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发表于 2016-3-7 09:05:14
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来自： 广东珠海 来自 广东珠海
1150四代的intel CPU 1.7V是正常的，因为这一代的CPU把CPU核心和集显等一堆电源集成进CPU了，外面只需要一个比较高一点的１.7V。有兴趣的可以去baidu下intel四代的供电技术讲解。以下是抄来的
我们知道Haswell（以下简称HSW）的一个重大改变就是整合供电系统（Integrated Voltage Regulator，简称IVR）。这个IVR到底是个什么东西，它是如何实现的，又能给新处理器带来哪些影响？下面我们详细展开谈谈我对这些问题的个人见解。
什么是整合供电系统（IVR）
传统的CPU供电是做在主板上的，也就是大家经常关注主板评测里都会有的内容——“某主板采用几相供电”之类的话。现代主板采用的供电系统是开关供电，其主要目的就是把由电源输入的12V电压转变成CPU所需要的1V多的低电压，同时结合PWM控制器和BIOS，允许用户对CPU电压进行一定范围内的调整。下图就是一个当代主板上CPU供电系统的典型设计：
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2013-5-9 09:52 上传
然而，随着CPU整合的功能越来越多、CPU制造工艺的提升，CPU工作电压就会越来越低，在同样功耗下电流越来越大，并且CPU的各个部分需要的电压也不同。对主板而言，供电系统是越来越复杂的，这无形中就增加了主板的设计成本。于是在近几年，我们看到主板厂商把主板的供电相数越做越多，并且还出现了类似上图的6+2+1相多重分离式供电。
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到了Haswell架构，Intel意识到了这个问题，并给出了解决方案，那就是整合供电系统。现在，CPU的供电分为两层，第一层是宏观的，依然存在于主板上，可视为与传统供电类似的把电源12V输入供电转化为CPU所需的1V多的电压；第二层供电就是整合供电系统IVR，是微观的，存在于CPU内部，把主板输入进来的1V多电压进行分离、变压，从而得到CPU内部各部分所需电压。
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2013-5-9 09:53 上传
以下我们就详细说说这第二层IVR。由上图可见，12V通过主板第一层供电降压之后的电压叫做Vccin，它的默认电压为1.8V，同时它将作为IVR的输入电压（相对于主板供电而言12V为输入电压），通过IVR转换电压之后，得到Core（核心）、Ring（环形总线）、pGfx（核显）、IOA/IOD（PCIE和DMI控制器）、SA（系统助手）这几个部分的电压。
整合供电系统的结构
传统的开关供电结构我们已有介绍过（如想了解请点此），大致是由PWM芯片、Driver、MOSFET、电感和电容这些元件组成。但到了微观的晶体管世界，这些元件的实体就不可能存在了，但它们的功能是可以通过一些特殊的晶体管设计来模拟实现的（例如在内存中就使用两个对置的反相器实现了电容储存电荷的功能）。Intel把这些微观的、能实现供电系统功能的晶体管集群称为Power Cell。
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2013-5-9 09:54 上传
从Intel的资料中，我们看到每个Power Cell的PWM频率可达30M-140MHz，是现在开关供电PWM频率几百KHz的几十到数百倍；每个Power Cell包含16个供电相位，可在发热量理想的状态下提供25A的供电能力；每个Power Cell占用一个1.8mm*1.6mm=2.88平方毫米的核心面积。现在，Intel在展示的IVR模块里集成了20个这样的Power Cell，也就是这个IVR会占掉大约60平方毫米的核心面积，提供320相供电，超过400A的供电能力。当然了，这是Intel在2010年展示的东西，当时还没有22nm的制程，还没有如此纯熟的IVR设计，至于在HSW CPU里的情况如何，是否集成了更大规模的IVR供电，我们还不得而知。
