Gigabyte X58A-OC – dizajnirana za overclockere

Naponski sektor ploče, i sve što ide uz nju je nešto što ne viđamo često na matičnim pločama, upravo iz razloga jer je njihova, odnosno takva implemetacija skupa i neisplativa u velikom većini slučajeva. Gigabyte je ovdje napravio iznimku, pa si dao truda gdje ostali nisu. Takav dizajn Gigabyte naziva – OC-VRM. Kako bismo vam što bolje predočili funkcioniranje regulacije napona odlučili smo se konzultirati s članom XtremeSystems foruma koji nesebično dijeli svoje znanje o elektronici – Sin0822 (Steven B.), čiji su članci i nama samima pomogli oko boljeg razumijevanja kritičnih dijelova ove ploče, odnosno njezinih dijelova. Sve ćemo pokušati predočiti u što pitkijem obliku i ne duljiti pri tome. Gigabyte je kod X58A-OC koristio 12-faznu regulaciju napona za procesor, četverofaznu za memorijski kontroler (Uncore), trofaznu za memoriju, kao i za northbridge (IOH). Iako se na prvi pogled ne čini nešto posebnim, stvarnost je drugačija. Naime, Gigabyte tvrdi kako je upravo 12-ero fazna regulacija napona za procesor, ekvivalent njihovim pločama sa 24 faze. Prema našem kolegi, velikoj većini korisnika nikada neće biti potrebno više od 6 ili 8 faza, ukoliko svaka može isporučiti barem 30 ili više ampera. Gigabyte je išao upravo na spomenuti pristup, tako da je smanjio broj faza na 12, ali je pojačao popratne komponente regulacije napona.

Krenimo od najvažnijeg člana brojne obitelji – s PWM-om. Glavni dio regulacije napona je PWM (Pulse Width Modulator) – čip-konverter koji modificira i odašilje signal driverima koji dalje kontroliraju MOSFET-e. Njegova je zadaća pretvoriti 12V na određenoj količini amperaže u napon primjeren za procesor (0.9-2.1V) na više amperaže koje napajanje može isporučiti. Isti taj PWM regulira napon. Na X58A-OC u tu svrhu je korišten analogni Intersilov ISL6336 čip, kojeg dosta često viđamo na boljim pločama. Za razliku od digitalne regulacije napona koja u sebi ima integriran firmware za raznorazne manipulacije VRM-om, analogni PWM za iste funkcije potrebuje dodatni čip koji kontrolira između ostalih funkcija i – najbliže rečeno – LLC (Load-Line Calibration). Kod testirane ploče za to je zadužen iTE-ov IT8275E čip koji na kraju daje krajnjem korisniku mogućnost određivanja, i stupnjevanja LLC-a. Treba napomenuti kako je upravo PWM zadužen za napajanje svakog kritičnog dijela – procesor, memorijski kontroler, memorija, northbridge (IOH) te southbridge (ICH). Preko dva 8-pinska EPS konektora ploča je u stanju primiti do 1500W te isporučiti do 1200W procesoru.

X58A-OC koristi Vishayjeve DrMOS Gen III SiC769CD MOSFET-e. Radi se o onim istim DrMOS MOSFET-ima (35A izlazne snage) koji su korišteni kod X58A-UD9 i G1.Assasin matičnih ploča. Karakteristike ovakvog tipa MOSFET-a su nam već poznate iz prošle recenzije, no osvrnimo se još jednom kratko i njih. Prednost ovakvog tipa MOSFET-a nad klasičnim je u tome što su driver i MOSFET integrirani u jedan čip. Ovo pogoduje bržem slanju, odnosno primanju signala, imaju efikasnost od 90%, te su sposobni za frekvenciju prebacivanja od 1 MHz. Uz to, trebaju manje prostora na PCB-u i vodova na istom.

Zavojnice (inductors/chokes) koje Gigabyte koristi na ovoj ploči su deklarirane na 50A (56nH). Gigabyte je dosada na svojim pločama koristio slabije deklarirane na ~20A (100nH). Ovo su posebne zavojnice naručene samo za ovu ploču, a Gigabyte ih naziva MPFC (Max Power Ferrite Choke), koje mogu podnijeti duplo više od klasičnih, što je vrlo važno kod korištenja procesora visoke potrošnje, pri visokim frekvencijama, odnosno naponima. Razlog zašto MOSFET može izgorjeti je jednostavan – guraju previše struje, a zavojnice to ne mogu podnijeti. O tome da li će izdržati ili prsnuti ovisi o deklariranim vrijednostima istih, kao i maksimalnoj temperaturi na kojoj isti mogu raditi. Zato je vrlo važno da jedni s drugima dobro surađuju.

