитали - ставьте лайк и оставайтесь на канале Электрика для Всех!
Мобильник | технологии и ремонт запись закреплена
МАСТЕРСТВО В ПОИСКЕ НЕИСПРАВНОСТИ СМАРТФОНА: КАК УСТРОЕНО ПИТАНИЯ МОБИЛЬНОГО ТЕЛЕФОНА?
______________________________________
Все устройства, работающие от АКБ, состоят из 3-х отдельных частей:
процессор (CPU),
память (Flash),
схема питания (PMU).
AP – Application Processor
CP – Phone processor
I2C – последовательный протокол передачи данных
UART – универсальное асинхронное средство
приёма/передачи данных
В мобильном телефоне есть приоритет запуска. Сначала запускается
компьютерная часть (AP), а потом – телефонная (CP).
Power IC – микросхема/контроллер питания (КП). RF PA - Radio Frequency Power Amplifier (усилитель мощности радиосигнала). PWR – кнопка включения. Vcore – напряжение питания процессора (0,7÷1,1 В). Vdig – питание цифровых узлов (1,8 В). Vana – питание аналоговых цепей (2,8 В). Такая схема, фактически, у всех мобильных телефонов (см.рисунок внизу).
Данную схему нужно разделить на 2 части:
Схема первичного питания
Схема вторичного питания
Первая часть – ЦЕПЬ ПЕРВИЧНОГО ПИТАНИЯ.
Эта цепь подключена напрямую к АКБ. Первая микросхема – Power IC (микросхема управления питанием, контроллер питания). Если рассматриваемый мобильный телефон не производства Apple, то вторая микросхема – усилитель мощности передатчика RFPA. В противном случае, по первичной цепи сначала идёт ШИМ (PWM) – регулировка мощности передатчика, а после и сам усилитель мощности передатчика RFPA.
Для того, чтобы сделать диагностику первичной цепи нужен ЛБП (лабораторный блок питания). Обязательно, с цифровой индикацией тока (лучше всего, чтобы он был с 3-мя цифрами после запятой). На ЛБП выставляем 4,3 В (напряжение заряженного АКБ)
ДИАГНОСТИКА ПЕРВИЧНОЙ ЦЕПИ.
Подсоединяем к мобильному телефону ЛБП вместо АКБ. Критерий оценки – ток потребления.
Если первичная цепь исправна, ток потребления равен «0».
В первичной цепи ток от 1 до 20 мА – в мобильный телефон попала вода (до 50 мА если вода солёная, например). Также, это может быть прошивка, если потребление временное. При подключении внешнего питания процессор кратковременно включается и проверяет прошивку. Если прошивка есть, он выключается. Если нет – остаётся в режиме программирования.
Ток от 500 до 900 мА. Вышла из строя микросхема Power IC. Это уже микросхема средней мощности. По первичной цепи она такая одна.
Ток свыше 2 А. У ЛБП срабатывает защита. Сгорел RFPA (не Apple). В Apple – сдохли конденсаторы в первичной цепи.
IPhone. Потребление от 130 до 160 мА. Вышел из строя RFPA.
IPhone 5. Ток потребления от 5 до 10 мА. Не работает компас (возле разъёма фронтальной камеры).
ДИАГНОСТИКА ВТОРИЧНОЙ ЦЕПИ.
Если первичная цепь исправна (не потребляет ток), переходим к диагностике вторичной цепи.
Для того, чтобы заработала вторичная цепь, нужно нажимать кнопку Power (включение мобильного телефона). При этом Power IC выдаёт 3 основных напряжения.
VCORE (1 В) – напряжение питания процессора.
VDIG (1,8 В) – питание цифровых узлов.
VANA (2,8 В) – питание аналоговых узлов. Также, называют VDD.
После того как пошли 3 основных напряжения, должен заработать тактовый генератор. Если это не смартфон, а обычный мобильный телефон, то тактовый генератор один и стоит в радиоблоке. А если смартфон – их несколько. В радиоблоке свой, в модеме свой.
После, процессор даёт подтверждение Power IC о включении. С этого момента процессор как будто бы за нас нажимает кнопку включения и будет её держать нажатой всё время работы мобильного телефона. А кнопка Power перейдёт в режим «программных кнопок» и будет выполнять программные функции. Далее процессор начинает загружать команды из памяти и выполнять их. Если ему удаётся эти команды выполнить – мобильный телефон включается. Если нет – процессор убирает подтверждение о включении и Power IC убирает все напряжения.
