Не хватает слотов тип количество линий питания процессора
Все дело в том, что слоты PCI Express могут быть подключены либо напрямую к ЦПУ, либо же к чипсету, который служит в качестве "посредника" между вашим ЦПУ и другими компонентами, такими как сетевой адаптер или порты USB. Это может ввести в заблуждение, поскольку производители материнских плат могут писать о поддержке сразу 40 линий PCI Express, но ЦПУ при этом, может работать только либо с одной графической картой в режиме 16x, либо с двумя картами в режиме 8x для каждой. Разве не должны все эти линии PCI Express материнской платы позволять вам подключать больше устройств, чем просто две видеокарты? Здесь и проявляется разница между PCI Express линиями чипсета и ЦПУ.
Большинство потребительских ЦПУ имеют 16 или 20 линий PCI Expres, идущих непосредственно к процессору, которые должны использоваться для графических карт, и наилучшей производительности. Почему же эти линии лучше тех, что подключены к чипсету? Первая причина заключается в том, что для оборудования это дополнительный путь маршрутизации, который может замедлить производительность. Но более важной причиной является способ соединения чипсета с процессором.
Несмотря на то, что вы можете столкнуться с графиками, показывающими, что чипсет обладает 16, 20 или даже бОльшим количеством линий PCI Express, само его соединение с ЦПУ, на самом деле значительно уже. Его ширина может составлять всего 4 линии. В настоящее время чипсеты предоставляют множество линий PCI Express другим компонентам и периферийным устройствам, таким как SATA, звук, сеть, USB устройства и прочим. Однако, все это либо компоненты с небольшими требованиями к полосе пропускания, либо они просто вряд ли будут использоваться на полную одновременно, чтобы загрузить канал целиком.
Поэтому наличие подобного узкого места, при отправке данных к ЦПУ - это не так уж и важно. Однако, это ограничение в пропускной способности может навредить вашей системе, если вы подключите устройство, например, видеокарту, которая оперирует значительно бОльшим количеством данных, то это может также привести к проблемам при использовании других компонентов.
Длинные слоты PCI Express 16x на вашей материнской плате, как правило подключены напрямую к процессору, поэтому вам не стоит излишне беспокоиться о том, в какой слот подключить графический ускоритель. Вместе с тем, из-за того, что два длинных порта делят между собой все те же 16 линий, вы не сможете заставить работать две видеокарты одновременно, на полной скорости. Только если ваш процессор не поддерживает большее количество линий.
Кроме того, если вы счастливый обладатель ЦПУ Intel с 16 линиями PCI, то это означает, что ваш NVMe накопитель, установленный в слот M.2, будет подключен через чипсет. В обычных условиях вы вряд ли столкнётесь с большой потерей производительности, но вышеупомянутая задержка и тяжелые нагрузки на сеть, SATAили USB, также проходящие через эти четыре линии обратно к ЦПУ, могут привести к некоторым замедлениям, в зависимости от задачи.
Вместе с тем, именно поэтому некоторые SATA порты отключаются при подсоединении M.2 накопителя, поскольку эти порты также подсоединены к чипсету, и они используют общую полосу пропускания. Хорошая новость заключается в том, что если вы пытаетесь выжать максимум производительности из своего накопителя, то грядущие настольные ЦПУ Intel 11 поколения, должны иметь 20 линий, непосредственно подключенных к процессору, четыре из которых будут отданы M.2 накопителю. Если же вы используете платформу Ryzen, то для вас все намного лучше, потому что эти ЦПУ уже имеют 20 или больше линий, подключенных к процессору.
Бпшник be quiet system power 9 на 600вт. Мать Msi mpg z490 gaming plus. Комп включается, но страшно тупит. Переходник с молекса на 4 pin для проца куплен и установлен, после этого стало немного хуже.
Есть ли вероятность того, что брак процессора или что-то в этом духе? Или просто питалова не хватает? Тупит даже биос и система грузится долго.
