بررسی پین PWM

‏ PWM : این پین سیگنال PWM ساخته شده توسط IC ISL6334 را دریافت می کند و متناسب با آن سیگنال را برای پین های UGATE و LGATE می فرستند. ولتاژی که بر روی درین ماسفت بالایی با سورس ماسفت پایینی ساخته می شود دارای فرکانس بالایی است و توسط مولتی متر قابل اندازه گیری نیست.

ولتاژ vcore هیچگونه نوسانی نباید داشته باشد در واقع فرکانس آن باید صفرباشد و کاملا DC شده باشد فرکانس کاری این مدارات در حد کیلوهرتز می باشد. دیگر توسط دیود و خازن نمی‌توان این ولتاژ را صاف کرد از همین جهت باید از سلف کمک بگیریم با ترکیبی که در بالا ملاحظه می کنید سلف و خازن در کنار یکدیگر قرار می گیرند و دیگر خروجی ما فاقد هرگونه مولفه AC خواهد بود.

حال که نحوه کار این مدارات را فهمیدیم بیایید مثل همیشه نگاهی به نقشه واقعی مادربرد بیندازیم و ببینیم که آیا واقعاً مدارات آن شکل مداری که بررسی نموده است یا خیر؟ ابتدا IC isl6334 را کمی زوم می‌کنیم و نگاهی به مدارات آن می اندازیم.

پین شماره ۳۲ این IC با نام EN-PWR با یک تقسیم مقاومتی ساده توسط ولتاژ ۱۲ ولت از تغذیه مقدار1.3ولت برای خود تامین می‌کند تا IC روشن شود همچنین از یک خازن موازی با آن جهت حذف نویز و ریپل استفاده شده است.

پین های 20 ، 25 ، 26 و 31 پین های خروجی  PWM هستند که به IC درایور متصل می‌شود و 21 ، 22 ، 23 ، 24 ، ۲7 ، 28 ، 29 و 30 نیز پین های سنس هستند که گفتیم برای پروتکت و جلوگیری از آسیب های احتمالی در زمان اتصالی و غیره به خروجی Vcore متصل می شود پین ۱۹ این IC نیز پین تغذیه می باشد که به VCC برابر با ۵ ولت متصل می شود. پین40 و پین های ۱ ، ۲ ، ۳ ، ۴ ، ۵ ، ۶ و ۷ و نیز پین هایVID  هستند که بهCPU  متصل می شود. اگر دقت کنید مداری که در اینجا قرار دارد دقیقا مشابه با مدار sample می باشد که به بررسی وظایف پین‌های آن پرداختیم

این شکل نشان دهنده چهار فاز کنترل شده توسط IC ISL6334 و درایوهای ISL6612 می باشد

این شکل دقیقا همانند شکل Sample است که بررسی نمودیم تنها تغییری که در این شکل به چشم می خورد در قسمت خروجی و فت ها می‌باشد به جای این که از دو ماسفت استفاده کنند از3  ماسفت استفاده شده است در واقع دو تا از ماسفت ها کار یک ماسفت را انجام می دهند و با یکدیگر موازی شده اند علت موازی شدن این دو ماسفت با یکدیگر جهت افزایش راندمان است.

در واقع در این حالت جریان مصرفی ماسفت ها بر یکدیگر تقسیم می شود و فشار کمتری به ماسفت ها وارد می شود و در نتیجه در دراز مدت و استفاده طولانی احتمال سوختن این ماسفت ها بسیار کمتر خواهد بود

محل این ماسفت ها و IC ها را بر روی مادربرد

قسمت مدارات تغذیه CPU را نشان می دهد مداراتی که بررسی نمودیم همگی در این قسمت خلاصه می‌شود

همیشه برای تشخیص تعداد فازهای یک مادربرد تعداد چک های آن را بشمارید

IC کنترلر ما یعنی IC ISL6334

درایورهای ماسفت به شماره IC ISL6612 را نیز در شکل مشخص است تعداد این IC ها طبق نقشه باید ۴ عدد باشد

در شکل زیر دو ماسفت که با یکدیگر موازی شدن را مشخص نموده ایم

بلوک دیاگرام مادربرد کمپانی گیگابایت مدل GIGABYTE-GA-G31M-ES2I-REV-1.11-SCH را در شکل مشاهده می کنید

در مدار RAM ما باید ولتاژ تغذیه و ولتاژ Memory ها را تامین کنیم

ولتاژ تغذیه رم یا VDDیا VSTR : DDR2 RAM مقدار این ولتاژ به ۱.۸ ولت ، در RAM های DDR3 ۱.۵ ولت و در در RAM های DDR4 این ولتاژ به ۱.۲ ولت می رسد.

