2.2 Системы питания многоядерных процессоров.

Энергопотребление процессоров

С технологией изготовления процессора тесно связано и его энергопотребление.

Первые процессоры архитектуры x86 потребляли мизерное (по современным меркам) количество энергии, составляющее доли ватта. Увеличение количества транзисторов и повышение тактовой частоты процессоров привело к существенному росту данного параметра. Наиболее производительные модели потребляют до 130 и более ватт. Фактор энергопотребления, несущественный на первых порах, сейчас оказывает серьёзное влияние на эволюцию процессоров: совершенствование технологии производства для уменьшения потребления, поиск новых материалов для снижения токов утечки, понижение напряжения питания ядра процессора; появление сокетов (разъемов для процессоров) с большим числом контактов (более 1000), большинство которых предназначено для питания процессора. Так у процессоров для популярного сокета LGA775 число контактов основного питания составляет 464 штуки (около 60 % от общего количества);

Изменение компоновки процессоров.

Кристалл процессора переместился с внутренней на внешнюю сторону, для лучшего отвода тепла к радиатору системы охлаждения; интеграция в кристалл температурных датчиков и системы защиты от перегрева, снижающей частоту процессора или вообще останавливающей его при недопустимом увеличении температуры; появление в новейших процессорах интеллектуальных систем, динамически меняющих напряжение питания, частоту отдельных блоков и ядер процессора, и отключающих неиспользуемые блоки и ядра; появление энергосберегающих режимов для «засыпания» процессора, при низкой нагрузке.

В соответствии со спецификацией на плате ASRock Р55 Pro используется 10-фазный (8+2) импульсный регулятор напряжения питания (8-фазный регулятор напряжения питания процессора и 2-фазный контроллера памяти).

Однако регулятор напряжения питания процессора является не 8-, а 4-фазным. Соответственно каждая фаза питания разбивается на два канала и более корректно говорить о 8-канальном 4-фазном регуляторе напряжения питания ядра процессора Плата ASRock Р55 Pro поддерживает технологию Intelligent Energy Saver (IES), то есть технологию переключения числа активных фаз питания в зависимости от загрузки процессора. Данная функция поддерживается контроллером L6716, однако с учетом того, что регулятор является 4-фазным, переключение каналов питания будет происходить порциями по два канала.

В материнских платах high-end класса часто используется несколько VRM для питания процессора. Чтобы распределить нагрузку между дополнительными регуляторами напряжения, такие платы оснащены двумя гнёздами для 4-контактного разъёма +12 В, но физически они объединены в один 8-контактный коннектор,

Некоторые материнские платы, где используется 8-контактный разъём питания CPU, для обеспечения корректной работы должны получать напряжение на все контакты разъёма, в то время, как большинство материнских плат такого типа могут работать, даже если использовать всего один 4-контактный разъём питания.

Но прежде чем запускать компьютер с такой конфигурацией разъёмов, необходимо ознакомиться с руководством пользователя материнской платы –скорее всего, там будет отражено, можно ли подключать один 4-контактный разъём питания к 8-жильному гнезду на плате, либо нет. Если используется процессор, который потребляет больше энергии, чем может обеспечить один 4-контактный разъём питания, тем не менее, придётся найти БП, оснащённый 8-контактным разъёмом.

Применение N-фазного регулятора напряжения питания позволяет распределить ток по всем фазам, а следовательно, ток, протекающий по каждой фазе, будет в N раз меньше тока нагрузки (в частности, процессора). К примеру, если использовать 4-фазный регулятор напряжения питания процессора с ограничением по току в каждой фазе 30 A, то максимальный ток через процессор составит 120 A, чего вполне достаточно для большинства современных процессоров

Однако если используются процессоры с TDP 130 Вт или предполагается возможность разгона процессора, то желательно применять не 4-фазный, а 6-фазный импульсный регулятор напряжения питания процессора или же использовать в каждой фазе питания дроссели, конденсаторы и MOSFET-транзисторы, рассчитанные на больший ток.