- Вопрос задан 28 июн. 2021
- 1244 просмотра
Не занимайтесь ерундой. Конечно, переходником вы только ухудшили.
У вас процессор на TDP=65W, ему не только 8 pin за глаза хватит, но может хватить даже и 4 pin (как на совсем старых БП).
8+4 требуется для топовых процессоров с разгоном, но не через переходник, конечно.
Вывод: эти переходники бесполезны, потому что при малом TDP всё прекрасно работает и без них (а с ними только хуже), а при большом TDP они вообще никак не помогут, при большом TDP нужен подходящий БП.
Loq, думаю, что проблема не в питании. Основное подозрение на материнку. Поищите возможность проверить этот процессор на другой материнке.
hint000, В общем. Бп протестили, не в нём дело. Сейчас буду искать материнку, чтобы понять в проце ли дело. Благодарю за помощь
Остальное железо какое? Посчитайте сколько оно жрёт питания.
Переходник горячий при работе? Сильно?
Проц в биосе работает на мин частоте или нормально показывает?
Вообще похоже на глюк(брак), не думаю что дело в питании
Проц i5-10400f. Видяха msi 1070ti 8gb. Оперативка корсаровска на 2666гц. Переходник не греется от слова совсем. В биосе показывает у проца 0.80 частоту, базовая 2.9. В калькуляторе показывает, что блока питания хватает. 67% задействовано.
Loq, винда стоит? Там бы тоже частоту проца глянуть. А то он как то совсем не фурычит.
Мож под этот камень биос надо более свежий? Вроде под это поколение нужен 500тый чипсет.
Винда стоит, 10 про. 64-разрядная. В аиде текущую частоту процессора показывает 800 Мгц
Uneasy Hearts Weigh the Most, Температура нормальная, 28 градусов, охлад - водянка, помпа пашет)
Чичас значит пойду обновляться пробовать. Посмотрим, что из этого выйдет. Ещё предложения есть? :)
Loq, я бы заменил БП или на модульный или на тот у которого есть данные разъемы питания, заодно и мощность увеличил, что бы был запас, мало ли через пару лет проц поменяете или жестких накупите под NAS.
Денис _______________, Благодарю. Учту. Но сейчас к сожалению нет возможности, поэтому ищу другого решения.
Обновил биос материнки, поставил свежий с официального сайта. Герцовка та же осталась, всё ещё лагает. Есть ещё подозрение. Может надо настроить вольтаж вручную? Или что-то типа того. Или дрова какие-нибудь скачать?
Loq, а тут нет других рншений, кроме как ставить переходник с MOLEX'а на указанный разъем и молиться. в кого верите, что бы одним прекрасным днем не поплавился првод и сечение выдержало потребляемые токи, впрочем не факт, что через переходник Вам их выдадут.
Сбросьте настройки на дефолтные. Хуже всего сейсас крутить питание. Если мать поддерживает проыили разгона - отключить. Сперва необходимо систему в стабильное состояние привести.
Если в биосе активно интегрированное видеоядро отключить принудительно.
Денис _______________, Настройки почти все на дефолте, кроме кулеров, там вместо авто выставлен режим, когда они на постоянке крутятся. Профили разгона поддерживает вроде как, но они вырублены. Сейчас поустанавливал дрова с оф. сайта на чипсет и med, это тоже ничего не дало.
Loq, постарайтесь где-то взять для тестов исправный нормальный бп, остальное от . невежества
Хотя бы на день
Материнская плата Asus Crosshair VI Hero, PSU Zalman ZM700-GLX. Какой процессор брать еще не решил, но выбор стоит между Ryzen 1400 и 1600 (естественно, под разгон). Общее энергопотребление системы с любым из процов доходит максимум до половины возможностей БП.
Внимание, вопросы:
1) запустится ли мать без доп. 4 пин?
