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微星8内存槽主板 P45-8D探秘

  【IT168 资讯】Intel的P45芯片组支持DDR3和DDR2两种内存。开始的P45主板一般是DDR2和DDR3分开设计的,随着DDR3内存价位的降低,开始走入普通用户行列。主板厂商在DDR2和DDR3交替时期纷纷推出板载DDR2和DDR3插槽的主板,以便用户不必更换主板就可以升级到DDR3内存。华硕的P5QC、技嘉的EP45C-DS3R就属于这类主板,主板上设计了4DDR2+2DDR3,一共6条内存槽。微星于近日发布了板载4条DDR2和4条DDR3,一共8条内存槽的主板—DP45-8D。

  这是世界上第一款设计8条内存槽的台式机主板,足以显露出微星的研发实力。8条内存槽密密排列在主板上,几乎占了主板面积的四分之一。这么多的内存槽排在一起,会不会影响内存的稳定和性能?我们一一分析和探索这片主板的奥秘。

  一、如何在标准规格的ATX主板上布局8条内存槽

  微星的这款DP45-8D版型采用标准的ATX,尺寸是30.5cm×24.4cm,在标准的ATX主板上如何布局8条内存槽?我们先看看主板的全貌:

  安排8条内存槽,就要把775针CPU插座和北桥上移,CPU插座北西两侧是供电模块,由于散热防干扰的需要,必须给供电模块保留足够的空间。微星是如何处理的?我们看看主板供电的局部:

  微星DP45-8D的供电设计采用了2项革新措施。第一项是采用高效低温和体积小的集成化的DrMOS(8X8毫米)取代分离式MOSEFT。第二项是上部的电容用高效低温且体积小的Hi-C电容取代固体电容。这2项措施缩小了供电模块的面积,为8条内存槽留出合理的位置。

  二、DrMOS的效能如何

  用DrMOS取代分离MOSEFT后,供电效能是否会降低供电效能?答案是供电效能会有明显提高。DrMOS是新世纪高效节能型供电元件。Intel与2004年发布PC平台的DrMOS规范,2005年就有DrMOS问世,目前已经有十几家Power芯片厂商研发生产。下图是Intel DrMOS规范规定的DrMOS信号和芯片引脚:

  微星采用瑞萨科技(Renesas Technology)研发的第二代DrMOS芯片R2J20602。下图是R2J20602原理图:

  RJ20602的外形图:

  DrMOS除了体积小安装小(分离式MOSFET的四分之一)以外,在转换效率、热功耗、工作频率以及寄生电感等方面都优于分立式供电设计。

  首先DrMOS由于把驱动IC和MOSEFT集成在一个芯片内,一体化设计,使驱动IC和MOSEFT更协调,经过设计优化,DrMOS可以工作在更高的频率。电流转换效率有很大提高。第2代DrMOS是目前市场上转换效率最高的MOSEFT。

  第二DrMOS的热功耗很小,发热量很低。在同等条件下,温度要比分立式低40多度。

  第三DrMOS比普通MOSFET的尖峰噪声低,输出电压更稳定。

  第四DrMOS比普通MOSFET的瞬态响应时间短,响应CPU动态负载快,电流变化速度快。

  从上面的性能对比可以看出,微星采用DrMOS代替分立式MOSEFT,即可以节省空间,便于布局8条内存槽,同时为CPU提供高稳定、品质的电流,还降低损耗节约电能。可谓一举三得。

 

 三、Hi-C电容的效能如何

  电容是CPU供电电路的重要部件之一,目前普遍采用低ESR的固态电容。微星在DP45-8D上采用了4颗Hi-C电容。

  Hi-C电容与固态电容相比,哪一种更好?这要先说一说供电电容的一个重要参数—等效串联电阻(ESR)。

  等效串联电阻的英文全称是Equivalent Series Resistance,缩写为ESR。理想的电容自身不会有电阻,但实际上制造电容的材料有电阻。从外部看,这个电阻跟电容串联在一起,所以就称为“等效串联电阻”。

