微波EDA网,见证研发工程师的成长!
首页 > 硬件设计 > MCU和DSP > Intel Haswell的秘密武器:整合稳压器

Intel Haswell的秘密武器:整合稳压器

时间:11-29 来源:3721RD 点击:

Haswell是 Intel钟摆战略(Tick-Tock)中Tock一环,意味着架构升级,而Haswell的目标不仅仅是性能提升,Intel也非常注重 Haswell架构的能效,之前在IDF上演示过功耗只有7.5W的Haswell处理器,这是因为Haswell有强大的秘密武器--VRM供电模块。

VRM是集成式电压调节模块(integrated voltage regulator module)的缩写,在之前的Haswell架构前瞻一文中我们已经简单介绍了这个功能,Intel之前的处理器调压模块有Core、显卡、SA、I/O、PLL电路之分,现在统一为输入VR,Intel的称呼是FIVR(全集成式电压调节模块)。

日本PC Watch专栏作者后藤弘茂撰文介绍了Haswell的VRM模块的秘密,简单来说就是Haswell的VRM模块集成度更高,而且供电相数大幅扩张,可以为CPU提供更精确的供电,在不需要高性能运算的时候还可以减少供电,节约能源。

现在的产品中,VRM供电模块是集成在主板上的。为了提高对CPU的供电效率,主板厂商往往使用多相供电,技嘉的Z77X-UP7主板供电高达32相,今年的台北电脑展上华硕还展示了40相供电的主板,不过主板上的供电模块调压精度是达不到Intel要求的,所以Haswell中开始将VRM模块集成到CPU内。

在Haswell处理器电路中有一个2.8mm2的功耗单元(Power Cell),它相当于一个mini的VR调压器,每个功耗单元可通过25A电流,而且支持多达16相供电,而每个处理器上可以有20个这样的功耗单元,理 论上每个处理器最多可以有320相供电,这个数值远高于主板厂商的供电设计,可以为CPU提供非常精确的供电。

得益于Intel 22nm工艺的先进性,这个以往看似不可能的任务终于在Haswell架构上完成了。

FIVR可以独立调节每个内核、显卡核心、SA系统助手以及内部的I/O总线等各个部分电路的供电,不需要的部分就可以独立关闭。一个例子就是 视频播放,此时并不需要多少CPU功能参与,只要GPU解码就可以了,FIVR就可以在保持Ring-Bus总线全速运行的情况下关闭CPU供电,只让 GPU参与。

未来Intel希望处理器内建FIVR功能(现在还需要专门的Power Cell单元),这样可以提供更精确的调压模块,功耗还会进一步降低。这种设计会对用于超极本的Broadwell处理器很有用,不过用于智能手机和平板 的处理器也会因此受益,特别是后一种情况将提高Intel与ARM处理器竞争的砝码,虽然目前的32nm工艺的Atom处理器在功耗上已经比Tegra 3四核有优势了,不过Intel还不能放松。


电源管理从外置到内置、从粗糙到精细


Haswell整合稳压器与传统对比示意图


Haswell四核心架构示意图(预估)

Copyright © 2017-2020 微波EDA网 版权所有

网站地图

Top