2)Хватит ли питания для любого из вышеозначенных процов в разгоне?
3) Хорошая ли идея намутить переходник, из молекса, к примеру, или лучше поменять БП?
P. S. Спрашиваю, т. к. в электрике плохо шарю, боюсь наделать беду. Заранее спасибо.
- Вопрос задан более трёх лет назад
- 39561 просмотр
Оценить 4 комментария
1) не факт
2) вы даже не назвали модель БП, без неё догадки будут еще более туманными, чем с ней. В сети куча калькуляторов для этого есть, основной вопрос после такой калькуляции - честные ли цифры на вашем БП.
3) в природе существуют переходники с MOLEX. Иногда люди жалуются, что переходники приводят к смерти оборудования (либо кривые руки, либо бракованный переходник, т.к. что-то мне подсказывает, что и проектируют, и изготавливают их в китайских подвалах).
John Smith: Модель БП сразу после модели матери написана, если что :) Но в любом случае спасибо за ответ.
Kameleon3107: Сорри, пропустил )
Отзывы на него разные, но, в принципе, не совсем мусор. Лучше, кончено, брать что-то с 80+ Bronze и выше, но совсем грубо завышать мощность Zalman, наерное, не стал бы. В общем, если по калькуляции хватает, значит, проблем из-за БП быть не должно.
Что до переходника - я бы сначала завел без него, самое страшное, что может случиться - не заведется (на самом деле есть еще риски по току, но они столь маловероятны, что не буду о них говорить, тем более они упомянуты в ответе 15432)
Имею Ryzen 1400 с 4-пин питанием, все норм. 8 хватит с головой. 8+4 это что-то слишком заоблачное, я и БП таких не видел. Во всех этих разъемах питание соединено в параллель, потому будет работать даже если вы только 4pin воткнёте. Другое дело, что хилые соединения могут перегреваться из-за больших токов, но новые Ryzen, тем более не топовые 1800, не так много потребляют.
Питание нужно оценивать, учитывая всю конфигурацию. Может у вас будет три мощных видеокарты, тогда 700W не хватит. Разогнанный Ryzen 1600 в пике жрет ватт 250, ему одному точно хватит.
Переходники лепить не стоит - в вашем блоке питания их некуда будет подключить, питание процессора идёт по отдельной линии.
А вы в 8 пиновый подключите 4 пиновый провод и второй провод во второй разъем и включите
Будете удивлены что все заработает.
Такие же разъемы на Asrock 110 чипсете и с БП 4+4 все заработало
А вообще, питание материнки - это большой разъем, не помню сколько там контактов. А эти - для питания процессора
1. Запустится.
2. Не известно.
3. Можно заморочиться, если провода или штекер не выдерживают тока(для определения можно пощупать на предмет нагрева), а так что на плате все параллельно, что в БП все провода из одной точки(параллельно)
Обеспечение питания – одна из наиболее сложных задач при разработке современных процессоров. Сеть доставки питания (power delivery network, PDN) должна отвечать повышенным требованиям современной КМОП-технологии, обеспечивать питание с высокой эффективностью и быстро реагировать на изменения в энергопотреблении.
И эти проблемы встречаются как у смартфонов с потреблением в 1 Вт, так и у серверных процессоров на 200 Вт и массивных ускорителей машинного обучения – к примеру, Cerebras CS-1 на 15 кВт. Для работы с заданной тактовой частотой каждому транзистору и каждой схеме современного чипа требуется питание с правильным напряжением. Если напряжение будет слишком низким, элементы схемы будут переключаться медленно, что приведёт к появлению ошибок, проблемам со стабильностью и другим неожиданным отказам.
