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多少相供电够用? CPU超频VS主板相数

    泡泡网主板频道7月4日 在高端主板市场,超频一直是经典的话题,随着主板BIOS的完善,CPU超频变得越来越简单,用户可以根据自己的需求,抑或是极限超频玩家为追求更高的频率,将CPU的性能一步步挖掘出来,于是超频这个重点又开始向另一边倾斜--主板。

主板供电相数与超频

    主板的设计和用料直接影响CPU的超频性能,不过在面对超频性能和主板成本,成本优先使得大部分用户不会用到顶级的主板来配合CPU超频,实际的超频重任更多的落在千元级左右的市场。

    单就主板而言,影响CPU超频性能的因素非常多,如供电规格和设计、芯片组、MosFET散热、BIOS设计等,另外CPU散热器也会对超频起到至关重要的作用。而本文就从这些比较直观的现象来探讨主板成本(供电相数)对CPU超频性能的影响,帮助大家选择合适的主板来超频。


    关于显卡供电相数解析参考:堆相数弱爆了!追求完美数字供电解析

    主板CPU供电部分一般是由多相并联控制电路组成,每一相供电是由输入、输出、控制三部分组成。输入部分元器件包括一个电感线圈、一个电容;输出部分有一个电感线圈、一个电容;控制部分则由一个PWM控制芯片、两个场效应管组成。

主板供电相数与超频

典型的4+1相主板供电回路

    在CPU正常运行时,由ATX电源提供的+12V电源先通过由一个电感线圈和电容组成的L1振荡电路进行滤波处理,然后经过PMW控制芯片与两个晶体管导通后达到需要的输出电压。

主板供电相数与超频

单相供电回路

    这个时候得到的输出电压由于纹滤较高需要滤波,于是经过L2和C2组成的滤波电路后,就可以达到CPU所需要的Vcore,这个电压也就是CPU真实的电压,可以通过CPU检测工具(CPU-Z、AIDA64)或者在主板BIOS里面查看到。

    多相供电就是将多个单相电路并联而成的,提供更大的电流以满足CPU的供电需求。而发展到现在由于CPU的高度整合,需要数组不同的电流以满足计算核心、控制器、显示核心等的需求,这个时候就需要使用多路PWM控制器或者多颗PWM控制器。 


    单向供电向多相供电迁移参考:多相供电有什么好处?

    一般来说主板的供电和散热与成本是直接挂钩的,当然不同的主板会有不同的设计风格,但都大同小异。而供电相数成为一个非常直观的供电规格体现方式,但这并不能绝对代表CPU超频等多方面性能差异。

主板供电相数与超频

Ivy Bridge最大TDP只有77W

    而随着工艺的进步,处理器的每瓦性能比得到了极大的提升,整体来看处理器的功耗也得到了下降,最新的Ivy Bridge处理器TDP只有77W,而移动版本会更低,一些产品甚至只有17W。

主板供电相数与超频

早期的三相供电主板已经不见了踪影

    而在主板市场,超频系列主板的供电相数并没有随着处理器工艺改进而降低规格,早期的主板两、三相供电设计现在也几乎不存在了,尽管供电元件电气性能、可靠性都得到了极大的提升。

    而本文枚举多款市售LGA 1155主板,产品覆盖高中低端产品线,最低的CPU核心供电只有3相,而最高的达到了24相,直观的反应出供电相数对于CPU超频性能影响。


    华硕技嘉极限供电:由堆发动机联想到堆供电

    技嘉G1.Snipper 3主板专为极限发烧游戏而打造的,超频性能也非常出色,主板基于IR3567 PWM芯片,支持2组供电调节,最高支持6+2相供电设计。

主板供电相数与超频

揭秘供电误区!实战主板相数超频测试

    G1.Snipper 3主板则提供了高达15相供电设计,其中CPU为12相为一路,另外三相为一路,上面我们已经介绍了IR3567 PWM仅支持6+2相供电设计,那主板是怎么支持这15相供电的呢?