总之，我们可以从上图知道，Intel设计的IVR供电，其本质还是开关供电，工作方式和传统的开关供电并没有什么太大区别，但由于结合了晶体管的特性，IVR要比传统的开关供电结构占用更小的面积、单位面积提供强的供电能力、更高的转换效率和更低的波纹，以迎合未来的整合平台趋势。
整合供电设计会给Haswell平台带来哪些影响？
1. 对主板厂商而言，节约供电设计成本和空间
现在IVR把分离式供电和CPU所需求的各部分不同电压接管了，那么我们看到的第一层供电，即主板上的供电，将又会变回LGA 775时代以前的非分离式供电，这样对主板厂商而言，设计成本就降低了。按理想状态计算，以1.8V的Vccin来计算的话，要满足HSW的84W TDP，则只需要46.7A电流，那么两相供电就已经足够，如果要提高Vccin电压，将可以降低主板供电的压力（同样瓦数下电流减小），但会增加CPU内部IVR的发热量。我们在HSW主板上，将最少看到4相供电，而Z87主板一般至少设计6相以上的供电，对超频HSW处理器而言是足够的，高端主板，将会有8相供电，超过8相以上可以说就是过剩的，没太大意义了。
2. 对处理器而言，IVR可带来更精准的电压控制
前边提到，IVR有数百倍于当今开关供电的高PWM频率，那对于供电响应速度、电压波纹等都是有很大的好处的，而传统供电一味提高PWM频率会遇到MOSFET发热量变大的瓶颈，在晶体管世界，100多MHz的开关频率不会成为晶体管开关速度的瓶颈。因此，IVR可对处理器供电进行更为精准的控制，同时另外一方面，主板供电用料的作用就会被削弱。
3. IVR在低负载时可更加节能
有了IVR之后，CPU可直接控制各部分需要的电压，在待机时CPU进入C状态，一部分电路被关闭，同时对应的供电也被关闭。HSW加入了C7状态休眠，据说可在进入C7状态时候让电源12V输入只有0.05A的电流，也就是说，即使算上供电转换损耗，CPU的待机功耗也将少到0.6W，这比Ivy Bridge桌面CPU实测2-3W的最低待机功耗是一个巨大的进步，对移动平台意义更大。但这也造成一个问题，就是目前市面上的电源不一定支持这么低电流输出，所以可能会触发断电等现象，因此C7状态能否使用，大家需要注意自己的电源是否支持12V2的低负载输出，Intel也会在官方更新支持列表（点此查看），大家需要筛选倒数第三项，12V2 Min-load为YES。
4. IVR会增加CPU内部发热
凡是能源转换必定不可能达到100%的效率，IVR也一样，从Intel之前的消息来看，IVR的转换率虽然可以达到80%以上，但剩下这部分损耗都将以发热的形式呈现，这无形中对本来发热量就集中的22nm工艺，以及顶盖核心之间使用硅脂导热的设计而言更是雪上加霜。因此，未来我们在超频的时候，也许除了看CPU核心的温度，IVR的发热量也要作为考虑的问题之一了。并且，IVR的转换率能否提高，本质上还得看Intel的设计，我们能做的也就是调整PWM频率和Vccin来提高IVR供电转换率了。所以，HSW处理器对应IVB同规格的型号TDP都有所提升，跟这个IVR关系密不可分。
总结
总的来说，Intel在HSW架构中加入了整合供电系统，是对未来整合系统趋势的进一步发展。对超频用户而言，会对处理器带来一些不大不小的影响，好的坏的都有；对移动平台用户而言，C7状态的加入，将使得平台的续航时间进一步延长；对主板厂商而言，他们改变了供电的设计方式和作用，对主板布线的难度可以降低，意味着未来制造小型化的主板将变得更为容易。所以，我们在HSW这个架构年虽然不会看到处理器大幅度的性能提升，但如果我们从别的角度看看，这个架构年还是有技术革新的，整合供电系统带来的意义及影响就是很重要的一部分。这次先说这么多，过几天随着8系列主板曝光信息越来越多，我们再来谈谈从8系列主板厂商设计思路改变，看DIY行业的未来发展之路。
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发表于 2016-3-5 08:32:19
新板子还没接触过~