Из-за физики кремния КМОП обычно работает на напряжении в 1 В. Однако у современных технологий, использующих транзисторы FinFET и другие техники, номинальные напряжения могут находиться в диапазоне от 0,65 В до 1,2 В. Инновационные схемы могут использовать напряжение питания, близкое к пороговому значению транзисторов (near-threshold voltage, NTV) – эту технологию продемонстрировало исследование от Intel. И хотя процессоры, использующие NTV (к примеру, Ambiq Micro), уже появились в продаже, эта технология всё ещё довольно нова. Энергопотребление коммутационной схемы (такой, как процессор) пропорционально квадрату напряжения, поэтому для увеличения эффективности необходимо уменьшать напряжение. Для разработчиков чипов это классическая проблема поиска золотой середины: напряжение должно быть достаточно высоким для того, чтобы избежать ошибок, но не выше.
Однако работа под низким напряжением – это сложная задача в плане обеспечения питания, поскольку в этом случае к процессору нужно подводить большой ток. Возьмём современный серверный процессор – Intel Cascade Lake Xeon 14 нм. TDP у самых мощных процессоров этой модели достигают 205 Вт, что теоретически даёт нам ток в 205 А при напряжении в 1 В. На самом деле, конечно, процессоры устроены гораздо сложнее, и используют различные напряжения и схемы питания, однако такой простой пример будет полезен для понимания ситуации. Если энергопотребление процессора останется на том же уровне, а напряжение понизится до 0,75 В, это увеличит нужный ток до 274 А. И хотя передовые серверные процессоры от Intel довольно прожорливы, они не идут в сравнение с некоторыми ускорителями вычислений. К примеру Nvidia Volta V100 потребляет 450 Вт, некоторые будущие их процессоры будут есть уже по 600 Вт, и, как было упомянуто ранее, Cerebras CS-1 потребляет невероятные 15 кВт.
Обычно гораздо эффективнее получается передавать энергию при высоком напряжении и низком токе. Чем выше напряжение, тем меньше ток и тем меньше требуется проводов, что уменьшает стоимость системы. Кроме того, потери на сопротивление пропорциональны квадрату тока, поэтому увеличение напряжения и уменьшение тока понижает потери на сопротивление и увеличивает эффективность энергетической системы. Поэтому обычно линии электропередач работают с напряжением выше 110 кВ – и те же самые базовые принципы применимы и для сервера или дата-центра. Хотя некоторые сервера используют традиционные 12 В, некоторые из новых перешли на 48 В для эффективности – в особенности ускорители, потребляющие более 350 Вт.
Если свести всё это вместе, то теоретической целью обеспечения питания будет передача энергии по системе с максимально возможным напряжением, а потом преобразование в очень низкое и стабильное напряжение, для эффективных и стабильных вычислений.
Необходимость быстрой реакции в изменчивых условиях
Скорость FIVR подводит нас к одной из крупнейших проблем обеспечения питания современных процессоров. Концентрация на постоянном питании и температурных характеристик (TDP) преуменьшает значимость проблемы. Современные процессы чрезвычайно динамичны, а их поведение меняется на основе нагрузки. Транзистору при переключении требуется относительно небольшой ток. Однако если множество транзисторов переключаются одновременно, то общее потребление может достичь значительных величин и создать шум на питании чипа. У таких высокоскоростных чипов, как CPU или GPU, количество переключающихся транзисторов может значительно меняться от цикла к циклу. К примеру, когда ядро CPU начинает выполнять команды умножения с накоплением AVX512, энергопотребление становится гораздо больше, чем в случае выполнения целочисленной арифметики. Сходным образом системы динамического изменения напряжения и частоты (DVFS) меняют частоту и напряжение процессора на лету в ответ на изменения загрузки или рабочих условий. Эти внезапные всплески в энергопотреблении могут привести к временным проседаниям напряжения.
Эту проблему могут проиллюстрировать два примера. Большинство дата-центров оптимизируют под эффективность и высокую утилизацию – то есть, 40-60% утилизации CPU, а в пиках и того больше. Если мы вернёмся к TPD 205 Вт у Intel Xeon по спецификации, то этот процессор в моменты максимальной загрузки потребляет ток в 273,75 A по основным шинам питания, и невероятные 413 Вт.
