مكونات متميزة لطاقة قصوى و تبريد فائق
|
 |
يحتوى الجيل الخامس من تقنية التحمل الفائق Ultra Durable™ 5 من جيجابايت على دوائر IR3550 PowIRstage® و القادرة على إمداد أعلى تيار كهربى يصل إلى 60A مع التقليل من فقد الطاقة و المزيد من كفاءة استخدامها و كذا خفض الحرارة بمعدلات كبيرة.
|
|
 |
تصميم متميز يحتوى على وحدات نحاسية لتوصيل الطاقة بدلاً من الموصلات السلكية العادية و هو ما يعمل على التقليل من فقد الطاقة الذى تسببه مقاومة الموصلات السلكية العالية للتيار الكهربى.
|
وحدات نحاسية لتوصيل الطاقة بين دوائر MOSFETs مما يقلل من فقد الطاقة و يساعد على تبديد الحرارة.
|
وحدة MOSFET driver المتميزة من شركة International Rectifier .
|
تحتوى دائرة High side MOSFET (Control FET) على very low gate charge و تحتوى دائرةLow side MOSFET (SyncFET) على دائرة Schottky Diode لمزيد من كفاءة الأداء.
|
ممرات قصيرة للطاقة أسفل الوحدة عبر control FET (duty cycle ON) أو Sync FET (Duty cycle OFF) و كذا عبر الشريحة النحاسية و هو الأمر الذى يجعل الوحدة شديدة التحمل و يؤهلها لتوصيل تيار كهربى يصل إلى 60A .
|
إطار نحاسى تم تصميمه لتبديد الحرارة بعيداً عن دوائر السيليكون.
|
|
|
التصميم التقليدى لمنطقة إمداد المعالج بالطاقة
|
PWM controller |
MOSFET Drivers |
Traditional High and
Low side MOSFETs |
Choke |
Capacitor |
CPU |
|
| |
أسئلة و أجوبة حول منطقة إمداد المعالج بالطاقة
|
| |
ما هى منطقة إمداد المعالج بالطاقة ؟
تحتوى منطقة إمداد المعالج بالطاقة باللوحة الرئيسية على مكونات متعددة تقوم بإمداد معالج الحاسب بالطاقة ( دوائر PWM ، وحدات MOSFET Drivers ، دوائر MOSFETs ، ملفات ، مكثفات ، دوائر كهربية )
ما هى دائرة MOSFET ؟
دائرة MOSFET هى واحدة من أهم مكونات منطقة إمداد معالج الحاسب بالطاقة حيث تقوم بدور مفتاح التحكم الذى يسمح أو لا يسمح بمرور التيار الكهربى إلى المعالج و ذلك تبعاً لما تحدده وحدة MOSFET driver و دوائر PWM . كما تعتبر دائرة MOSFET واحدة من أعلى مكونات توصيل الطاقة تكلفة.
ما هى شريحة Power Stage ؟
شريحة Power Stage هى شريحة واحدة تحتوى على وحدة MOSFET driver و دائرة high side MOSFET و دائرتى Low Side MOSFET (فى بعض الأحيان دائرة واحدة). و لقد تم إنتاج شريحة Power Stage باستخدام عملية تصنيع أكثر تقدماً مما جعلها أكثر كفاءةً.
ما هى وحدة MOSFET التقليدية (و تعرف أيضاً باسم D-Pak MOSFET ) ؟
وحدة MOSFET التقليدية هى وحدة أقل حداثة تستخدم فى التصميم التقليدى لمنطقة إمداد المعالج بالطاقة و التى تكون فيها كل من وحدة MOSFET drivers و دوائر MOSFET منفصلة عن بعضها بشكل مستقل ( تصميم ذو شرائح MOSFET متعددة ). و هى أقل تكلفة و أقل كفاءةً من شريحة Power Stages. |
|
|
| |
| |
| |
|
لقد قامت شركة IR بتطوير أحدث تقنيات دمج الشرائح DirectFET® و التى تعمل على توفير المزيد من خفض الحرارة لشريحة PowIRstage® و ذلك بالمقارنة بتصميمات MCM الأخرى.
|
| |
تصميم الشريحة الواحدة* |
vs. |
|
|
| |
| وحدة Driver IC |
| |
|
| *فى انتظار براءة الاختراع |
|
|
|
تستخدم تصميمات MOSFET الأخرى العديد من الشرائح التى تصطف فيها دوائر MOSFET و وحدات driver IC جنباً إلى جنب مما يشغل حيزاً كبيراً من مساحة اللوحة الرئيسية فضلاً عن فقد الطاقة.
