详细解释主板的供电机制
我们以intel 845ge/pe芯片组为例,看主板的供电机制。
atx12v电源主要提供+12v、+5v、+3.3v、+5vsb、-12v五组电压,-5v由于isa设备的消失,在最新的atx12v版本中已经去掉。另一个负电压-12v虽然用得很少,但却不能忽视,因为ac’97、串口以及pci接口还需要。
+12v电压目前可以说是最重要的,不然现在的电源规范也不叫atx12v了。+12v主要是给cpu供电,通过vrm9.0(电压调整模块),调节成1.15-1.75v核心电压,供cpu(60a)、vttfsb(2.4a)、cpu-i/o(2.5ma)。+12v除了cpu外,还提供给agp、pci、cnr(communication network riser)。
相对来说,+5v和+3.3v就复杂多了。
+5v被分成了四路,第一路经过vid(voltage identification definition)调整模块调整成1.2v供cpu,主板会根据pentium4处理器上5根vid引脚的0/1相位来判别这块处理器所需要的vcc电压(也就是我们常说的cpu核心电压),如下图。
第二路经过2.5v电压调整模块调整成2.5v供内存,并经过二次调整,从2.5v调整到1.5v供北桥核心电压、vccagp、vcchi。第三路直接给usb设备供电。第四路供给agp、pci、cnr供电。
+3.3v主要是为agp、pci供电,这两个接口占了+3.3v的绝大部分。除此之外,南桥部分的vcc3_3以及时钟发生器、lpc super i/o(例如winbond w83627thf-a)、fwh(firmware hub,即主板bios)也是由+3.3v供电。
+5vsb一直被我们忽视,这一路电压与开关机、唤醒等关联紧密;+5vsb在intel 845ge/pe芯片组中至少需要1a的电流,目前绝大部分电源的+5vsb都是2a。其中一路调整成2.5v电压供内存;第二路调整成1.5v,在系统挂起时为南桥提供电压;第三路调整成3.3v供南桥(同样也是用于系统挂起)、agp、pci、cnr;第四路直接供usb端口。
下面就内存、agp、pci供电原理详细说明。
内存供电:此前我们可能都有这样一种印象,就是内存是由+3.3v供电。实际上,在sdram时代的确如此。但ddr开始,就有了3.3v、2.5v、1.9v等多种模式,而这些电压不再是通过+3.3v,而是通过+5v来调整。845ge/pe的ddr核心电压是2.5v,是从+5v和+5vsb调节而来。具体来说,+5v通过一个2.5v调节器调整成2.5v的电压,同时+5vsb也通过2.5v备用调节器调整成2.5v电压,这两路2.5v电压联合为ddr内存vdd/vddq供电,另外,内存模组的vtt电压也由这个2.5v电压调整而来。
agp显卡供电:与我们通常认识的agp供电不同的是,agp供电并非完全是+3.3v。实际上,几乎所有的电压agp都用到了。其中,+5v/2.0a,+3.3v/6.0a,+12v/1.0a,+3.3vaux/0.375a,1.5v/2.0a。从这里可以看到,+3.3v还是主要的。我们把这几组功率相加,可以得出结论,agp最大供电能力是46w,也就是说,超过46w的显卡都需要外接电源。如下图:
pci供电:我们平常很少关注的-12v在pci上面终于可以看到了,pci供电包括+5v/5.0a,+3.3v/7.6a,+12v/0.5a,+3.3vaux/0.375a,-12v/0.1a。当然,这个值是理论最大值,除了pci显卡、工业用视频卡,很少有pci设备能达到这么高的功耗,比如,pci声卡、pci网卡功耗只有4-5w。
进一步计算可以看到,845ge/pe芯片组自身的功耗,包括南桥、北桥、时钟发生器、bios、超级i/o等芯片等,合计功耗是21w。假设在电压调整过程中,效率为0.7,则芯片组对功耗的要求是30w。这个数据并非是主板全部的,因为还有另外一些设备,如集成声卡网卡、usb设备(一般是2.5w/端口)。
ps/2键盘鼠标由+5v供电,所需电流最大1a。ac’97由+5v、+3.3v、+12v,+5vsb、+3.3vsb、-12v供电,总功率不超过15w。