Клиентские процессоры, особенно у ноутбуков и смартфонов, ведут себя совсем не так, и представляют ещё более интересную проблему. Они обычно оптимизированы под очень неровную работу и должны выдавать максимальную мощность на кратких промежутках времени (к примеру, при загрузке веб-страницы), и потреблять очень мало во время простоя (к примеру, ожидая пользовательского ввода). Ноутбук, работающий с 40-60% утилизацией CPU, нереально быстро просаживал бы батарею. Клиентский процессор порядка 90% времени проводит в режиме ожидания. В итоге у клиентских процессоров получается ещё большая разница между TPD, максимальной мощностью и потреблением тока. Последние процессоры Ice Lake серий U и Y имеют TPD в 15 Вт и 9 Вт соответственно. Для увеличения быстродействия вендоры могут устанавливать TPD выше, вплоть до 25 Вт и 12 Вт соответственно. Однако максимальное энергопотребление для CPU и GPU значительно выше – до 70 А и 49 А соответственно, и это не считая питание контроллера памяти и всей периферии ядра.
Основная проблема тут в том, что регуляторы напряжения, будь то VRM на материнской плате или FIVR от Intel, реагируют гораздо медленнее, чем могут появляться кратковременные всплески, вызванные переключениями транзисторов. FIVR у Haswell может повысить напряжение на шине питания от 0 до 0,8 В за 0,32 мкс. Однако для современных процессоров на 3 ГГц это выльется в порядка 1000 тактов. Обычные, менее быстрые VRM могут увеличивать напряжение на 10-23 мВ за мкс, и на аналогичное повышение от 0 до 0,8 у них уйдёт в 100 раз больше времени, или порядка 100 000 тактов. Без очень эффективной схемы эти временные пики могут вызвать проседания напряжения – по смыслу это похоже на то, как в старых домах тускнеет свет лампочек, когда хозяева включают микроволновку или фен. Исключение составляют клиентские процессоры Skylake и процессоры от AMD, использующие регуляторы с небольшим падением напряжения (LDO), которые также работают очень быстро. Однако LDO работают как переменное сопротивление, и умеют только уменьшать напряжение, идущее на шину питания. Поскольку LDO работают через сопротивление, для больших изменений напряжения (более 10%) они становятся неэффективными.
Как уже упоминалось, если процессор работает на частоте 3 ГГц, а напряжение внезапно падает, то транзисторы могут уже не работать корректно – поэтому либо нужно держать постоянное напряжение, либо ронять частоту. На практике же большинство компаний используют комбинацию из разных мер. К примеру, AMD разработала технологию адаптивного изменения частоты, уменьшающую её во время проседаний напряжения.
Плавная подача питания развязывающими конденсаторами
Чтобы устранить несоответствие между почти мгновенными всплесками потребления и задержкой на регуляторах напряжения, современные системы полагаются на развязывающие, или обходные конденсаторы. Эти конденсаторы хранят энергию и могут быстро высвобождать её, чтобы гарантировать постоянное напряжение в моменты, когда регуляторы только начинают реагировать. Вернёмся к рис. 1: системы включают в себя развязывающие конденсаторы на каждом шаге работы сети подачи питания. На МА конденсаторы встречаются во многих местах, но особенно много их вокруг гнезда процессора – см. рис. 2. В платы процессоров также встраивают развязывающие конденсаторы, обычно по краям и снизу. Наконец, на кристаллах процессора тоже располагают конденсаторы; они ближе всего расположены к активным схемам и дают скорейший отклик на временные всплески энергопотребления.
Рис. 2: развязывающие конденсаторы вокруг гнезда процессора
На кристаллах располагаются совершенно разные конденсаторы. Простейший их тип – обычный транзистор, который иногда называют МОП-конденсатором. Такие конденсаторы можно легко вставлять в стандартные ячейки на небольшом расстоянии от важных участков, где ожидается сильный шум переключения. Поскольку они располагаются близко к активным участкам, они легко могут поглощать шум и быстро подавать дополнительный ток.