|
 |
دائرة High Side MOSFET
(وحدة MOSFET التقليدية)
|
| |
دائرة Low Side MOSFET
(وحدة MOSFET التقليدية)
|
| |
وحدة Driver IC
(وحدة MOSFET Driver)
|
|
| |
|
|
| |
|
|
| |
| |
| |
| |
تبريد فائق , كفاءة عالية , أداء غير مسبوق |
كفاءة عالية = فقد أقل للطاقة = حرارة أقل = عمر أطول |
| |
| |
تتميز شريحة IR3550 PowIRstage من شركة IR بكفاءتها العالية فى استخدام الطاقة و قدرتها على خفض الحرارة بالمقارنة بوحدات MOSFET الأخرى و هو الأمر الذى يحقق عمر أطول لمكونات الحاسب و يتيح مجالاً أكثر اتساعاً لمزيد من رفع تردد التشغيل.
|
| |
دوائر MOSFET التقليدية
عينة المقارنة |
دوائر MOSFET منخفضة المقاومة
حرارة أقل حتى 40 درجة |
شريحة IR3550 PowIRstage®
حرارة أقل حتى 60 درجة |
|
|
|
مقبول |
جيد |
الأفضل |
|
| |
* نتائج الاختبار للاطلاع فقط. قد تختلف النتائج باختلاف مواصفات الحاسب المستخدم
*الانخفاض فى درجة الحرارة حتى 60 درجة فى بيئة عمل: 4 phase IR3550 PowIRstage® with 2x Copper PCB vs. 4 phase D-Pak MOSFET @ 100A load 10 mins lab testing without heatsink |
| |
| |
تتميز شريحة PowIRstage® بقدرتها على الاحتفاظ بدرجة حرارة أقل بالمقارنة بتصميمات MOSFET التقليدية مما يتيح للمستخدم رفع تردد التشغيل للحصول على مزيد من قوة الأداء. إن كل وحدة من وحدات توصيل الطاقة تعمل فى حدود درجة حرارة قصوى و التى عند بلوغها لن يمكنك تحميلها بالمزيد من الطاقة و بالتالى فشل عملية رفع التردد. و حيث أن شريحة PowIRstage® تتميز بقدرتها على الاحتفاظ بدرجة حرارة أقل عند تحميل مستويات عالية من الطاقة، فإن محترفى رفع تردد التشغيل قد أصبح بإمكانهم إضافة المزيد من الجهد الكهربى و الاستمتاع بمجال أوسع لرفع تردد التشغيل. |
درجة حرارة أقل = مزيد من رفع تردد التشغيل |
درجة ثبات الأداء عند رفع تردد التشغيل باستخدام MOSFET |
|
حرارة شديدة الارتفاع |
طاقة غير كافية لرفع تردد التشغيل |
|
|
 |
شريحة PowIRstage® |
الأفضل |
|
 |
دائرة MOSFET منخفضة المقاومة
(و تعرف أيضاً باسم WPAK, PowerPak MOSFET...) |
جيد |
|
 |
دائرة MOSFET التقليدية
(و تعرف أيضاً باسم D-Pak MOSFET... ) |
مقبول |
|
|
|
| |
جودة فائقة فى كل جزء من اللوحة الرئيسية |
برغم أنه لا يمكنك من الخارج رؤية العديد من المكونات ذات الجودة العالية المستخدمة فى لوحات جيجابايت الرئيسية ذات تقنية التحمل الفائق إلا أنه عليك أن تثق فى أن هذه المكونات تعمل بكامل قوتها لتحقق لك أعلى كفاءة لاستخدام الطاقة و أفضل توفير لها و كذا الحفاظ على أقل درجة حرارة مع إتاحة أوسع مجال ممكن لرفع تردد التشغيل و ضمان أطول عمر افتراضى لحاسبك. هذا هو ما تضمنه لك تقنية التحمل الفائق Ultra Durable™ من جيجابايت.
|
 |
لوحة الدوائر الالكترونية
كمية مضاعفة من النحاس = أونصتين من النحاس في تركيب اللوحة الرئيسية = وزن النحاس الموجود في طبقة واحدة 30.48 cm x 30.48 cm (مساحة قدم مربع) هي 56.7 جرام (أونصتين).
|
طبقات النحاس |
السمك |
طبقات مضاعفة |
0.070mm (70 µm) |
طبقة مفردة |
0.035mm (35 µm) |
|
|
ملف ذو قلب من سبيكة الفريت قادر على إمداد طاقة قصوى
|
|
مكثف صلب |
| |
|
شريحة Power Stage |
|
طبقة نحاس داخلية
مضاعفة السمك |
طبقة نقل الإشارات |
|
|
طبقة توصيل الطاقة |
|
|
| |
|
|
ألياف زجاجية جديدة |
|
|
طبقة أرضية |
|
|
طبقة نقل الإشارات |
|
|
| |
|
|
| |
|
|
|
فوائد طبقات النحاس مضاعفة السمك فى جسم اللوحة الرئيسية
|
|
درجة حرارة أقل |
قدرة أكبر لرفع تردد التشغيل |
كفاءة أعلى لاستخدام
الطاقة |
مقاومة أقل للتيار الكهربى بمقدار النصف
|
تداخل أقل للإشارات الالكترونية |
حماية أفضل من الكهرباء الاستاتيكية |
|
| |
تعمل طبقات النحاس مضاعفة السمك فى جسم اللوحة الرئيسية على توفير ممرات لتوصيل الطاقة بين المكونات ذات قدرة على التعامل مع مستويات الطاقة القصوى عند رفع تردد التشغيل مع قدرتها أيضاً على تبديد الحرارة بعيداً عن منطقة إمداد المعالج بالطاقة. |
| |
|
لوحات جيجابايت الرئيسية فائقة التحمل |
منذ منتصف عام 2011 لم تعد جميع لوحات جيجابايت الرئيسية تستخدم دوائر D-Pak MOSFETs لتوصيل طاقة معالج الحاسب
|
| |
دوائر MOSFET التقليدية
مقارنة |
دوائر MOSFET منخفضة المقاومة
حرارة أقل حتى 40° |
|
| |
|
|
|
| |
حرارة عالية |
حرارة منخفضة |
|
| |
|
|
|
|
| |
* نتائج الاختبار للاطلاع فقط. قد تختلف النتائج باختلاف مواصفات الحاسب المستخدم.