Napokon smo došli i do kondenzatora koji se koriste na ovoj ploči, koji su svakako jedna od posebnosti ove ploče, budući da se slični ne viđaju tako često. Za razliku od klasičnih kondenzatora, Gigabyte je za svoju X58A-OC koristio samo najbolje – POSCap TPE kondenzatore (tantalum core). Razlikujemo dvije vrste kondenzatora na ploči – oni ulazni, te izlazni. Za napajanje procesora su važni upravo izlazni. Oni se nalaze odmah iza zavojnica, a prije socketa procesora. Ukupno ih vidimo 20 komada. Svaki je deklariran na 470uF (ESR od 6-7mΩ) što nam daje ugrubo izlazni kapacitet od nemalih 9400uF. U odnosu na elektrolitske kondenzatore, ovi imaju značajno niži ESR, te mogu zapremiti više energije po komadu, u odnosu na klasične iste vrijednosti. Uz to, imaju veću toleranciju na temperaturu – deklarirani su za rad do -50°C, što je potencijalno jedan od faktora koji može pomoći prilikom overclockinga procesora te izvlačenja njegovog maksimuma pri vrlo niskim temperaturama. Ulazni kondenzatori su najčešće deklarirani na 16V. Oni imaju znatno teži zadatak od onih izlaznih, jer nemaju zavojnice koje će im pomoći "peglati" ulaznu struju. Izlazni kondenzatori, pak, imaju nekoliko zadaća – dijeljenje izlaznog napona, napajanje procesora strujom dok se zavojnice "oporavljaju" od visokog prijenosa, što znači da se ponašaju kao rezervoar energije i suzbijač ripplea (što niže oscilacije, to je bolje). Što je niži ESR kondenzatora to je niži i ripple, koji nikome ne ide u korist.

Uncore (memorijski kontroler, L2 cache…) napaja četverfazna regulacija napona. Za razliku od DrMOS MOSFET-a, ovdje su korišteni obični Renesasovi MOSFET-i s mogućnošću izlazne snage od 25A po fazi. PWM zadužen za to je Intersilov ISL6312. Slična je postava korištena i za napajanje northbridgea te memorije, samo u trofaznoj izvedbi, što je uzevši u obzir potrošnju spomenutih više nego zadovoljavajuće rješenje. Za svaki od njih zadužen je po jedan ISL6312 PWM. Kako bi ovu sekciju učinili zanimljivijom i bližom širem krugu korisnika, odlučili smo se testirati tj. izmjeriti napone nekoliko komponenti, a rezultate uvrstiti u tablice.

Mjerenje napona smo izveli na nekoliko relevantnih napona na ploči. Konkretno napone procesora i memorije koje vidite u tablicama, te dodatno napon VTT-a i PLL-a. Kao što je bilo za očekivati, X58A-OC je opremljena s BIOS-om koji nudi nekoliko stupnjeva podešavanja LLC-a – Auto, Standard, Level 1 te Level 2. Napon procesora smo postavili na okruglih 1.4 V. Prvi stupanj LLC-a je Auto na kojem vidimo osjetan pad napona od 0.06V pod opterećenjem, odnosno 0.04V u mirovanju. Drugi stupanj – Standard to popravlja za 0.01V, što je i dalje osjetan pad. Pri tome idle "pleše" između 1.36V i 1.37V, dok je load stalan na 1.35V. Razlika između njih je i dalje 0.02V. Level 1 popravlja stvari i smanjuje razliku između idlea i loada na 0.01V, no pad napona je i dalje izražen prilikom opterećenja gdje opada za 0.03V. Posljednji stupanj – Level 2 fiksira napon na 0.02V spram postavljenih 1.4V, dok se u loadu diže (za razliku od pada kod ostalih stupnjeva) za 0.01V što rezultira padom napona od tek 0.01V pod opterećenjem procesora. AIDA, odnosno CPU-Z ne "fulaju" toliko prilikom monitoringa, pogotovo prilikom korištenja Level 1, odnosno 2 razine. Iskreno smo očekivali nešto bolju izvedbu, ili ako ništa – više razina LLC-a. Iako neočekivano, promjene su vidljive i kod memorije na nešto viših 1.7V. U odnosu na postavljenu vrijednost u BIOS-u, uočili smo pad napona od 0.01V, odnosno od 0.02V prilikom opterećenja. Kod ostalih stavki kao što je recimo VTT, pad napona je bio nešto manje osjetan, tako da smo na postavljenih 1.415V (grubi inkrementi u BIOS-u) dobivali 1.41V u idleu, te 1.40V u loadu. Za postavljenih 1.8V PLL-a, dobivali smo zamjetan pad napona – za 0.01V u idleu, te 0.02V u loadu.

*Ono što svakako trebamo spomenuti je činjenica kako su ostali recenzenti ove ploče imali nešto drukčija iskustva po pitanju izmjerenih napona. Naime, umjesto undervolta konkretno VTT-a i PLL-a, ljudi su dobivali čak i lagani overvolt. To smo vidjeli na dovoljno mjesta da bismo mogli zaključiti kako je onaj jedan puknuti pin u našem socketu zaista utjecao na krajnji pad napona pojedinih komponenti. Nismo sigurni kakva je situacija sa naponom procesora kod ostalih (na nekoliko mjesta, pak, smo naletjeli da ploča overvolta pri Level 1 razini LLC-a u kombinaciji sa 980X, dok smo mi sa 920-tkom dobivali osjetan drop od 0.04V pri istoj postavci), no spomenuti VTT je definitivno jedna od stavki koja u većini slučajeva overvolta, a ne undervolta, kao kod nas.