Кроме того, на чипах, разработанных при помощи различных средств автоматизации, встречаются «пробелы» – участки, оставшиеся пустыми из-за несовершенства инструментов и ограничений по расположению блоков разной формы в непосредственной близости друг от друга. Распространённой практикой является заполнение этих пробелов конденсаторами – по сути, это «бесплатно». И хотя МОП-конденсаторы можно сделать в любом техпроцессе и легко разместить на кристалле, они не являются идеальными конденсаторами. Как и другие транзисторы, они дают утечку, а также их бывает сложно втиснуть в забитые компонентами участки чипа. Ещё один вариант – изменить техпроцесс и создавать более специализированные структуры, такие, как металл-диэлектрик-металл (MIM) конденсаторы, металл-оксид-металл (MOM) конденсаторы, или траншейные конденсаторы [deep trench capacitors].
Рис. 3: MIM- конденсаторы от Intel на 22 нм для eDRAM
Как следует из названия, MIM- конденсаторы формируется из двух параллельных металлических слоёв с high-k диэлектриком между ними. В процессе на 22 нм от Intel используются два разных вида MIM-конденсаторов. Как видно на рис. 3, первый тип MIM-конденсаторов используется для одноразрядных ячеек в eDRAM и формируется в нижних металлических слоях M2-M4. Второй представлен в процессе 22FFL и использует толстые верхние слои в 4 мкм в качестве параллельных металлических слоёв. Intel тут не делает ничего уникального – другие производители тоже используют MIM-конденсаторы. К примеру, AMD использовала MIM-конденсаторы верхнего уровня в процессоре Zen CCX для развязки и уменьшения провалов напряжения. MIM-конденсаторы обычно работают лучше, чем МОП-конденсаторы, однако располагаются они чуть дальше, поскольку нхаодятся в верхних металлических слоях, а необходимость предпринимать дополнительные шаги на производстве немного увеличивает стоимость. MOM-конденсаторы используют сходную идею параллельных металлических линий, только поворачивают их на 90°. Металлические линии формируются горизонтально в двух соседних вертикальных металлических слоях (к примеру, M3 и M4), а межслойный оксид-диэлектрик играет роль изолятора.
Ещё одним вариантом будут траншейные конденсаторы, однако они редко встречаются в производстве, поскольку травление траншей с высоким разрешением значительно повышает стоимость процесса. Их использовали уже несколько поколений технологий изготовления процессоров, начиная с техпроцесса SOI на 32 нм от IBM и далее, с SOI на 14 нм. Траншейные конденсаторы от IBM используются для развязки в больших массивах eDRAM, реализующих кэши L2, L3 и L4 в процессорах POWER и zArch. В качестве примера IBM заявляет, что смогла убрать все конденсаторы с платы процессора z12, сделанного для мейнфрейма по техпроцессу 32 нм, и заменить их траншейными конденсаторами. После этого на IEDM 2019 TSMC рассказала о процессе формирования траншейных конденсаторов на кремниевой вставке. Хитроумный и элегантный подход – хотя такие конденсаторы располагаются уже не так близко к активной логике, как те, что находятся на самом кристалле, поэтому неспособны полностью заменить развязывающие конденсаторы.
Обеспечение системы питанием находит компромисс между быстродействием, эффективностью и стоимостью
При обеспечивании питанием высокоскоростных процессоров приходится обходить несметное количество проблем. В идеале, сеть доставки питания должна работать при высоком напряжении для эффективности передачи энергии, но в итоге выдавать низкое и стабильное напряжение для КМОП-логики, на которой реализован процессор. Преобразование питания, из переменного в постоянный ток, и из высокого в низкое напряжение должно быть максимально эффективным.