  ESR的损耗与通过的电流成正比,电流越大,损耗就越大。比如两颗功率都是70W的CPU,前者电压是3.3V,后者电压是1.8V。那么前者的电流是I=P/U=70W/3.3V=21.2A,后者的电流是I=P/U=70W/1.8V=38.9A。后者将近是前者的两倍。在ESR相同的情况下,后者的损耗就是前者的两倍。所以降低损耗就必须用ESR更低的电容。

  ESR的危害不仅仅是损耗,更重要的是“纹波电压”。没有任何波动的直流电压应该是一条水平直线,当有电压波动时,电压就变成波浪形,电压水平线上的波峰和波谷就是波纹电压。ESR值与纹波电压的关系可以用公式V=R(ESR)×I表示。公式中的V是纹波电压,R是电容的ESR,I是电流。从公式可以看到,当电流增大的时候,即使在ESR保持不变的情况下,纹波电压也会成倍提高,因此降低波纹电压就必须采用ESR值更低的电容。

  纹波电压的危害是导致CPU工作不稳定,容易出现判断“0”和“1”失误而死机。波纹电压对CPU的影响与CPU的工作电压相关。比如0.2V的纹波电压对于3.3V的CPU而言,0.2V纹波电压所占比例较小,不足以形成很大的影响,但是对于1.8V的CPU来说,所占的比例就足以造成CPU运算失误。所以,现在的CPU供电电路都采用低ESR的电容。

  普通液态电解电容的ESR在20毫欧以上,固态电容的ESR是5毫欧。Hi-C电容的ESR小于5毫欧。所以Hi-C电容优于固态电容。

  Hi-C 电容的英文全称是Highly-conductive polymerized Capacitor,中文叫做高导电聚合物电容。从上图看到是塑封帖片式的,有点像钽电解电容,其实不是。这种电容的阳极是烧结钽(或铝箔),阳极介质是氧化钽(或氧化铝),而阴极(电解质)是固态的、高导电聚合物。正由于电解质是高导电聚合物,使得它尺寸小而电容量大、ESR极低的特点。

液态电容 固态电容 Hi-C CAP电容
ESR值  >20毫欧 5m毫欧 <5m毫欧
功率损耗 更低

  从上面的ESR值列表可以看出现在用于CPU供电电路最好的电容是Hi-c CAP电容。Hi-C CAP电容的第二个优点是在有浪涌电流通过时,具有自恢复的功能,因此功率损耗非常低。所以DP45-8D采用Hi-C电容是一举两得。

  四、内存识别和优化技术

  P45北桥(MCH)内存控制器可以支持DDR2和DDR3两种规格的内存,DDR2和DDR3共用内存数据总线和地址总线,所以DDR2和DDR3不能同时使用。一般P45的主板都把DDR2和DDR3分开设计。DP45-8D把DDR2和DDR3整合在同一主板上,面临的技术难点有2个,一个是内存供电和信号电压识别,一个是内存信号优化抑制干扰。

  1、内存供电和信号电压识别
  DDR2采用SSTL_1.8信号电压, DDR3采用SSTL_1.5信号电压。主板采用一组双路MOSEFT内存供电设计,电压调节器采用的PWM芯片(uP6103)可调节电压0.7-2.5V,以保证两种内存信号电压需要。另外,还要有DDR2/DDR3内存识别电路以便确定电压调节器的输出电压。为此,微星设计了“内存识别器”。

  内存识别器在硬件上就是SSTL电路。当DDR3内存槽插上内存时1.5V的SSTL电路工作,该电路会产生DDR3_DRAM_PWROK信号(高电平),使电压调节模块以1.5V为基准电压供电。北桥也通过DDR3_DRAM_PWROK信号使内存控制器按DDR3运作。如果安装的是DDR2内存,则1.5V的SSTL电路停止,DDR3_DRAM_PWROK信号是低电平,内存电压调节器和北桥内存控制器都按DDR2运作。

  2、内存领跑员
  为了提高内存的兼容性,DP45-8D采用一种“内存领跑员”技术,该技术可以让用户使用多种品牌型号的内存条也能成功,这项技术的核心是超越内存条自己的电压规格寻求非常好的内存电压。