* انخفاض درجة الحرارة حتى 60 درجة فلا بيئة عمل :
using 4 phase Lower RDS(on) MOSFET with 2x Copper PCB vs. 4 phase Traditional MOSFET @ 100A load 10 mins lab testing without heatsink. |
| |
|
دوائر MOSFET منخفضة المقاومة
(و تعرف أيضاً باسم WPAK, PowerPak MOSFET...) |
تكلفة أعلى |
|
|
|
دوائر MOSFET التقليدية
(و تعرف أيضاً باسم D-Pak MOSFET... ) |
تكلفة منخفضة |
|
|
|
|
| |
| |
|
دوائر MOSFET منخفضة المقاومة
(و تعرف أيضاً باسم WPAK, PowerPak MOSFET...) |
| |
8 سنون
(4 يميناً، 4 يساراً) |
دوائر MOSFET التقليدية (و تعرف أيضاً باسم D-Pak MOSFET...) |
| |
3 سنون
(1 يميناً، 2 يساراً) |
|
| |
Size ratio between objects is constant |
|
|
|
| |
درجة حرارة أقل = إمكانات أعلى لرفع تردد التشغيل |
|
| |
حرارة مرتفعة |
|
عدم توافر الطاقة الكافية لرفع تردد التشغيل |
|
|
|
|
طبقات النحاس مضاعفة السمك |
تصميم الجيل الرابع من تقنية التحمل الفائق من جيجابايت يتميز بكمية مضاعفة من مادة النحاس التى تدخل في تركيب اللوحة الرئيسية في طبقات الأرضي وطبقات توصيل الطاقة. وهو ما يؤدي إلى خفض كبير لدرجة حرارة الحاسب من خلال طرد الحرارة بكفاءة أكبر بعيداً عن المناطق الحيوية في اللوحة الرئيسية مثل دوائر توصيل طاقة المعالج. بالإضافة إلى ذلك يعمل الجيل الرابع من تقنية التحمل الفائق من جيجابايت على خفض المقاومة للتيار الكهربي عند مروره في اللوحة الرئيسية بنسبة 50% و هو ما يقلل من فقد الطاقة و يخفض درجة حرارة المكونات. كما أن زيادة كمية النحاس المستخدمة يعمل على تحسين نقل الاشارات الالكترونية مع التقليل من تداخل الإشارات EMI (Electromagnetic Interference)، وهو ما يوفّر استقراراً أكبر للحاسب ويسمح بامكانيات أكبر لرفع تردد التشغيل.
|
الملفات الكهربية المصنعة من
سبيكة الفِرَّيت
|
|
مكثفات صلبة يابانية الصنع مضمونة
حتى 50,000 ساعة عمل
|
الدوائر الإلكترونية
منخفضة المقاومة
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
| |
|
|
| |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
لوحة الدوائر الالكترونية
كمية مضاعفة من النحاس = أونصتين من النحاس في تركيب اللوحة الرئيسية = وزن النحاس الموجود في طبقة واحدة 30.48 cm x 30.48 cm (مساحة قدم مربع) هي 56.7 جرام (أونصتين).
|
طبقات النحاس |
السمك |
طبقات مضاعفة |
0.070mm (70 µm) |
طبقة مفردة |
0.035mm (35 µm) |
|
|
مزايا استخدام طبقات النحاس مضاعفة السمك
• أكثر برودة من اللوحات الرئيسية التقليدية
• عمر افتراضي أطول
• كفاءة أكبر في استخدام الطاقة
• امكانات هائلة لرفع تردد التشغيل |
|
| |
|
|
| درجة حرارة أقل |
قدرة أكبر لرفع تردد التشغيل |
كفاءة أعلى لاستخدام الطاقة |
مقاومة أقل للتيار الكهربى بمقدار النصف |
تداخل أقل للإشارات الالكترونية |
حماية أفضل من تفريغ الشحنات الالكتروستاتيكية |
|