اگر ولتاژ   VDDبرابر با 1.8ولت باشد مقدار VTT باید برابر با  0.9ولت باشد در مدار رم ما فقط باید این دو ولتاژ را برای ماژول رم تامین کنیم

VTT : پایه ای که می بایست از آن ولتاژ گیری کرد دقیقا پایه روبروی پایه مربوط به VRAM می باشد که در اسلات های مختلف متفاوت است البته این ولتاژ را می توانید از روی خازن های اسم MD روی خود RAM براحتی اندازه گیری نمایید

ولتاژهای چیپ شمالی

در چیپ شمالی معمولا ۳ ولتاژ مهم حیاتی برای تکمیل شدن عملیات پست نیاز هست که این ولتاژ ها عبارتند از VCOR ولتاژ هسته‌ای چیپ که از 1.2 ولت تا 2.5ولت متغیر است که در این مدل برابر با ۱.۷۵ ولت می باشد.

VSTR : ولتاژ حافظه که برابر با 2.5 ولت می باشد

VDDQ : ولتاژ راه اندازه اسلات PCI/AGP می باشد که برابر با 1.5ولت می باشد.

مدار تغذیه RAM که وظیفه تامین ولتاژ 1.8 ولت و 0.9 مورد نیاز ماژول رم را برعهده دارد. با یک نگاه کلی به نقشه به متوجه می شویم که نحوه کنترل ولتاژ در این مدار همان تکنیک PWM که در قسمت تغذیه CPU استفاده شده است ولی خیلی ساده تر ، کنترل اصلی این مجموعه را IC U86 به شماره ISL6554 می باشد ، اگر به دیتاشیت این IC نگاه بیندازیم می بینید که این IC یک کنترلر PWM می باشد این IC با دو ولتاژ ۱۲ و ۵ ولت کار می‌کند که می‌توان با توجه به نیاز از یکی از آنها استفاده کرد تعداد فازهای ما در این قسمت به یک فاز محدود می شود چرا که این IC فقط یک فاز را می تواند کنترل نمایند

IC کنترلر مدار تغذیه : این IC یکIC  ۸ پایه می باشد پایه های ۶ و ۷ برای نمونه برداری از خروجی می باشد که به مدار فیدبک متصل خواهد شد و از ولتاژ و جریان خروجی نمونه برداری می کنند تا اگر اضافه جریان و ولتاژ داشتیم کنترل شود و مقدار خروجی تنظیم شود پایه ۳ این IC نیز اتصال زمین می باشد و پایه ۵ ولتاژ تغذیه IC را تامین می کند که می تواند این ولتاژ ۵ یا ۱۲ باشد پایه ۸ خروجی فاز ما می باشد که مستقیماً همان خروجی مدار ما می‌باشد پایه های 2 و 4 خروجی های پالس IC  هستند که به گیت ماسفت ها برای درایو کردن آنها متصل می‌شوند و گیت ماسفت را درایو می‌کنند.

همیشه بعد از ماسفت ها از فیلتر های LC استفاده می شود تا ولتاژ خروجی به صورت رگوله شده و صاف باشد و ریپل های آن تا حد امکان صفر شود از پل L18 و خازن EC168 و برای همین منظور استفاده شده است از مقاومت R1710 برای تخلیه جریان برگشتی سلف L18 استفاده شده است از مقاومت های R1881 و R1707 برای کنترل جریان راه اندازی گیت ماسفت استفاده می شود که از IC دریافت می شود مقاومت‌های R2913 ، R1867 و R1711 و خازن C1897 تشکیل مدار فیدبک را می دهند که برای پایه های ۷ و ۶ IC کنترلر ارسال خواهد شد خازن های EC167 و EC166 خازن های صافی می باشد این خازن ها مقدار جریان مورد نیاز برای سوئیچ زنی را فراهم می کنند