主板供电相数与超频

    原来在PWM芯片和MOSFET部分主板还为配备了7颗IR3598驱动IC(正面4颗,背面3颗),可以管理14相供电,另外1相单独并联,那么其中的6颗驱动IC管理的12相供电就为CPU核心服务,1颗驱动IC管理的2相为显示核心供电,最后单独的1相为IO供电。

主板供电相数与超频

主板稳定在4.7GHz

    用料方面,主板全部采用了铁素体电感、一上一下SOP-8 MOSFET和日本化工固态电容。

    技嘉GA-Z77M-D3H是一款中规中矩的Z77芯片组主板,产品基于Intersil ISL98953 PWM芯片提供2组供电调节,最高支持3+2相供电设计。

主板供电相数与超频

    Intersil ISL98953 PWM芯片最大支持1.52V电压输出,最大电流为90A,支持VR12供电规范。

主板供电相数与超频

    而GA-Z77M-D3H主板则完全基于这一规格来设计,采用了3相CPU核心供电,另外2相为显示核心供电。

主板供电相数与超频

主板稳定在4.5GHz

    用料方面,GA-Z77M-D3H采用了铁素体电感,并配备一上二下SOP-8封装MOSFET,以及日本化工固态电容。

    技嘉GA-Z68X-UD7主板定位旗舰产品,主板基于Intersil IR6366 PWM和Intersil ISL6322G PWM芯片,Intersil IR6366支持两组电压调节,其中一路支持双6相供电调节,另一路支持单相调节。

主板供电相数与超频

主板供电相数与超频

主板供电相数与超频

    Intersil IR6366支持双6相供电调节,配合驱动IC可以实现最高24相CPU核心供电,最大输出电流高达200A,最大电压为1.52V。而Intersil ISL6322G PWM最高支持四相供电,最大电流为50A。

主板供电相数与超频

主板供电相数与超频

    GA-Z68X-UD7主板就是使用了24相核心供电设计,最高可以支持304W的功率输出,可以为极限超频玩家提供充足的电力供应。

主板供电相数与超频

主板稳定在4.9GHz

    用料方面核心供电部分全部使用了DrMOS供电,配合铁素体电感和日本化工固态电容。

    技嘉GA-Z68XP-UD3基于Intersil ISL6322G PWM+Intersil ISL6364 PWM芯片的组合,其中Intersil ISL6322G PWM支持VR11供电规范,负责显示核心供电,而Intersil ISL6364 PWM支持最新的VR12供电规范,负责CPU核心供电。

主板供电相数与超频

主板供电相数与超频

    Intersil ISL6322G PWM芯片提供1组供电调节,整合了驱动IC,最高支持四相供电,最大电压为1.99375V,最大电流为50A。Intersil ISL6364 PWM芯片提供2组供电调节,最大支持4+1相供电组合,最大输出电流为1.52V,最大电流为130A。

主板供电相数与超频

主板供电相数与超频

    技嘉GA-Z68XP-UD3主板则采用了2(ISL6322G)+4(ISL6364)+1(ISL6364)相供电设计,其中核心供电为4相。

主板供电相数与超频

稳定在4.5GHz

    用料方面核心4相供电和1相IO供电采用了整合式DrMOS供电设计,而2相显示核心供电则采用了SOP-8 MOSFET设计。

    技嘉GA-P67A-UD3R采用了和GA-Z68XP-UD3相同的芯片解决方案,都是基于Intersil ISL6322G PWM+Intersil ISL6364 PWM芯片。

主板供电相数与超频

    所不同的是GA-P67A-UD3R采用了10相供电设计,由于P67并不支持显示输出,所以无需配备显示核心供电模块,这样Intersil ISL6364 PWM负责CPU核心的供电,而Intersil ISL6322G PWM负责IO部分供电。

主板供电相数与超频

主板供电相数与超频

    同技嘉G1.Snipper 3一样,GA-P67A-UD3R也使用了驱动IC扩展供电相数,主板共使用了四颗驱动IC管理8相供电,另外两相负责IO供电的则单独并联。也就是主板为8+2相供电设计。

主板供电相数与超频

主板稳定在4.6GHz

    用料方面核心8相供电采用了整合式DrMOS供电设计,而1相IO供电则采用了SOP-8 MOSFET设计。

    华硕P8Z77-V RPO主板采用的供电PWM芯片为EPU,实际型号被打磨掉,我们无从得知产品供电规格支持。

揭秘供电误区!实战主板相数超频测试

    从主板上来看主板采用了共16相供电设计,而华硕官方给出的说明为12+4,其中12相为CPU核心供电,我们知道目前没有一颗PWM芯片可以直接支持12相供电,所以华硕也采用了驱动IC级联的方式,主板配备了8颗驱动IC来管理16相供电。

