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高性能CPU内核电源简介 |
不知你是否对自己使用的笔记本电脑、台式电脑感到过好奇,到底是什么样的电源管理系统在为里面的CPU供电呢?它们与普通的电源系统有没有什么区别呢?如果你有此好奇心,下面的内容就是为你准备的。
为计算机系统的CPU供电的电源转换器有一个特别的称呼:VCORE转换器。与普通的电源转换器相比,VCORE转换器有这些特别之处:它们能输出很大的电流,能应对巨大的负载瞬变问题,因为它们的负载本身就很大并常常表现出极高的电流变化率dI/dt;它们能够动态改变输出电压,CPU指向哪里它就变到哪里,而且必须非常准确,容许的误差范围非常小;它们需要在重负载下表现出高效率,负载很轻时也不能有大的损耗;它们都能和CPU直接进行通讯联系,随时接受指令改变状态,也能随时上报自己的工作状况,具体使用的接口则与不同的计算平台有关。
在VCORE转换器市场上,立锜科技是少有的玩家,它开发此应用的历史已经有十几年,可为Intel和AMD的各种CPU、GPU及APU提供各种类型的解决方案,覆盖了所有的市场区段。随意打开你正在使用的电脑,无论它是台式或笔记本,你都可能发现立锜产品的身影。
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VCORE Solutions |
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一个典型的VCORE转换器通常由这些部分组成:一个特别的VCORE Buck控制器,多组提供大电流的功率电路并列组成的多相式功率级,CPU内核电压检测电路,各相独立的电流检测电路,温度检测电路,与CPU/GPU之间完成通讯任务的串行总线。每个控制器都含有很多设定端子,它们可以根据各个计算平台的需要对运行参数进行设定。来自CPU的命令可以动态调节其输出电压,也可随时切入不同的节能运行状态。它的寄存器里存有电流消耗数据、运行温度等信息,CPU可以随时获取。
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VCORE转换器需要面对的众多挑战中,最大的可能就是负载的瞬间变化了。它的负载电流可能在100ns内就发生占其最大负载能力80%的变化,而输出电压却不容许出现过多的变化,否则就可能让CPU/GPU的运行出现问题。要想得到这样的性能,立锜的法宝可多了,使用它们可以改善输出电压精度,确保卓越的瞬态响应能力,获得可编程的负载线特性。
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CCRCOT是一种控制拓扑的简称,意为固定电流纹波-固定导通时间(Constant Current Ripple
Constant On Time),它利用了COT控制架构的快速响应特性,同时又对导通时间进行调节以获得电感电流纹波恒定的效果,使之与输入电压、输出电压和负载大小无关。这样做的结果是输出电压纹波保持恒定,提高了输出电压精度,在负载很轻以及输入电压、输出电压很低的情况下改善了转换效率。
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可编程快速响应(QR, Quick Response):这是一种快速响应技术,能在负载阶跃发生时暂时跨过平常的电压调节回路工作,直接提高负载瞬变时的响应速度。它的触发阈值是可调的,介入的程度也可调,因而能够最大程度地满足实际负载的需求,将输出电压的变化降到最小。
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G-NAVP (Green Native Automatic Voltage Positioning):这是立锜特有的电压定位技术,其中的Automatic
Voltage Positioning 又被称为负载线或电压随载下降技术,说的是转换器的输出电压会随着负载的增加而自动降低,这看起来会让负载调整特性变差,但实际上却能为输出电压在负载发生急剧变化时的波动创造最大的活动空间,避免超出CPU/GPU内核的工作电压上下限。
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负载线的具体参数通常是由CPU的制造商定义的,立锜的价值是在有限增益误差放大器概念的基础上创造了一种自然的、容易使用的可编程负载线技术,同时又简化了误差放大器的补偿设计。
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想了解更多信息,包括想对立锜的VCORE设计工具和评估系统有所了解,请阅读完整的应用笔记《立锜VCORE解决方案简介》。
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面对众多VCORE控制器,我当如何选择? 立锜的VCORE控制器是根据Intel和AMD两大阵营来划分的,下面又再分为低功率应用和高性能应用,稍后便要根据不同的平台来进行选择。立锜也提供高集成度的PMIC,它们是为那些SoC准备的单芯片电源方案,非常适合小尺寸应用和便携式应用的需要,可在待机模式下获得最低的静态电流消耗。
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在立锜官网的VCORE
selection page上输入CPU规格、平台名称和插座信息即可找到与之对应的VCORE产品型号。你也能在Intel
VCORE solutions page看到针对各种CPU平台的方案系统图。想对立锜针对Intel和AMD CPU的VCORE解决方案有个纵览,请下载
Richtek VCORE product selection list。 |
为什么找不到某些产品的信息? 当你找不到某个特定的VCORE转换器的相关资料,这是因为它是在和Intel/AMD的合作中开发出来的,基于保守秘密的缘故,立锜不能在网络上公开它们。如果你在应用中需要某特定型号产品的信息,或是要为特定的CPU平台找到最佳的电源解决方案,请与你附近的立锜业务窗口联系。
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