مدار تامین کننده ولتاژ VTT توسط مدار شکل زیر تامین خواهد شد همانطور که می بینید مدار این بسیار ساده است و نحوه کار کرده آن نیز ساده هستش IC RT9199 که یکی از IC های معروف مورد استفاده در مدارات VTT می باشد که اگر نگاهی به دیتاشیت این IC بیندازیم می‌بینیم که یک نوع رگولاتور متغیر می باشد

این IC یکی از ایده آل ترین انتخاب ها برای طراحی مدارات VTT می باشد نحوه کارکرد این IC به این صورت است که مقدار ولتاژ رفرنس آن برابر با ولتاژ خروجی آن خواهد بود پایه شماره 1 این IC ولتاژ ورودی می باشد که در اینجا برابر با 1.8ولت می باشد پایه 2 این IC گراند می باشد پایه شماره 3 ولتاژ رفرنس IC  را تامین می کند که همانطور که میبینید در اینجا با استفاده از تقسیم ولتاژ مشاهده مقدار ولتاژ 1.8ولت را به 0.9ولت تبدیل و به این پایه اعمال کرده است ولتاژ خروجی نیز از پایه ۴ این IC  دریافت می‌شود که برابر با 0.9 ولت می باشد این IC می‌تواند ماکزیمم تا ۲ آمپر جریان را در خروجی تحویل دهد تمام خازن های این مدار نقش صافی را بر عهده دارند

فرکانس کاری پردازنده(clock speed): یکی از مهمترین عوامل در انتخاب و خرید یک پردازنده سرعت کلاک (Clock Speed) آن است که برای همه هسته‌های آن معمولاً عددی ثابت است. سرعت پردازنده نشانگر تعداد عملی است که یک هسته می‌تواند در هر ثانیه انجام دهد و واحد آن هرتز (Hertz) است که معمولاً به صورت مگاهرتز (MHz) یا گیگاهرتز (GHz) بیان می‌شود.

حافظه نهان یا کش(cash): مورد دیگری که معمولاً از سرعت نیز بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد، حافظه نهان (Cache) پردازنده است. حافظه کش می‌تواند دارای چند لایه باشد که با حرفL نشان داده می‌شود. معمولاً پردازنده‌ها تا ۳ لایه حافظه نهان دارند که لایه اول (L1) نسبت به دوم (L2) و دوم نیز نسبت به سوم (L3) دارای سرعت بیشتر و حافظه کمتری است. حافظه نهان معمولاً تا چند ده مگابایت می‌تواند فضا برای ذخیره کردن داشته باشد که هرچه این فضا بیشتر باشد، قیمت پردازنده نیز بالاتر خواهد رفت.

حافظه کش وظیفه حفظ داده را دارد و به دلیل اینکه سرعت آن بیشتر از حافظه RAM است، بنابراین تاخیر در اجرای دستورات را بسیار می‌کاهد. پردازنده برای بدست آوردن داده، ابتدا حافظه نهان خود را چک می‌کند و در صورتی که در آن حافظه، داده مورد نظر وجود نداشته باشد به سراغ حافظه اصلی می‌رود. به این صورت حافظه نهان بر روی سرعت پردازنده تاثیر زیادی دارد.

هسته‌های پردازشی(cores) :هسته‌های پردازنده، در واقع پردازنده‌های مستقلی هستند که هر یک به صورت جداگانه دستورات را پردازش می‌کند. امروزه پردازنده‌ها معمولاً دارای بیش از یک هسته هستند که به کاربران این امکان را فراهم می‌کنند که مجموعه دستورات یا برنامه‌های خود را با استفاده از پردازش موازی (Parallel Computing) سریع تر از قبل اجرا کنند. البته داشتن هسته‌های بیشتر به معنای افزایش کارایی کلی پردازنده نیست. چون بسیاری از برنامه‌ها هنوز از پردازش موازی استفاده نمی‌کنند. یعنی عملاً سایر هسته‌ها، کار به مراتب کمتری نسبت به یک هسته انجام می‌دهند.

البته با تکنولوژی‌هایی مثل هایپرتریدینگ (Hyper Threading) یک هسته، خود به چندین هسته مجازی تقسیم می‌شود.

