GUIDA Fasi Di Alimentazione Scheda Madre

Ariete_

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Vista l'enormità di thread riguardanti questo argomento e la difficoltà di trovare informazioni in rete, cercherò di spiegare brevemente e sinteticamente (certe volte farò delle semplificazioni anche un po incorrette, perdonatemi, ma servono per far capire meglio il concetto) l'argomento.

Le fasi di alimentazione sono un insieme di componenti elettronici che servono a trasformare la tensione proveniente dall'alimentatore in tensione utilizzabile per alimentare il processore.

Una fase di alimentazione analogica è composta da tre parti:

1. VRM (voltage regulation module): sono dei quadratini neri, spesso nascosti sotto un dissipatore passivo. Questi trasformano la corrente, e come in tutte le trasformazioni c'è una perdita di energia (qui l'efficienza è intorno all'80%-90% e varia in base al tipo di mosfet utilizzati[FONT=&amp][1][/FONT]). Ecco perchè, soprattutto nelle schede madri high-end (nelle quali si ha una grande richiesta di energia) sono dissipati.
vttsavrm.jpg
2. Induttanza: è costituita da un filo di rame avvolto intorno ad un cuore di ferrite toroidale, nelle schede madri moderne chiuso in una "gabbia" di materiale plastico, servono a stabilizzare la corrente[FONT=&amp][2][/FONT] in uscita dai VRM.

3. Condensatore : generalmente a stato solido, ma tutt'ora in alcuni modelli sono utilizzati elettrolitici, servono a stabilizzare la tensione[FONT=&amp][3][/FONT]. E' falsa la credenza che condensatori di maggiore capacità (che è espressa in uF, Microfarad) generino tensioni più stabili. Servono delle giuste dimensioni, frutto di complessi calcoli (altrimenti gli ing. elettronici che farebbero nella vita? :asd: )
normal_chokes_WM.jpg
induttanze e condensatori a stato solido
Gli ultimi due componenti sono necessari anche per filtrare il ripple[FONT=&amp][4][/FONT] residuo.

A monte di questi componenti sta un controller PWM. Vediamo (in modo estremamente semplificato) a cosa serve.

La CPU varia il proprio voltaggio in base al carico. Il controllo del voltaggio richiesto parte dalla CPU stessa che emette un segnale PWM (digitale, cioè sequenza di 0 e 1) che deve poi essere interpretato dal controller posizionato sulla MB. Questo non è altro un convertitore digitale-analogico[FONT=&amp][5][/FONT], e perciò (vista la natura finita dei segnali digitali e la natura infinita dei segnali analogici, intesa come estensione numerica) si ha una perdita di precisione nella regolazione del voltaggio, detta Vdroop[FONT=&amp][6][/FONT]. Con le ultime evoluzioni del circuito di alimentazione questa perdita è estremamente contenuta. Il Vdroop è compensato dalla LLC[FONT=&amp][7][/FONT].

Altro punto da chiarire è la quantità di fasi di alimentazione. Un sistema ad 8 + 2 fasi non è necessariamente in grado di erogare più potenza di uno a 4 + 1 , ma può farlo in modo più efficiente e stabile (è frequente che un controller PWM controlli coppie di fasi invece che fasi singole). Schede madri con meno fasi sono spesso (ma non sempre) meno potenti di schede con più fasi[FONT=&amp][8][/FONT].

Distribuzione delle fasi di alimentazione. Un sistema AMD con 4 + 1 o 8+2 fasi di alimentazione prevede 4 (o 8) fasi alla CPU e 1 (o 2) all'IMC (integrated memory controller). L'alimentazione della grafica integrata delle APU non prevede fasi di alimentazione dedicate.

Curiosità: circuito di alimentazione di una Gigabyte X58A- OC (analogico) con lowRDS MOSFETs, induttanze di nuova generazione e condensatori POScaps. Questa scheda madre conta 12 fasi di alimentazione ognuna delle quali è servita da un MOSFET in grado di erogare 35A. Inoltre, questa scheda madre ha un controller PWM che regola 6 fasi (vengono sdoppiate).

index.php
FONTI
http://www.overclock.net/t/943109/about-vrms-mosfets-motherboard-safety-with-125w-tdp-processors
Wikipedia
Conoscenze personali

@mr.frizz @Blume eccolo. Se c'è qualche errore correggo. Magari va un po editato per renderlo anche un po' più leggibile, datemi consigli.


[FONT=&amp][1][/FONT] Esistono due tipi di MOSFET: lowRDS e highRDS. I primi sono fisicamente più piccoli e elettronicamente più efficienti, cosa che garantisce temperature operative più basse e quindi maggiore affidabilità e capacità energetica.

[FONT=&amp][2][/FONT] Quantità di carica elettrica che attraversa una superficie nell'unita di tempo, si esprime in A (ampere).

[FONT=&amp][3][/FONT] Differenza di potenziale elettrico, espressa in V (Volt).

[FONT=&amp][4][/FONT] Residuo della trasformazione della corrente alternata in continua. Infatti la corrente alternata è, per definizione, costituita da un'onda sinusoidale, mentre quella continua è rappresentata da una retta parallela all'asse delle ascisse. Durante la trasformazione la caratteristica ondulatoria non è perfettamente filtrata causando quindi "sbalzi" di tensione (nell'ordine delle decine di mV). Il ripple è dannoso nella conversione digitale analogica perchè uno sbalzo di tensione eccessivo potrebbe portare ad una conversione inesatta.

[FONT=&amp][5][/FONT] Nelle schede madri moderne le fasi di alimentazione sono sempre analogiche. In alcuni modelli, per questioni di marketing, è stata introdotta la caratteristica DIGI+ (Asus), Digital Power (GigaByte),.. ma questo non significa che le fasi di alimentazione siano digitali. Quello che è stato fatto è semplicemente (semplice per modo di dire) migliorare il controller PWM in modo da avere un controllo molto molto preciso. Una fase di alimentazione competamente digitale è caratterizzata dall'assenza di condensatori e induttanze poichè il segnale digitale è, per definizione, un segnale finito e preciso (o 0 o 1), qui ne vedete un esempio
scheda_2.jpg
la scheda madre in foto è una Sapphire Pure CossfireX 790FX, frutto della collaborazione con DFI


[FONT=&amp][6][/FONT] Ovviamente assente nelle schede madri con alimentazione completamente digitale. Intel sfruttò questa caratteristica (e viene sfruttata tutt'ora) per permettere alla CPU di operare in full con un voltaggio leggermente più basso, a tutto beneficio della temperatura operativa e dell'MTBF.


[FONT=&amp][7][/FONT] LoadLine Calibration. E' molto importante in overclock in quanto è necessaria a compensare la caduta di tensiore tra il valore impostato dal BIOS e quello effettivamente erogato sotto stress. L'impostazione di questo parametro in modo troppo basso può generare un significativo Vdrop che può portare al crash del sistema, in modo troppo alto può causare il Vshoot, ovvero l'aumento del Vcore oltre il valore impostato, che può rivelarsi estremamente dannoso soprattutto in OC spinti. Generalmente è consigliabile tenerlo in modo che in full il Vcore sia leggermente più basso di quello impostato dal BIOS, garantendo sia la stabilità del SO che una leggera diminuzione delle temp.

[FONT=&amp][8][/FONT] La questione è anche economica. Per generare una corrente di (es.) 100A posso utilizzare 4 VRM in grado di generare 25A l'uno oppure 8 in grado di generarne 12,5.
 
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Anatra di Gomma

The squawking hammer
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Ottima spiegazione e complimenti per la conoscenza dimostrata! Mi piace assai e mi hai chiarito un bel po' di buchi che avevo!

Unica segnalazione:
(che è espressa in uF, micro-Faraday)
si dice micro-farad. :ok:

Grazie ancora!
 

Blume.

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@Ariete_

Dopo gli do un occhio, adesso sono preso con la mia piccola, ho solo eliminato il link per ovvie ragioni.
 
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Ariete_

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Quale link? ho lasciato solo quello dove cito le fonti, gli altri li ho sostituiti con immagini!

- - - Updated - - -



Ti ricordi qualche giorno fa? Ho raccolto la sfida xD

...e hai fatto bene, dall'alto della tua preparazione e competenza hai realizzato un bel thread semplice e chiaro :luxhello:
Avanti i giovani! :+1:
 
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Fatto @Ariete_

La tensione riportata sul corpo dei condensatori è il valore di tensione nominale che serve al componente per poter caricare il corretto numero di cariche sulle sue armature interne.
I condensatori non generano tensione, dobbiamo vederli come dei "serbatoi" da cui poter attingere energia i caso ci siano dei transienti di richiesta di corrente, per i quali la normale alimentazione non riesce a soddisfare.
 
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Ariete_

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Molti modelli di schede madri, come quello che hai postato tu, ma ce ne sono molti, hanno tante fasi di alimentazione più per marketing che per altro.

Tant'è che in quella piattaforma funzionano alternate (quindi 12). E bisogna vedere se il controller PWM ne può pilotare effettivamente 12 distinte, oppure se sono pilotate a coppie.
 
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Blume.

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La mia Big-Bang Marschal B3 ne ha a bordo 24 di fasi non sò nemmeno...per l'uso che ne faccio io, se le usa tutte, ma non credo...:asd:
msi-big-bang-marshall-1_originalwm1.jpg
msi-big-bang-marshal-2.jpg
 
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La tua ha un ottimo circuito con componenti di ottima qualità, come la X58 che ho citato nel thread ;)
 
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Luca de Riso

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io,sfortunatamente ho un problema con il mio pc,o meglio che la scheda video in game non viene sfruttata al 90% ma al 50 max 60% e il processore non supera il 50 %dell'utilizzo,quindi faccio pochi fps.Ho provato su battlefield 3,titanfall,ryse,ma il problema persiste su tutti i giochi!Cercando su internet ho letto che potrebbe essere la scheda madre che ha poche fasi di alimentazione,mai possibile?
ecco la mia configurazione:
r9 280x toxic-fx8320-asrock 990fx extreme 3 (4+1 fasi di alimentazione9-ali 650 watt cooler master-8gb ram 1866mhz-hdd 1tb wd.
Non è colpa della temperatura...
voi che dite?
 
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serassone

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io,sfortunatamente ho un problema con il mio pc,o meglio che la scheda video in game non viene sfruttata al 90% ma al 50 max 60% e il processore non supera il 50 %dell'utilizzo,quindi faccio pochi fps.Ho provato su battlefield 3,titanfall,ryse,ma il problema persiste su tutti i giochi!Cercando su internet ho letto che potrebbe essere la scheda madre che ha poche fasi di alimentazione,mai possibile?
ecco la mia configurazione:
r9 280x toxic-fx8320-asrock 990fx extreme 3 (4+1 fasi di alimentazione9-ali 650 watt cooler master-8gb ram 1866mhz-hdd 1tb wd.
Non è colpa della temperatura...
voi che dite?
Hai aperto una discussione apposita:

http://www.tomshw.it/forum/schede-m...fx-extreme-3-poche-fasi-di-alimentazione.html

e lì ti è stato spiegato - da utenti competenti - che il problema potrebbe essere effettivamente causato dalle fasi di alimentazione, non vedo perché postare qui: se vuoi ulteriori pareri, usa la tua discussione.
 

Blue_fighi

Utente Attivo
291
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salve, a me una cosa non è chiara. Le fasi di alimentazione come si fanno a contare? se vedo una scheda madre a occhio, come faccio a dire se ha 4+2 o 8+2?

Esempio questa:

z97-ranger-1-1280x1024.jpg

Cosa devo "contare" per sapere il numero?
 

mr.frizz

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non puoi saperlo
non basta contare i condensatori,considera in ogni caso che reali non ne hanno mai più di 8...

la ranger ne ha 8 fisiche, ma reali sono sdoppiate, quindi lavorano come 4 "grosse"
idem per le ram, ne ha 2 fisiche ma è una sdoppiata...
e questo lo puoi scoprire in base al controller che montano...
 
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