主板供电相数与超频

主板稳定在4.8GHz

    用料方面也就是华硕官方宣传的超级合金供电,包括合金低阻抗电感、一上一下SOP-8 MOSFET和富士通固态电容。

    华硕TUF Z77主板采用的PWM芯片同样是EPU,我们依然无法窥测具体的供电支持规格。

主板供电相数与超频

主板供电相数与超频

    从主板上来看主板采用了共12相供电设计,华硕官方给出的说明为8+4,其中8相为CPU核心供电,另外华硕也采用了6颗驱动IC级联的方式管理12相供电。

主板供电相数与超频

揭秘供电误区!实战主板相数超频测试

主板稳定在4.7GHz

    用料方面华硕7系列主板基本都采用了相似的数字供电引擎,配合超级合金供电系统,包括合金低阻抗电感、一上一下SOP-8 MOSFET和富士通固态电容。

    华擎Z77 Extreme6主板基于Intersil ISL6364 PWM芯片,支持2路Intersil ISL6364 PWM芯片提供2组供电调节,最大支持6+1相供电组合,最大输出电流为1.52V,最大电流为130A。

主板供电相数与超频

    而主板上我们可以看到为12相设计,自然的也要用到驱动IC管理,每2相使用1颗驱动IC,其中4颗驱动IC用于一路,而在这一路还并联了两项独立的两相供电,另外一颗用于一路。

主板供电相数与超频

    而主板的供电就是这样:4×2+2+1×2的组合,其中8相(4×2)为CPU核心供电,2相负责IO供电,最后的2相(1×2)负责显示核心供电。

主板供电相数与超频

主板稳定在4.7GHz

    用料方面,供电采用了低阻抗电感、一上一下SOP-8 MOSFET和黄金电容。

    了解了以上7款主板的详细供电规格后,下面就开始逐一进行超频测试,读者会发现这些主板全部基于Intel LGA 1155接口设计,而为了保证测试CPU的兼容性,测试使用的CPU并没有使用最新的Core i7 3770K旗舰,而是Core i7 2700K。

主板供电相数与超频

    由于此次超频测试主要全面面向用户实际应用,CPU超频后采用LinX工具对CPU进行满负载测试以确保稳定,所以这些超频成绩可能和之前一些测试的超频频率要低一些。

主板供电相数与超频

测试平台

    CPU散热器使用了酷冷X6 Elite,产品配备了6根6mm热管和12cm大尺寸风扇,以保证出色的散热效果,这也更加符合超频用户的配置。

主板供电相数与超频

酷冷X6 Elite散热器

    除了简单的频率测试,我们再次引入了超频后的功耗,因为超频会导致功耗的不断攀升,这些是超频用户不得不考虑的问题。

    超频测试中,所有主板关闭CPU的节能技术,并只调节处理器的倍频和电压,保持100MHz外频不变。所取的成绩全部经过了LinX的极限负载测试,虽然不及CPU默认频率时稳定,但是已经非常可靠了,在实际应用中出现蓝屏的可能性很小。

IVB/SNB终极PK

超频可以为CPU带来近乎直线的性能提升

    所有测试的主板基本都具备4.8GHz启动系统的能力,除了一款技嘉GA-Z77M-D3H(主板无法调节核心电压),不过要使其稳定,仅有两款产品能够通过LinX测试,由于时间的限制,所有测试并没有跑完20轮的测试,因为在实际测试中我们发现不稳定蓝屏现象基本发生在第一个循环中。

主板供电相数与超频

    从上面的图表我们可以看到成绩最差的GA-Z68XP-UD3和GA-Z77M-D3H最终稳定在4.5GHz,其中GA-Z68XP-UD3稍微出色一些,在4.6GHz时已经可以通过大部分严格的测试,包括CinBenchmark 11.5、wPrime,不过在LinX极限负载测试下还是败下阵来,而GA-Z77M-D3H不能在4.6GHz下通过多核测试,主要由于电流达不到要求,不过另外一个原因是CPU的电压无法调节。

    接下来的主板基本都具备不错的供电规格,产品的价格基本已经达到了1000元或更多,这些主板大部分可以稳定运行在4.7GHz,仅有一款GA-P67A-UD3R稍弱,不过在4.7GHz下可以通过CinBenchmark 11.5、wPrime等的测试。

    在往上就是GA-Z68X-UD7和P8Z77-V PRO,其中GA-Z68X-UD7在经过一番调试后可以稳定在4.9GHz,不过此时的负载电压高达1.52V,而P8Z77-V PRO表现也不错,可以在1.37V稳定运行在4.8GHz,值得注意的是这两款产品都具备5GHz通过大部分的负载测试,甚至包括CinBenchmark 11.5,不过面对LinX的高压依然败下阵来。