При нажатии на кнопку Power ток потребления от 5 до 300 мА и не зависимо от того, отпустили мы кнопку или нет, падает на ноль в конце. 100% прошивка не работает. Дальше всё расскажет программа прошивальщик/программатор (от чего возникли проблемы с прошивкой).
При нажатии на кнопку Power ток потребления от 300 до 500 мА. Нельзя сказать точно, что именно не работает без полного разбора устройства и проведения дополнительной диагностики. Наиболее неприятный вариант. Диагноз: «Что-то сдохло во вторичной цепи».
IPhone. При нажатии на кнопку Power, ток потребления 1 А – во вторичной цепи сдохли конденсаторы.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ДИАГНОСТИКА ВТОРИЧНОЙ ЦЕПИ.
Методика для случаев, когда при нажатии на кнопку Power ток потребления составляем от 300 до 500 мА. «Что-то сдохло», а раз так, то в любом случае мы найдём конденсатор, который покажет короткое замыкание. Если бы его здесь не было, мы бы и не увидели ток во вторичной цепи.
Берем мультиметр и начинаем прозванивать каждый конденсатор с двух сторон. Когда нашли тот, который звониться на оба контакта, выставляем мультиметр в режим измерения сопротивления.
Ставим «-» мультиметра на «-» мобильного телефона, а плюсом тыкаем в ножки данного конденсатора. Сначала в одну, затем в другую. Там, где сопротивление больше – плюсовой контакт конденсатора.
Опять берём мультиметр. На блоке питания выставляем 1 В. В цепи питания ТА есть напряжение VCORE – напряжение питания процессора, 1 В. Если мы подадим большее напряжение, процессор сгорит. Поэтому мы подаём на замкнутый конденсатор напряжение, минимальное для этой платы.
«-» ЛБП подсоединяем к «-» мобильного телефона, «+» к «+» найденного конденсатора. Если потребляемый ток меньше 1 А, значит ищем микросхему, которая греется. Если больше – скорее всего, сдох конденсатор, но неизвестно какой.
Для его поиска брызгаем «фризером» и смотрим, какой элемент быстрее оттает.
На этом все. Удачных вам ремонтов
Не забудьте поставить лайк и сохранить себе на стену, чтобы не потерять или просто поделиться с друзьями.
В сети есть множество статей о том, как правильно заряжать смартфон. Частенько советы в этих статьях противоречат друг другу. Одно можно сказать абсолютно точно. Если вы пользуетесь смартфоном, он находится в «спящем режиме», поставили смартфон на зарядку, даже если Вы полностью его выключили — в это время аккумулятор медленно выходит из строя. Поэтому наша главная задача сделать так, чтобы аккумулятор (а, соответственно, и смартфон) прожил и сохранил приемлемую ёмкость как можно дольше.
Каждый цикл разряда и заряда аккумулятора, постепенно (пусть и очень медленно) «убивает» его, приводит к уменьшению ёмкости, а в конечном итоге и к выходу аккумулятора из строя.
Новый аккумулятор смартфона, приблизительно после пятисот полных циклов заряд-разряд, может потерять до 25% своей ёмкости, относительно начальной. Т.е. если смартфон использовать в режиме «полу-напряг», при котором необходимо будет его заряжать раз в день, то уже через полтора года Вы заметите, ёмкость аккумулятора просела и заряжать его надо будет чаще. Далее процесс потери ёмкости ускоряется. Хоть и не лавинообразно, но ускоряется. И приблизительно следующие 25% ёмкости аккумулятор может потерять уже после трёх сотен последующих полных циклов заряда и разряда. И т.д.
Не вдаваясь в суть химических и электрических процессов, проходящих в аккумуляторе во время зарядки, повлиять на скорость «деградации» аккумулятора (и дольше сохранить приемлемые параметры его ёмкости) можно, если заряжать его правильно!
1. Температура
Идеальная температура окружающей среды во время зарядки смартфона — это примерно +20 градусов. Но так, как идеального в жизни ничего не бывает, то желательно (а скорее даже необходимо) заряжать смартфон при температуре окружающей среды не ниже +10 градусов и не выше +40 градусов. Поэтому, если Вы зашли в помещение с мороза, то не надо сразу ставить смартфон на зарядку. Пусть он побудет при комнатной температуре какое-то время, а затем уже можно и заряжать. А вот в летнее время следует избегать перегрева и ни в коем случае не оставлять гаджет во время зарядки под прямыми солнечными лучами.