هسته یعنی چه؟

شاید چند سال قبل, برای شرکت های بزرگی مثل اینتل و یا AMD  برای اینکه رضایت مشتریان را جلب کنند در صدد این بودن که پردازنده های جدید با سرعت بالاتر را روانه بازار کنند اما به دلیل اینکه نمی شود سرعت کلاک پالس یک پردازنده را بیشتر کرد پس به همین دلیل این شرکت ها تکنولوژی جدید چند هسته ای را رونمایی کردند. در کل لازمه که بگم ما دو نوع هسته داریم:

– هسته فیزیکی یا همان واقعی

– هسته مجازی یا Threading

شما فرض کنید که یکCPU  دو هسته ای دارای ۲.۴GHz  گیگاهرتز سرعت می باشد. این یعنی اینکه ۲ عدد CPU با سرعت مجزای ۲.۴ گیگاهرتزی،

تفاوت پردازنده های لپ تاپ با کامپیوتر

۱. توان مصرفی پردازنده های لپ تاپ کمتر هستش و به فن ضعیف تری نیاز دارد . چون در لپ تاپ محدودیت توان داریم ( باتری ) اما درPC  اینطور نیست و با برق شهر بدون محدودیت مدارات به صورت پیوسته در حال کار کردن هستند.
۲. فرکانس کاری پردازنده های لپ تاپ کمتر از پردازنده های کامپیوتر رو میزی هستش . هر چی فرکانس بالاتر باشد یعنی سرعت قطع و وصل ترانزیستور های داخل پردازنده بیشتر می شود و این یعنی استهلاک و در نتیجه گرما و از آنجا که نمی شود در لپ تاپ فن بزرگ جاساز کرد میان فرکانس کاری را کم در نظر می گیرند که به مشکل نخورند .
۳. در بعضی از پردازنده های لپ تاپ به دلیل اینکه جا برای چیپ های دیگر نیست ، چیپ های گرافیکی ، کنترل کننده حافظه ، انکدر و دیکدر های صوتی و تصویری روی همون قالب پردازند می باشند .
در کل پردازنده های لپ تاپ به نسبت ضعیف تر طراحی می شوند .

معماریCPU  ها چیست؟

نسل اول CPU هایCore I

کمپانی اینتل برای پردازنده های نسل جدیدش اسم یا کدNehalem  را برگزید. این معماری در نوامبر ۲۰۰۸ به همراه ۳ پردازنده جدید با نام های Core i3 , Core i5  وCore i7  معرفی شد. معماریNehalem  برای پردازندهcore i7  دارای ۵ اسم یا کد هست : کدهای Gulf town ، Bloomfield  وLynnfield برای کامپیوتر های رومیزی و کدهای Clarks field وArmadale   برای لپ تاپ

نسل دوم Sandy Bridge  چیست؟

معماری سندی بریج یک اسم و یک کد می باشد. اما حالا می رسیم به اینکه تفاوت این نسل با نسل قبل یعنی همون نهالم در چیست؟ در اصل تفاوت در این است که در معماریSandy Bridge  یک چیپ گرافیکی روی CPU  قرار گرفته است. همچنین تکنولوژی ساخت ۴۵ نانومتر هم به ۳۲ نانومتر تغییر کرده است.. به دلیل اینکه پردازنده گرافیکی و کنترل کننده حافظه روی یک قالب هست ، سرعت دسترسی به اطلاعات بیشتر و تاخیر در حافظهRAM  کمتر شده . تکنولوژی توربو بوست در معماری نهالم هم هست اما نسخه اول آن . در سندی بریج توربو بوست نسخه ۲ رونمایی شد که تا ۲۰ درصد قدرت پردازنده را افزایش می دهد .