  这项技术的核心就是在开机时BIOS检测内存的SPD信息,以及内存的输出信号,如果输出信号不正常,说明没有开机,然后逐步提升电压,直到内存可以正常启动。

  这两项技术包括了对内存信号的优化,降低信噪比,使内存的数据信号更清晰。

 

  五、BIOS提供更多的设置选项

  1、Memory-Z可以在BIOS查看内存的SPD信息,有助于调整时序参数。
  我们先查了两种品牌、两种规格的内存条,一是金邦黑龙DDR2 1066MHz 1GB x 2,一种是UMX DDR2 800MHz 2GB x 2。分别采用两种插法。

  在默认的FSB频率下,都可以正常开机,进入BIOS后,Memory-Z可以看到4条内存的SPD信息。

 DIMM1的内存SPD信息
 
DIMM2的内存SPD信息


EVEREST检测到的4条内存
 

可以证实,DP45-8D的DDR2内存兼容性还是很可以的。

我们再看看DDR3,由于我们只有一种DDR3内存,所以不能插满4根了。


Memory-Z可以看到2条内存的SPD信息。

 
DDR3内存的SPD信息 

  注:DDR2和DDR3内存更换时注意事项
  由于BIOS会保存内存的配置信息,在DDR2和DDR3之间更换时,需要先清CMOS。否则FSB频率和内存频率不正确。

  2、较多的内存设置选项
  内存参数的总体设置,这是常规的4项内存参数,对安装在主板上的所有内存生效。

  把Advanced Memory Setting设置为“Manual”,总体设置参数增加,还可对每个通道的内存分别设置。


 

 

  六、方便用户的三项便利设置

  易超频开关
  微星从P35主板开始在主板上配置易超频跳线,这个跳线是给大多数不会在BIOS设置超频的用户使用的。DP45-8D把跳线改为开关,轻轻一拨就可以超频。
  超频是Intel的酷睿CPU的一大特点。如果购买酷睿不超频使用,那可是白白浪费了Intel送给用户利益。当然普通用户不是DIY,也不是超频玩家,不会到榨干CPU的地步。一般用户主频超20-30%,即不影响系统稳定,又不影响CPU寿命,使CPU超值为你服务,何乐而不为。所以微星配置易超频开关,供用户超频使用。

  易操作按钮
  这是给DIY准备的,DIY在玩超频时经常开机、重启、清CMOS,主板配置这三个开关,省去用金属物短路跳线开机、重启的麻烦,省去跳线清CMOS的麻烦,而且清CMOS开关置于背面板,主板装入机箱也可以使用,防呆设计,避免误触及。

  易连接插座
  装机最讨厌的是连接机箱前面板的那些连接线,微星配置了易连接插座,使连接变得容易。


 

  七、DDR3内存超频时,BIOS设置的一点儿缺陷

  在使用DDR3内存超频时,请先用“易超频开关”进行第一步超频,比如333外频(1333FSB)先用“易超频开关”超到400,然后再到BIOS里继续超频。否则BIOS里的FSB/DRAM分频比没有1:1。

  即使设置了1:1,实际的DRAM频率也不是1:1。看来DDR3的FSB/DRAM比率有些麻烦。但愿以后的BIOS会有改进。

  八、超频稳定性初试

  简单作了超频测试,对于DIY超频玩家来说,超频能力不是很理想。对于普通用户来说还是可以接受。

  1、DDR2超频
  CPU使用E8200,内存使用DDR2 800,利用“易超频开关”设置到400外频,很轻松,进系统拷机也很稳定。继续超频,外频提升到433,可以稳定使用。外频提升到450,系统不稳定了。下图是外频在433,倍频=8,运行ORTHOS和WINRAR,CPU占用100%测试30分钟的截图:

  2、DDR3超频
  CPU不变,内存用DDR3 1066。先用“易超频开关”设置到400外频,进BIOS后,设置外频到450,可以开机,进系统,但由于内存频率上升到1200,系统不稳定。所以只是用“易超频开关”外频设置到400,FSB/DRAM分频倍率为自动,运作WINRAR和ORTHOS,CPU占用率110%,30分钟很稳定。

  DP45-8D的最大优点是内存兼容较好,兼顾适度超频,适度超频的稳定性很好。

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