В то же время, ток, требуемый для работы процессора, постоянно меняется, реагируя на изменяющиеся условия работы – такие, как смесь инструкций или динамическое изменение напряжения. Для сглаживания этих почти мгновенных изменений и уменьшения шума в современных схемах почти на каждом уровне доставки питания, от материнской платы до кристалла процессора, используются развязывающие конденсаторы. Чем быстрее и отзывчивее сеть, тем меньше развязывающих конденсаторов ей требуется. Если взять сам процессор, то для него доступно несколько вариантов размещения конденсаторов на кристалле. Проще всего использовать обычные транзисторы, поскольку их легко разместить в рамках любого техпроцесса, однако они работают не очень эффективно. Многие производители предлагают конденсаторы улучшенной эффективности, созданные при помощи особых технологий или схем разработки — такие, как MIM-конденсаторы, и более редкие ТК, на кремнии или вставке.
Все эти переменные связаны между собой – техпроцесс, развязывающие конденсаторы, динамическое изменение напряжения и частоты, регуляторы напряжения – и разработчики процессоров обязаны учитывать их все, чтобы получать максимально возможные быстродействие, эффективность по минимальной цене.
Анатомия сети передачи питания
Как показано на рис. 1, проблема обеспечения питания затрагивает всю систему, начинаясь с основного источника питания и продолжаясь до электрораспределительной сети в процессоре, доходя в итоге до транзисторов, выполняющих вычисления на кристалле. У настольных компьютеров БП преобразует 110 В или 220 В в 12 В постоянного тока, распространяемого по всей материнской плате, к процессору и другим компонентам. У ноутбуков или смартфонов всё немного не так – типичные литий-ионные батареи выдают постоянное напряжение в 3,7 В, поэтому преобразования переменного напряжения в постоянное не происходит, а понижение напряжения требуется не такое сильное.
Рис. 1: Обеспечение питания в современных системах. Слева — Intel FIVR, справа – традиционный VRM
У стандартных процессоров, например, от AMD, модуль регулятора напряжения (voltage regulation module, VRM) понижает напряжение примерно до 1 В. Обычно VRM располагаются недалеко от процессора, так, чтобы большую часть расстояния проходили сигналы на 12 В. 1 В передаётся на небольшое расстояние по материнской плате, через плату процессора, и внутрь самого процессора по его контактам. В процессоре есть своя электрораспределительная сеть, расходящаяся от контактов и использующая различные промежуточные металлические слои для доставки энергии к транзисторам. VRM работают на довольно низкой частоте в 1 МГц, то есть, могут подстраивать выходящее напряжение только раз в микросекунду.
Многие системы на базе Intel работают по той же схеме, однако используют дополнительный шаг в обеспечении питания. FIVR (fully-integrated voltage regulator – полностью интегрированный модуль регулятора напряжения) интегрирован в сам кристалл процессора и распределяет энергию по десяткам шин питания в его различные блоки (ядра CPU, кэши L2, блоки GPU и т.п.). FIVR используется в большинстве серверных процессоров, начиная с поколения Haswell. Также он используется в клиентских процессорах Haswell и Broadwell, а теперь и в клиентах Ice Lake и Tiger Lake. Отметим, что семейство клиентов Skylake (Coffee Lake, Comet Lake, и т.д.) FIVR не используют. В этих системах VRM на материнской плате преобразуют 12 В (или 48 В) в 1,8 В, и передают энергию от VRM, через всю материнскую плату, плату процессора и его контакты в FIVR. FIVR отвечает за последний шаг в преобразовании энергии, и понижает напряжение с 1,8 В до 1 В, в зависимости от нужд конкретной шины питания.