    更多Core i7 2700K超频请参考:22nm不过如此 3770K/2700K超频大对决

    理论上CPU的功耗基本和频率成正比,不过由于不同主板供电设计不尽相同,导致即使在同一频率下会出现不同的电压才能稳定,另外即在相同的电压下,功耗也有一定的差别。

主板供电相数与超频

    功耗测试中,使用电流钳表测试通过CPU +12V的电流值以及实时电压值得出功耗(此时CPU运行LinX),另外为了更加真实的反应用户的使用习惯,除了技嘉GA-Z68X-UD7主板,其余所有产品均加压不超过1.4V,毕竟长时间使用过高的电压会对CPU的体质造成伤害。

主板供电相数与超频

    测试中不出意外的,技嘉GA-Z68X-UD7主板使用Core i7 2700K超频4.9GHz功耗高达195W,这基本是目前一套终端平台的游戏满载功耗了,从一个侧面也反映出超频是要付出不小的电力损失,特别是近期执行阶梯电价后尤其要注意。

    通过我们也注意到供电最简单的GA-Z77M-D3H主板将Core i7 2700K超频至4.5GHz极限负载功耗只有123W,低了将近60%,相对来说非常节能。

    通过上面8款主板的测试,相信消费者已经对想要购买什么样的超频主板有了自己的想法了,而最终的选择除了与主板的超频能力挂钩,还受到了产品价格等因素的影响。

多少相供电够用?CPU超频vs.主板相数

    ● 极限超频用户

    对于极限超频玩家来说无疑供电规格最强的主板是其无二的选择,而事实上大部分用户并不会选择极致供电规格的主板,另外消费者还会受到主板扩展性能、接口等因素的影响,而千元左右的LGA 1155主板基本是目前超频用户选择最多的产品,产品已经具备和极限高规格主板一拼的实力了。

    上面的图表很直观的给出了8款主板的CPU核心供电相数,最少与最多的主板相差达八倍,主流1000元左右的主板主要集中在8相供电,这些产品基本具备超频稳定在4.7GHz的能力。

    ● 主流用户

    至于主流用户选择的产品就很多了,基本10相左右的供电就可以满足大部分的超频需求,甚至升级水冷超频问题也不大,这些产品基本具备在1.3x V的电压下将CPU超频至4.7/4.8GHz,对于保守的用户而言,降频至4.5/4.6GHz则可以运行在更低的电压,对于长期超频使用非常有帮助。

    ● 入门用户

    而对于预算比较有限的用户来说,千元以下的主板也具备基本的超频能力,稳定4.5GHz问题不大,这些主板搭配Core i5系列不锁倍频处理器性价比更加突出。

    ● 使用寿命

    对于超频后的使用寿命,这个虽然无法去验证,但是从实际满载测试中CPU供电部分的MOSFET、电感、电容的温度都不是很高,直观感觉是不烫手,属于正常的温度工作范围内。而就电流负载来说,现在的电感最大负载可到50A,而理想负载在25A-30A之间,以10相供电来说可以稳定提供330W左右的输入,而即使最低的三相供电也可以提供120W的稳定功率输入,从这个值来判断,CPU的工作状态是非常安全的。

    本次测试来看,CPU的超频远不需要动辄数十相的供电,至少对于非极限超频用户来说没有多大必要,这一点从24相核心供电的技嘉GA-Z68X-UD7 4.9GHz的满载频率就可以看出,实际上此时的CPU电压已经高达1.52V,对于CPU长期使用来说并不安全。

    ● 厂商寄语

    从目前各大一线疯狂堆砌供电相数来看,实际并不是消费者的需求,更多的是厂商借以实现差异化竞争。这样的后果就是消费者不得不为这浪费的供电相数而买单,从实际的用户使用来看,大部分用户实际使用中超频频率基本低于4.5GHz,对于这个频率做工扎实的8相供电主板完全可以满足要求,另外实际LGA 1155超频处理器(带K)的产品市场销量并不大,远没有供电相数超过10相的主板多,也就是说很大一部分主板基本没有用武之地,至少就超频来说,当然不否认供电规格高的主板,相应的扩展功能、散热等都得到了提高,但这无形中将中高端主板的成本又拉高了一截。

    而对于用户来说,大部分的不超频用户使用6(4+2)相供电就相当富余,特别是IVB处理器,4-5(3+2/3+1)相就可以满足需求。从这一点来看那些H77、B75主板供电超过6相的基本就是在浪费资源了,而这些成本会直接转嫁到消费者身上。■<

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