نسل سوم Ivy Bridge  چیست؟

یکی دیگر از این بهبودهای ای وی بریج این است که ۲۰ درصد انرژی کمتری مصرف می کند اما این را هم در نظر داشته باشید که ۲۰ درصد هم عملکرد بهتری نسبت به نسل قبل یعنی سندی بریج دارد. و در اخر اینکه تکنولوژی ساخت این نسل از ۳۲ به ۲۲ نانومتر تغییر کرده

معرفی یکسری از حروف درج شده بر روی پردازنده ها :
در پردازنده های کامپیوتر رومیزی حرفk  نشان دهنده اینه کهCPU  به اصطلاحUnlocked  است یعنی قفل نشده و کاربر می تواند عمل اورکلاک را انجام بدهد .
حرف S در پردازنده هایPC  به معنی پردازنده کم مصرف است
حرفT  در پردازنده هایPC  به معنی پردازنده خیلی کم مصرف است
حرفX  نشان دهنده نسخهExtreme  است که در یک خانواده از پردازنده ها ، پردازنده ای که با پسوند X  مشخص شده دارای سرعت کلاک بیشتری است . ضمن اینکه این پردازنده ها قابلیت اورکلاک را هم مثل پردازنده های با پسوندk  دارند . پردازنده هایcore i7  که پسوندX  دارند قطعا ۴ هسته ای به بالا هستند .
حرفM  در پردازنده های لپ تاپ استفاده می شود و ابتدای کلمهMobile  به معنی سیار یا همراه است .

حرفQ  که در پردازنده های لپ تاپ استفاده می شود ابتدای کلمهQuad  به معنی ۴ هسته ای است .
حرفL  در پردازنده های لپ تاپ ابتدای کلمهLow Power  به معنی کم مصرف است .
حرفE  در پردازنده های لپ تاپ ابتدای کلمهEmbedded  به معنی جاساز شده است . سیستم هایEmbedded  به سیستم هایی گفته می شود که همه چیز آن از قبل با هم تنظیم شده و برای تعویض قطعه ای از روی بورد باید لحیم قطعه را جدا کنید . پردازنده هایEmbedded  معمولا کم مصرف تر از دیگر پردازنده ها هستند ، حجم کمتری دارند و روی بورد لحیم می شوند.

حرفU  در پردازنده های لپ تاپ ابتدای کلمهUltra Low Power  به معنی خیلی خیلی کم مصرف است . این پردازنده ها در یک خانواده جزء پردازنده هایی با کمترین سرعت کلاک پالس هستند .

IC I/O یکی از مهمترین IC های مادربرد ها می باشد که وظایف بسیار زیادی را بر عهده دارد که اگر بخواهیم تمام وظایف این IC را به طور خلاصه بیان کنیم اینگونه می توانیم بگوییم که این آیسی وظیفه کنترل تمامی ورودی خروجی ها را بر عهده دارد البته وظایف این IC فراتر از چیزی که گفته شده است در واقع این IC با توجه به اینکه حجم بالایی از دیتا را پردازش می کند در نوسانات نا چیز ولتاژ و جریان های لحظه ای و… به راحتی آسیب دیده و می سوزد که نیاز است تعویض شود تا مادربرد یا لپ تاپ دوباره قابل استفاده باشد نکته مهمی که در زمان تعویض این IC باید مد نظر داشته باشیم این است که این IC شماره خاصی دارد که باید حتما با مدل خودش جایگزین شود

معمولا در ردیف اول این IC نام شرکت سازنده برای مثال ITE

در ردیف دوم مدلی آن نوشته می شود برای مثالIT8512E

در ردیف سوم هم کدهای مخصوصی نوشته می‌شود که برخی از ویژگی های آی سی را تعیین می کنند

در زمان تعویض این IC باید این ۳ ردیف مدل که گفته شد حتما به نمونه ای که قصد تعویض داریم یکی باشد در غیر این صورت ممکن است مادربرد استارت نشود و اگر هم استارت شود بوت نخواهد شد و اگر هم در مواردی بوت هم شود ممکن است برخی از قسمت‌های لپ تاپ یا مادربرد به درستی کار نکند یا لپ تاپ هنگ کند به همین دلیل تعویض این آیسی و پیدا کردن شماره و مدل دقیق آن ممکن است در مواردی مشکلاتی به وجود آورد ما در اینجا برخی از مدلها و مشابه آنها را قرار دادیم که می توانید در زمان تعمیرات از آنها به جای یکدیگر استفاده نمایید.

نویسنده : مهندس عیسی رشوند

جهت مشاهده دوره های آموزشی بر روی این لینک کلیک نمایید.

جدیدترین اخبار مجموعه فرازنتورک را در این صفحه اجتماعی دنبال کنید.