Одно из преимуществ FIVR состоит в том, что напряжение, поданное с VRM материнской платы на процессор получается в два раза выше, чем у обычных систем. Использование более высокого напряжения уменьшает требуемую силу тока примерно в 2 раза, уменьшает количество контактов питания и повышает эффективность. Минус в том, что преобразование напряжения никогда не бывает на 100% эффективным, и FIVR теряют часть энергии. Взаимоотношение между выигрышем в эффективности и потерей при преобразовании сильно зависит от конкретной ситуации. В целом для процессоров с высоким энергопотреблением система с FIVR обычно выигрывает. Кроме того, FIVR потрясающе быстро работает – её тактовая частота составляет 140 МГц, на два порядка больше, чем у VRM на материнке.
Немного теории
Чтобы понимать всю серьезность этих вопросов, нужно знать немного теории. В 90-е годы прошлого века процессорам вполне хватало общего разъема питания материнской платы . Питание процессоров в основном использовало линию с напряжением в пять вольт.
Но частоты процессоров и их энергопотребление быстро росли и, постепенно, им понадобилась отдельная линия питания на 12 вольт.
Особенно остро эта проблема возникла с выходом процессоров Pentium 4 и Athlon 64 , система питания материнских плат которых стала использовать в основном напряжение 12 вольт. Блоки питания , поддерживающие эти процессоры и материнские платы, получили новый стандарт ATX12V и всем нам хорошо известный 4-контактный разъем питания.
Почти каждый блок питания тех лет получил наклейку Pentium 4 Ready или P4 power connection, говорящую о поддержке стандарта ATX12V и питания новых процессоров.
Если посмотреть спецификации 4-контактного разъема питания, то мы увидим, что он имеет два контакта для 12 вольт, каждый из которых выдерживает ток 8 А. И теоретически допустимая для него пропускаемая мощность тока составляет внушительные 192 ватта. Неудивительно, что этот разъем питания дожил до наших дней и до сих пор активно используется.
Есть несколько причин для этого.
Первая причина — это серьезный нагрев кабелей и разъемов питания, а также дорожек на материнской плате при большой потребляемой мощности.
Вторая причина — необходимость учитывать КПД преобразователя питания на материнской плате, который обычно составляет 80%. То есть, достигнуть предела 4-контактного разъема питания сможет процессор потребляющий около 150 ватт.
Третья причина — вероятность того, что состояние 4-контактного разъема может оставлять желать лучшего. Особенно в том случае, если его многократно использовали. Также в случае использования недорогого блока питания, толщина проводов в нем может отличаться от предписанных стандартом 18 AWG , что может вызвать их сильный нагрев и даже расплавление.
В результате при использовании процессора, потребляющего мощность более 120 ватт, можно столкнуться с серьезным нагревом проводов и разъема питания процессора, что может вызвать подгорание и расплавление самого разъема.
По невнимательности неплотно вставленный кабель питания может привести к таким же печальным последствиям.
На практике проблемы с 4-контактным разъемом питания стали появляться у двухъядерных процессоров Pentium D , потреблявших 130 ватт уже в 2005 году.
Все эти проблемы потребовали решения, которым стал стандарт EPS12V , где вместо четырех контактов питания процессора стали использоваться восемь.
Теперь, когда вся серьезность вопроса подключения питания процессора нам понятна, давайте разберем стандартные ситуации, с которыми может столкнуться пользователь, собирающий компьютер.
Очень важный момент — будет ли разгоняться процессор на материнской плате, запитанной 4-контактным кабелем питания. Тут все очень индивидуально и зависит от типа процессора, напряжения его питания и частоты, на которую он будет разгоняться.
Например, Pentium G3258 легко уложится в 100 ватт потребления при приличном разгоне, а Ryzen 5 2600 может перевалить отметку в 120 ватт даже при случайной активации авторазгона в материнской плате.
Если вы занимаетесь разгоном, не экономьте на блоке питания.
И такой вариант подключения вполне работоспособен, разъем войдет одной половиной и будет работать. Главное — чтобы вокруг разъема питания на материнской плате не было мешающих элементов.
Читайте также: