4 phasen, 8 phasen, 12 phasen?

[mcburn83]

Hallo, da ich mich zur Zeit damit beschäftige ein neues Board zu holen, ich hier auch schon einige Tipps bekommen habe, hänge ich im Moment immernoch an dem Punkt fest was mir diese Phasen da bringen bzw. was es bedeuted?

Gibt es irgendwie Links zu diesem Thema, oder kann mir hier jemand erkären in wie fern es wichtig ist darauf zu achten, wieviele Phasen ein Board hat?

MfG Burn

 

[mdave]

Dabei geht es um den Aufbau der Spannungswandler für die Prozessorversorgung.
Wegen der großen Ströme und schnellen Lastwechseln werden sehr hohe Ansprüche an diese Wandler gestellt.
Prinzipiell es es erheblich billiger und einfacher, das Ganze (bei gleicher Leistung) mit mehreren kleinen Phasen zu lösen, als mit wenigen Großen.
Viele Phasen = "viel gut" ist ein recht weit verbreiteter Irrglaube.
Ich würde dem Ganzen gar keine Beachtung schenken.

Gruß,
David

 

[LeChris]

Eine ausführliche Doktorarbeit dazu habe ich noch nicht gesehen.

Die modernen CPUs speisen sich aus den dedizierten 12V-Leitungen vom Netzteil. Die Spannung muss natürlich in niedere Gefilde konvertiert werden, dazu finden Leistungstransistoren Anwendung. Dazu gesellen sich dann noch Glättungskondensatoren. Die niedrige Spannung und der hohe Leistungbedarf führen aber zu hohen Strömen(zB für 60W bei 1,2V sind es schon 50A). Kaum ein Bauteil hält sowas lange aus, so dass der Strom auf mehrere Kanäle geteilt werden muss, dass sind die sog. Phasen. Üblich sind so 3-4-5-6. Je mehr Phasen, desto weniger Strom belastetet die beteiligten Bauteile und sie werden zB weniger warm beziehungsweise sind leichter zu kühlen. Mehr bedeutet aber auch höhere Kosten und erhöhte Ausfallwahrscheinlichkeit.

Generell gilt, dass der Kunde eigentlich nur bei erhöhten Übertaktungsambitionen auch die Anzahl der Phasen beachten muss - wobei entsprechende Boards sowieso über eine idR größere Phasenanzahl verfügen. Alternativ kann auf ausschließliche Verwendung von sogenannten "solid" Kondensatoren geachtet werden, die generell eine längere Langzeithaltbarkeit gegenüber Elektrolytkondensatoren aufweisen.

 

[mensch183]

Am besten mal ein Datenblatt zu einem der weitverbreiteten Controller-Chips für solche Spannungsreglerschaltungen lesen. Der Intersil ISL6327 (http://www.intersil.com/data/fn/FN9276.pdf) sitzt auf vielen aktuellen Boards. In dem .pdf ist schön mit Bildern erklärt, wie diese Mehrphasenregler funktionieren. Außerdem sieht man da, was diverse BIOS-Einstellungen zur CPU-SPannung tun. Die BIOS-Einstellungen programmieren o.g. Controller. Der Controller steuert die eigentlichen Spannungswandler, die die CPU versorgen. Das ist nicht ganz trivial, da die CPU je nach Last sehr unterschiedlich viel Strom zieht.

Auch die "neuen" Energieparmechanismen von Asus (EPU) und Gigabyte (DES) hängen damit zusammen: Da wird z.B. bei wenig Last der 6-Phasen-Regler zum 2-Phasen-Regler umprogrammiert und 4 Phasen (und damit die eigenlichen Arbeitstiere des Wandlers: die MOSFETS) werden deaktiviert - so habe ich es jedenfalls verstanden.

Viele Phasen heißt vor allem, daß sich die Gesamtabwärme der Wandlerschaltung auf mehrere kleine MOSFETs verteilt statt nur auf wenige große. IMHO ist die Gesamtverlustleistung (also die Abwärme) bei vielen Phasen größer. Ein "SuperDuperBoard" mit 12 Phasenregler, was eine extrem übertaktete CPU auch mal mit 300 Watt bei 1.6 Volt versorgen kann, frißt deshalb unter gleichen Bedingungen vermutlich immer mehr Strom als ein einfacheres Board mit 3-Phasen-Regler bei sonst identischer Bauweise. Wie schon oben steht ist "viele Phasen" nicht gleichbedeutend mit "gut".

Zu erkennen sind diese "Phasen" _eigentlich_ an der Zahl großer Spulen direkt am CPU-Sockel - entweder freiligendegende Spulen oder in Würfel eingegossene Modelle. Da es aber Boards mit z.B. 6-Phasenregler und 12 Spulen/MOSFET-Pärchen gibt (die als "12 phase PWM" angepriesen werden ^^) ist es doch nicht ganz so einfach.