主板好壞全看設計 索泰5S主板來襲
2023-11-30 22:03:12 1
泡泡網主板頻道12月28日 在今年4月，Intel正式發布了旗下Ivy Bridge處理器以及7系列晶片組，索泰作為行業領先的板卡廠商也在第一時間推出了Z77/H77主板。基於全新的產品設計理念，索泰正式更新了旗下主板產品線技術，索泰7系主板將具備「五星品質」，提出「穩定、安全、設計、速度、服務」五個方面的全新標準，竭誠為用戶提供最好的使用體驗。
索泰5S五星主板
說起設計，料件與料件之間如何搭配，怎樣才能發揮出料件的非常好的性能，要考究的內容就多了。所以，有好的料件不代表有好的設計，而好的產品，則會使用適合的料件。
索泰不僅僅在顯卡方面擁有豐富的研發實力，栢能作為全球OEM大廠，在主板領域同樣也有非常豐富的研發經驗。以Z77皇冠版為例，索泰採用了24+1+1相供電，支持動態負載均衡及U.T.R Power，使電源轉換效率高達90%以上，遠高於普通主板的70%轉換效率。這樣的主板其設計思路如何？讓我們一探究竟。
●PWM與MOS管的搭配決定主板供電方案設計思路
PWM晶片是主板供電系統的大腦。選用何種PWM晶片決定了主板供電設計的相位、滿負載能力及響應速度。索泰Z77皇冠版採用了UP6228A PWM晶片，符合VRM12.5供電規範，支持12相供電。而通過UP6275AD倍相器，將每1相供電管理擴展為2相，總計達到12*2即24相供電。而提供額外的1相供電給CPU中集成的顯卡，以及1相供電給CPU集成的內存控制器供電。
索泰Z77皇冠版採用UP6228A PWM晶片
UP6275AD倍相器
Dr.MOS場效應器
索泰Z77皇冠版使用Dr.MOS場效應器。功率場效應器的作用就是降壓增流，頻率要與PWM相匹配，而阻抗則對主板供電的轉換效率有著密切關係。
Ultra Multi Phases Design較多相供電設計
較多相供設計（Ultra Multi Phases Design）為動態負載均衡提供了基礎。PWM晶片可以根據CPU的實際功耗負載動態調節電源系統使用的供電相數，達到節能與超頻兼顧的效果。
●電容，主板必談的話題
在輸入濾波電容方面，如果選擇容量較大的電容，濾波能力有所保障，但通常響應速度比較慢。使用在高頻供電電路上，其固有頻率會成為整個供電系統的瓶頸。為此，索泰工程師選擇了將多枚容量較小的電容並聯的方案，並加大了每一相供電的覆銅面積以改善電氣性能，這樣能同時兼顧了濾波能力與響應速度之間的矛盾。
索泰Z77皇冠版採用的黑化固態定製電容。
初步方案定下來之後，索泰工程師在後期的調試中，換用多種規格電容之後，發現輸入電容仍無法取得與PWM和Dr.MOS的非常好的配合度，達到非常好的效能。為此，索泰工程部Power部門對是否堅持PWM方案進行了大量的研討，研發進度也一度受阻。但在此時，索泰的全球採購部門發揮了非常重要的作用，根據工程師的要求，為索泰Z77皇冠版的供電方案量身定製了一款電容，對電路的固有在率周期、容值、精度誤差等各方面進行嚴格的匹配。
經過一遍遍地折磨供應商之後，最終確定電容的規格參數，便是索泰Z77皇冠版的定製電容。
輸出方面，索泰對FPCAP的調試已經積累了非常豐富的經驗，所以FPCAP方案提出時，索泰工程部幾乎沒有任何異義。這枚FPCAP SuperML去耦電容擁有極高的蓄電量及超高速的充放電效率，高頻下強抗幹擾能力出色和極低的ESL/ESR，令電源更純淨從而大幅提升超頻能力與穩定性。這顆價值5美元的神物，等效於10顆目前顯卡上常見的NEC去耦電容，絕對能挑起超頻玩家「戰欲」的神器。而目前在DIY板卡領域，FPCAP的去耦電容僅僅供給華碩以及索泰兩家，這也很好的詮釋了，這兩家板卡領袖的優勢何在。
索泰GTX670、680使用的FPCAP電容，使得顯卡靜態紋波降低到50MV以下，動態紋波降低到160MV以下，優秀的供電設計使用索泰至尊版顯卡成為行業內標杆。
索泰Z77皇冠版上的FPCAP電容。
FPCAP電容除了性能上的優勢外，還有一個附加的好處，即封裝非常薄。這樣可以便於體積非常大的散熱器的安裝，而對於一些極限超頻玩家而言，這點顯得格外重要。為發揮出這一優勢，索泰不惜選擇了成本同樣昂貴的貼片式鉭電容與之相搭配。
●電感一波三折的選擇
電感方面的選擇同樣重要。在確定電感料件使用方面，索泰工程師在物料庫中選取了40餘款參數相近的電感進行測試。最終暫定了一款一體成型鐵素體電感。就在產品定型前的最後幾個小時內，索泰工程部接到採購部的電話，說能夠提供一款超低振鈴效應的超級電感。工程部馬上對新樣品進行測試，而測試結果出乎於想像。於是馬上將即將定型的方案廢除，重啟調試與測試程序，經過兩周的漫長等待之後，最終A.I.O電感方案通過所有測試並取得優良成績，定型為最終物料方案。
索泰Z77皇冠版的A.I.O電感
●散熱器，設計方案中的點睛之筆
最後確定的是散熱器。索泰工程師發現，得益於優秀的物料及搭配方案，再配合全2OZ覆銅PCB，Z77皇冠版的供電系統竟然可以在完全不使用任何附加散熱器時通過55度恆溫箱72小時老化烤機測試及四角極限測試，並且供電餘量達到76%，不僅完全達到出貨標準，而且甚至超過很多市場上其他負載餘量約50%左右的Z77產品，連Intel的工程師都覺得有些不可思議。當然，最終索泰還是為主板供電電路安裝了散熱器，使主板的供電餘量裕值提高到110%，足以付各種極限考驗。
最終確定下來的散熱器方案
●總結
主板如果僅僅使用一些賣相好的料件，也能堆出可用的主板，採購成本會降低，產品上市速度也會提前，工程部的工作量也會降低，甚至也能取得不錯的市場口碑。但付出的相應代價就是，主板的超頻能力會下降，供電轉換效率也會降低，用戶體驗就會變差。索泰對每一個細節的執著，為求將最好的產品交到用戶手中。同時也是索泰研發力的體現。