2. Полный разряд
Не стоит допускать полного разряда аккумулятора до 0%. Если аккумулятор разряжен полностью, то при начале его зарядки, хоть контроллер и ограничивает подаваемое на него напряжение, все равно возможно резкое повышение температуры аккумулятора, следствием чего может стать выход аккумулятора из строя, его возгорание или разрыв корпуса.
3. «Тактика» зарядки
Здесь тоже нет единого мнения среди специалистов, но оптимальной тактикой считается «20-80». Это значит, что разряжать смартфон рекомендуется не более чем до 20%, ставить его на зарядку и заряжать до 80%. Казалось бы не проблема, но всплывают два нюансика. Первый — а хватит ли 60% заряда на весь день. Второй — как отследить когда смартфон будет разряжен до 20% и зарядится до 80%. В первом случае всё зависит только от того на сколько интенсивно эксплуатируется смартфон. Во втором случае могут помочь специальные приложения для Android, которые «сообщат» Вам о достижении аккумулятором определенного процента заряда.
Есть и популярная альтернативная тактика зарядки — «50-70». Т.е. не даем заряду аккумулятора опускаться ниже 50% и заряжаем аккумулятор не более чем на 70%. Считается, что такая тактика может продлить жизнь аккумулятора в два раза, а то и более. Правда придется делать подзарядку смартфона несколько раз в день, поэтому подходит такая тактика только тем, кто на протяжении всего дня имеет рядом с собой розетку или док-станцию и готов по нескольку раз в день подзаряжать свой гаджет. Да и без приложений, отслеживающих уровень заряда аккумулятора в этом случае уже никак не обойтись.
4. Зарядное устройство
Заряжать смартфон можно только «родным» зарядным устройством, которое шло в комплекте со смартфоном. Используя именно «родную» зарядку (которая по выходному току и напряжению рассчитана именно для Вашего смартфона), Вы уж если и не продлите, то уж точно не сократите срок службы аккумулятора смартфона. Если «родная» зарядка вышла из строя, то необходимо подобрать другую зарядку с аналогичными параметрами выходного тока и напряжения, которые указаны на корпусе «родного» зарядного устройства.
5. Не пользоваться смартфоном во время его зарядки.
Если Вы пользуетесь смартфоном во время зарядки (просмотр фильмов, интернет серфинг и т.д.), то этим Вы потихоньку «убиваете» аккумулятор. Т.е. во время процесса заряда одновременно идет и процесс разряда аккумулятора. Такое «качание» негативно сказывается на продолжительности срока службы аккумулятора смартфона.
Придерживаться этих нехитрых правил правильной зарядки смартфона совсем нетрудно. Зато соблюдение этих правил позволит Вам сохранить ёмкость и работоспособность встроенного аккумулятора и, соответственно, продлить срок службы смартфона без необходимости преждевременной замены аккумулятора.
Инструкция по блокам питания
Что такое - Блок Питания.
Блок питания (англ. power supply unit, PSU) — вторичный источник электропитания, предназначенный для снабжения узлов компьютера электрической энергией постоянного тока, путём преобразования сетевого напряжения до требуемых значений. В некоторой степени блок питания также выполняет функции стабилизации и защиты от незначительных помех питающего напряжения и участвует в охлаждении компонентов персонального компьютера.
Из чего состоит блок питания.
- выпрямитель сетевой,
- генератор,
- трансформатор,
- выпрямитель низковольтный,
- стабилизатор.
Принцип работы блока питания.
- Сетевое напряжение сначала выпрямляется.
- Далее заряжает конденсаторы фильтра.
- Очищается от помех блоком PFC и преобразуется в синусоиду с частотой 50-150 килогерц.
- Далее напряжение понижается до 5 и 12 вольт.
Комфортные напряжения.
- Линия +3V - от 3,20 до 3,45 вольта,
- Линия +5V - от 4,85 до 5,30 вольта
- Линия +12V - от 11,80 до 12,5 вольта.
Power Factor Correction (PFC).
Современные блоки становятся все мощнее, а провода в розетках не меняются. Это приводит к возникновению импульсных помех – блок питания тоже не лампочка и потребляет, как и процессор, энергию импульсами. Чем сильнее и неравномернее нагрузка на блок, тем больше помех он выпустит в электросеть.
Для борьбы с этим явлением разработан PFC.
Это мощный дроссель, устанавливаемый после выпрямителя до фильтрующих конденсаторов.
Первое, что он делает, это ограничение тока заряда вышеупомянутых фильтров. При включении в сеть блока без PFC очень часто слышен характерный щелчок – потребляемый ток в первые миллисекунды может в несколько раз превышать паспортный и это приводит к искрению в выключателе. В процессе работы компьютера модуль PFC гасит такие же импульсы от заряда разнообразных конденсаторов внутри компьютера и раскрутки моторов винчестеров.
Встречаются два варианта исполнения модулей – пассивный и активный.
Второй отличается наличием управляющей схемы, связанной с вторичным (низковольтным) каскадом блока питания. Это позволяет быстрее реагировать на помехи и лучше их сглаживать.
Что и по каким линиям питает блок питания.
Блоки питания выдают три базовых напряжения: +3.3, +5 и +12 V.
+3.3 предназначена для питания выходных каскадов системной логики
+5 - питает логику почти всех PCI- и IDE-девайсов
+12 - является базовым напряжением для питания процессора и ядра видеокарты
VRM, блок регулировки напряжения.
Используется для регулировки напряжения, подаваемого для всех устройств материнской платы. Например, современные процессоры работают на меньшем напряжении, чем остальные компоненты системы. Не для кого не секрет, что новые вычислительные устройства, такие как различные чипы и процессоры, у которых малый размер транзистора, потребляют меньшее питания.
Центральный же процессор работает лучше на высоком напряжении, но хуже при высокой температуре. Выделение тепла процессором - в квадратичной зависимости от уровня напряжения, подаваемого на процессор. Возникает дилемма: при увеличении напряжения процессор должен работать быстрее, но увеличивается его температура, что влечет за собой ухудшение его работы. Излишнее тепло от процессора отводится радиаторами и вентиляторами. Если вольтаж и температура процессора слишком высоки, он может перегреться и сгореть. Именно поэтому разъем для процессора на материнской плате располагают как можно ближе к блоку питания, в котором работает вентилятор на вытяжку. Горячий воздух от процессора (а теперь и с других горячих устройств, таких как видеокарты и некоторые жесткие диски) сразу же вытягивается из корпуса. Некоторые экстремальные оверклокеры настолько разгоняют систему, что появляется необходимость в установке дополнительного вентилятора-вытяжки, место для которого есть уже во всех корпусах.
Для наилучшего соотношения мощности, скорости и напряжения, компания Intel для своих новых процессоров разработала специальный тип регулятора напряжения, который на входе имеет напряжение от блока питания, а на выход подает стабильное напряжение необходимого значения на сам процессор. Кроме того, новый регулятор напряжения - программируемый, который использует 5 VID (voltage identification - определение напряжения) сигналы, с помощью которых регулируется подаваемое на него напряжение. VID контакты, как правило идут прям из процессора. Например, для выполнения особо сложной задачи процессору требуется большая вычислительная мощь. Тогда он посылает запрос на регулятор напряжение, который увеличивает напряжение на то значение, которое "прислал" процессор. Такие возможности очень понравятся оверклокерам, для которых некоторые производители материнских плат разрабатывают применение этой функции.
Конструкция блока питания.
- Плата управления токовой защитой;
- Дроссель, выполняющий роль как фильтра напряжений +12В и +5В, так и функцию групповой стабилизации;
- Дроссель фильтра напряжения +3,3В;
- Радиатор, на котором размещены выпрямительные диоды выходных напряжений;
- Трансформатор главного преобразователя;
- Трансформатор, управляющий ключами главного преобразователя;
- Трансформатор вспомогательного преобразователя (формирующий дежурное напряжение);
- Плата контроллера коррекции коэффициента мощности;
- Радиатор, охлаждающий диодный мост и ключи главного преобразователя;
- Фильтры сетевого напряжения от помех;
- Дроссель корректора коэффициента мощности (PFC);
- Конденсатор фильтра сетевого напряжения.
Что такое - КПД.
КПД (Коэффициент Полезного Действия) - это отношение полезной работы к затраченной энергии. КПД измеряется в процентах. Чем выше этот коэффициент, тем выше эффективность работы блока питания и тем меньше потери электроэнергии. Снижение потерь, в свою очередь, положительно сказывается на температуре внутри корпуса компьютера и на частоте вращения (шуме) вентиляторов охлаждения.
Типы сертификатов:
Нагрузка на блок питания 20%, 50%, 100%, соответственно.
80 Plus (80%, 80%, 80%)
80 Plus Bronze (81%, 85%, 81%)
80 Plus Silver (85%, 89%, 85%)
80 Plus Gold (88%, 92%, 88%)
80 Plus Platinum (90%, 94%, 91%)
Бывает, что люди задаются вопросом, "если у меня есть блок 550 Вт, то значит он будет выдавать 83% своей мощности?"
Это неправильно. Блок питания будет выдавать 550 Вт, а из розетки брать 550/0.83=662.65 Вт
Чем выше КПД, тем меньшее количество энергии преобразуется в тепло и тем меньше электричества будет брать БП из розетки.
Качественный БП будет выдавать заявленную мощность, независимо от уровня КПД.
Стандарты Блоков питания
Для персональных компьютеров за всю их историю было разработано по крайней мере шесть различных стандартных блоков питания. В последнее время промышленность по установившейся практике выпускает блоки питания на базе ATX. ATX – промышленная спецификация, устанавливающая такие требования к блокам питания, чтобы они подходили к стандартному корпусу ATX, а их электрические характеристики обеспечивали бы функционирование материнской платы ATX.
Стандарт АТ первым использовался в компьютерных блоках питания. Он появился на свет одновременно с первыми IBM-совместимыми компьютерами и применялся вплоть до 1995 года. Блок питания стандарта AT обеспечивал компьютер четырьмя постоянными напряжениями - +5, + 12, -5 и -12 В. Однако по мере развития процессоров и всевозможной периферии, во-первых, росла общая потребляемая компьютером мощность, во-вторых, все больше сказывалось отсутствие в АТ-блоках напряжения +3,3 В, которое приходилось получать непосредственно на системной плате отдельным стабилизатором. Кроме того, формат корпусов AT был не очень удобен для сборки компьютеров и не оптимизирован с точки зрения охлаждения. В блоках питания стандарта AT выключатель питания находится в силовой цепи и обычно выводится на переднюю панель корпуса отдельным проводом. Как следствие, автоматическое включение и выключение компьютера невозможно. Блок питания стандарта AT подключается к материнской плате двумя одинаковыми шестиконтактными разъёмами, включающимися в один 12-контактный разъём на материнской плате. К разъёмам от блока питания идут разноцветные провода, и правильным считается подключение, когда контакты разъёмов с чёрными проводами сходятся в центре разъёма материнской платы. Все это привело к разработке компанией Intel в 1995 г. формата АТХ - нового типа корпусов и блоков питания.
В блоке питания АТХ количество выходных напряжения увеличилось: добавились напряжения +3,3 и +5 В SB (Stand-By). Последнее было введено для реализации таких функций, как "пробуждение" компьютера по сигналу из локальной сети, от модема, по нажатию клавиши на клавиатуре или мыши, а также для реализации "дремлющего" режима S3 Suspend-to-RAM, в котором все текущие данные хранятся в оперативной памяти даже при выключенном компьютере. Очевидно, что напряжение +5 В SB должно присутствовать вне зависимости от того, включен или выключен компьютер (если, конечно, он физически не отключен от розетки), поэтому его стабилизатор - это практически отдельный миниатюрный маломощный блок питания, функционирующий непрерывно. Если в формате AT кнопка включения компьютера снимала с блока питания напряжение 220 В, то в АТХ кнопка включения лишь дает на блок питания команду остановить ШИМ-контроллер основного стабилизатора, но сам блок при этом остается подключенным к сети, и в нем продолжает работать стабилизатор дежурного режима +5 В SB. Для того чтобы отключить блок полностью, требуется либо воспользоваться имеющейся на многих моделях клавишей на задней стенке блока, либо физически отключить его от сети 220 В. Постепенно в стандарт АТХ вносились изменения, но до определенного момента они не оказывали существенного влияния на блок питания. Новой тенденцией, приведшей к заметному с точки зрения пользователя изменению БП, был переход на 12-В питание стабилизатора процессора.
До выпуска компанией Intel процессора Pentium 4 со значительной потребляемой мощностью обычным решением было питание стабилизатора процессора от +5-В шины. Очевидно, что для процессора с потребляемой мощностью, скажем, 50 Вт даже без учета потерь на расположенном на системной плате стабилизаторе (а это еще как минимум 10%) ток при питании от упомянутой шины составит 10 А, что весьма немало. Такие токи, во-первых, осложняют размещение компонентов на системной плате, ибо крупный разъем питания АТХ зачастую трудно расположить в удобном для разработчика печатной платы месте (как можно ближе к стабилизатору питания процессора), а во-вторых, недостаточно плотный контакт в разъеме питания системной платы вызывал перегрев контактов и разъема с дальнейшим ухудшением контакта и более чем вероятными сбоями системы. Выходом из этой ситуации стал переход на питание стабилизатора ЦП от +12-В шины. Известно, что если напряжение в 2,4 раза больше, то ток при той же потребляемой мощности будет в 2,4 раза меньше, а, кроме того, установленный на плате стабилизатор, как и любой преобразователь постоянного тока, увеличивает свой КПД с ростом входного напряжения. Однако возникла другая проблема: поскольку до последнего времени серьезных потребителей +12 В на системной плате не было, то в разъеме ее питания был предусмотрен всего один провод для этого напряжения, что могло привести к перегреву и обгоранию контактов из-за чрезмерно большого тока через них. Эта проблема была решена добавлением еще одного разъема питания системной платы - маленького четырех контактного ATX12V, который не только добавил два дополнительных провода +12 В, но и благодаря своим скромным размерам позволил размещать его рядом со стабилизаторами питания процессора, серьезно упростив работу разработчикам печатных плат. Таким образом, летом 2000 г. компания Intel выпустила инженерное дополнение к стандарту АТХ 2.03, названное "ATX12V". Помимо вышеупомянутого разъема, в нем были ужесточены требования к блоку питания: при той же суммарной выходной мощности, что и раньше, блок должен был обеспечивать большие токи по шинам +12 и +3,3 В. Более того, устанавливалась нижняя граница максимального тока по шине +12 В - 10 А вне зависимости от суммарной мощности БП; блок, не обеспечивающий такого тока, не может считаться соответствующим стандарту ATX12V. Так как физически новые блоки отличались от старых лишь дополнительным разъемом, то в продаже в большом количестве появились различные переходники для адаптации АТХ-блоков питания к стандарту ATX12V. Разумеется, в связи с возросшими требованиями к нагрузочным токам для мощных систем такая адаптация была некорректна, но у систем со сравнительно небольшим энергопотреблением никаких проблем не возникало. Следующее заметное изменение принесла версия 1.2 все того же стандарта ATX12V. Напряжение -5 В, до этого момента обязательное для всех блоков питания, практически уже не использовалось: оно подавалось только на системную плату и разъемы ISA, которые уже канули в Лету. Даже в более старых компьютерах, где еще использовались ISA-платы, это напряжение, как правило, не требовалось. В связи с этим в стандарте ATX12V 1.2 напряжение -5 В стало необязательным, и вскоре на рынке появились БП, у которых в разъеме питания системной платы отсутствовал соответствующий провод. Тем временем наметилась новая тенденция: если раньше потребление по шине +3,3 В росло, то теперь оно, напротив, стало падать, ибо все больше производителей стали использовать на своих платах отдельные стабилизаторы, питающиеся от +5 или чаще +12 В и формирующие необходимые для платы напряжения. Более того, современные графические платы питаются уже не от AGP, а от отдельного разъема питания, на который просто не заводится напряжение +3,3 В. Соответственно, требования к этому напряжению падают, а к нагрузочной способности по шине +12 В, наоборот, увеличиваются, особенно учитывая постоянно растущее энергопотребление процессоров.
Qualcomm
Считаются одними из лучших процессоров для смартфонов на Андроид. Производитель поддерживает связь с разработчиками программного обеспечения, поэтому софт для мобильных гаджетов изначально адаптирован именно под чипсеты Snapdragon от Qualcomm. Например, во флагмане Galaxy Z Fold3 от Samsung стоит топовый Snapdragon 888, а в Honor 50 Lite установлен слабенький Snapdragon 662.
MediaTek
Если Qualcomm славится флагманскими процессорами, то Mediatek известен бюджетными однокристальными системами. В закупке они обходятся примерно на 30% дешевле чипов Qualcomm.
Последними процессорами Mediatek пытается переломить ситуацию. Свежее поколение чипсетов MTK Dimensity 1100 успешно конкурирует с системами Qualcomm. Для этого разработчики прилагают усилия для модернизации производства.
MediaTek Dimensity 1100 установлен Xiaomi Poco X3 GT , а топовый Dimensity 1200 встречается во флагманах OnePlus Nord 2 5G и Xiaomi 11T .
Читайте также: