что такое llc в материнской плате
Что такое LLC и почему материнские платы MSI Z370 — лучший выбор для оверклокеров?
С самого первого дня разработки материнских плат мы всегда старались обеспечить клиентов наилучшей производительностью. И в этом нам помогает LLC. Возможно, вам уже доводилось слышать о LLC или функции Load-Line Calibration, но что это такое и чем она может вам помочь? В этой статье мы вкратце опишем Load-Line Calibration и расскажем, как она помогает получить максимум от производительности вашего игрового компьютера на базе MSI X399, X370, B350, X299, Z270 или новой материнской платы Z370 GAMING. Мы также остановимся на значимости функции в деле максимального разгона вашего процессора.
Глава 1: Зачем нужна функция LLC?
До появления функции LLC при разгоне нам постоянно приходилось иметь дело с крайне неприятным явлением, известным как «падение напряжения» или Vdroop. Vdroop приводит к небольшому падению напряжения на процессоре при увеличении нагрузки. Системе не удается поддерживать стабильное напряжение vCore, необходимое для работы в режиме разгона. При увеличении нагрузки напряжение на процессоре начинает падать, что часто приводит к появлению сбоев в работе и «синих экранов смерти. Vdroop — неприятный сюрприз, особенно когда вам кажется, что вы нашли идеальные параметры для максимального разгона.
Давайте рассмотрим такой пример: вы установили напряжение vCore на процессоре равным 1,3 В, чтобы достичь стабильного поведения системы на частоте 5000 МГц. Система прекрасно себя ведет в простое и при незначительной нагрузке. Однако тестирование системы под серьезной нагрузкой, например в таких приложениях как Prime95 (как при наличии, так и в отсутствие AVX), приводит к просадке напряжения до 1,27 В (или даже меньшего значения) и нестабильной работе системы: странному поведению компьютера в приложениях и играх, а позже к сбоям системы. Подняв напряжение до более высоких значений в простое, вы значительно увеличите температуру процессора, что в свою очередь ускорит его деградацию при разгоне. Кроме того, при увеличении частоты процессора за счет изменения множителя пропорционально увеличивается и напряжение на нем, однако происходящее при этом незначительное падение напряжения создает определенные препятствия для успешного разгона.
Борьба с падением напряжения для борьбы с просадкой напряжения была специально придумана функция LLC (Load-Line Calibration). Функция увеличивает напряжение vCore, чтобы компенсировать его просадку при высокой нагрузке (точно также как при ручной настройке). Это позволяет нивелировать разницу напряжения на процессоре в простое и под нагрузкой. LLC является незаменимой функцией, когда речь идет об использовании разогнанной системы в круглосуточном режиме. Однако прежде чем включать параметр LLC в настройках BIOS системы, дочитайте эту статью до конца.
Глава 2: Различные уровни LLC
Поскольку дизайн цепей питания каждой материнской платы индивидуален, невозможно создать один параметр, который может компенсировать просадку напряжения vCore на любой модели. Очевидно, технического решения, прекрасно работающего на платах с невысоким энергопотреблением, будет недостаточно для сверхсовременных высокопроизводительных плат (предназначенных для геймеров и разгона) с другими фазами питания и высококачественными компонентами. С другой стороны, функция LLC для сверхсовременных материнских плат может привести к нежелательному результату на слабых моделях плат, а именно к чрезмерно высокому напряжению. Таким образом, поскольку каждая материнская плата и процессор могут по-разному реагировать на действия LLC, сложно разработать одну универсальную функцию LLC, которая бы подходила для всех плат. Именно поэтому в настройках функции LLC в BIOS представлено большое количество параметров: 0 %, 25 %, 50 %, 75 %, 100 %.
Z370 GAMING PRO CARBON AC оборудована 10-фазной цепью питания и функцией LLC для комфортного разгона
Возьмем плату MSI Z370 GAMING PRO CARBON AC и процессор Intel i7-8700K и на их примере покажем процесс устранения падения напряжения. Установим параметр CPU Loadline Calibration Control в BIOS в самый агрессивный режим Mode 1. Теперь установим напряжение vCore в 1,3 В и разгоним процессор до 4,8 ГГц. Запускаем тест Prime95.
Включение функции LLC на материнской плате Z370 GAMING PRO CARBON AC
LLC поддерживает напряжение на процессоре в 1,3 В при нагрузке (нажмите для увеличения изображения)
Как видите, напряжение vCore под нагрузкой сейчас составляет 1,304 В, что точно соответствует установленному в BIOS значению. Здесь же видно, что напряжение vCore при простое также равно 1,304 В. Пример показывает, что LLC это отличное решение для любого оверклокера, позволяющее сильно разогнать систему и получить максимальную стабильность процессора. Таким образом, LLC — ваш лучший друг, если вы задумались о разгоне 🙂 Для материнской платы, которую мы только что протестировали, доступен только один параметр функции LLC — Mode 1. Однако как мы отметили выше, другим моделям материнских плат может быть доступно больше параметров LLC. Какие же параметры использовать, чтобы напряжение под нагрузкой полностью соответствовало требуемому?
Глава 3: LLC в действии: не переусердствуйте
При включении LLC важна тонкая настройка. Выясните какие настройки наиболее оптимальны для вашей системы, чтобы избавиться от падения напряжения и в то же время избежать чрезмерного повышения напряжения при простое. В большинстве случаев 50 % или 75 % LLC должно быть достаточно. Экстремальные оверклокеры могут попробовать включить параметр в 100 %, что в большинстве случаев приведет к значительному повышению напряжения в простое и незначительному — под нагрузкой. Поиск оптимальных настроек – это ключ к получению стабильности при разгоне в любых условиях. Однако будьте аккуратны при повышении напряжения, если планируйте использовать систему в круглосуточном режиме, поскольку как было сказано выше, работа при повышенном напряжении приводит к быстрому деградированию процессора и сокращению срока его службы. Несмотря на то, что функция LLC незаменима при разгоне, будьте аккуратны при ее использовании, так же как и при обычном увеличении напряжения vCore на процессоре.
Вы также можете использовать LLC при включении секундного разгона Game Boost
Заключение
При разгоне системы, особенно если вы планируйте использовать ее в круглосуточном режиме, всегда проверяйте наличие функции LLC в BIOS вашей материнской платы и при наличии обязательно включайте ее. LLC может помочь вам выжать несколько лишних сотен мегагерц из вашей системы и улучшить стабильность при разгоне. Однако исходя из общих соображений безопасности при разгоне, будьте аккуратны при использовании функции LLC. На некоторых материнских платах и в определенных конфигурациях может наблюдаться излишне высокое напряжение на процессоре, что приводит к быстрой его деградации (также зависит от используемой системы охлаждения). Функция LLC особенно важна на Z370, предназначенных для 6-ядерных процессоров, требующих идеальной высокоскоростной подачи энергии.
LLC делает нашу жизнь проще — убедитесь в этом сами!
К счастью, все материнские платы MSI Z370 поддерживают LLC и готовы сделать любой процессор Coffee Lake еще мощнее. Доступные модели:
Различные виды VRM материнской платы — какие бывают топологии и что выбрать
Содержание
Содержание
Современные процессоры потребляют огромное количество энергии, а у новых поколений наблюдается тенденция к увеличению мощности. Производителям материнских плат приходится все больше наращивать параметры VRM, при этом сохраняя высокое качество питающего напряжения. В модулях регулятора напряжения используют различные топологии и технические ухищрения. Давайте разберем основные виды — оценим их преимущества и недостатки.
VRM является многоканальным импульсным преобразователем — его общая мощность делится равномерно между фазами, благодаря чему снижается нагрузка на каждую из них и облегчается температурный режим. Такая схема дает производителям карт-бланш на увеличение количества фаз, чтобы в конечном счете нарастить результирующую мощность. Подробнее об устройстве модуля регулятора напряжения и работе его функциональных элементов можно узнать в статьях «Из чего состоит VRM» и «Как работает VRM».
Классическая топология
В этой схеме количество фаз питания соответствует количеству каналов управления ШИМ-контроллера.
Каждый канал соединен с драйвером, а каждый драйвер — с парой электронных ключей (мосфетов). Последовательно с нагрузкой (процессором) и конденсатором С к средней точке ключей подключается индуктивность (дроссель) L.
ШИМ-контроллер формирует на выходах импульсы управления, смещенные по времени друг относительно друга (со сдвигом по фазе). В результате фазы питания VRM работают поочередно. Это приводит к кратному увеличению частоты пульсации, равной количеству фаз питания. При высокой частоте сглаживание происходит более эффективно:
Затем импульсы поступают на драйвер, который преобразуют их в два сигнала управления мосфетами. Для исключения сквозных токов (когда один ключ открывается, а второй еще не успел закрыться) сигналы управления формируются с небольшой задержкой (DeadTime). Электронные ключи поочередно подключают вход сглаживающего LC-фильтра к блоку питания или корпусу. На выходе все фазы соединяются в одну точку, где их токи суммируются в результирующий.
Классическая топология применяется в материнских платах, предназначенных для ЦП с умеренным энергопотреблением. Но если использовать качественную элементную базу (хорошие мосфеты с низким сопротивлением канала и быстрым временем переключения), то этот тип VRM подойдет и для высокопроизводительных процессоров.
Рассмотрим на практике. Модуль регулятора напряжения материнской платы GIGABYTE B450 I AORUS PRO состоит из четырех полноценных фаз питания процессора.
А в MSI B450I Gaming Plus AC применяются шесть «настоящих» фаз.
Топология с умножителями фаз питания
Идея заключается в том, что общее количество фаз питания VRM может быть в два, а то и в четыре раза больше количества управляющих каналов ШИМ-контроллера. Это достигается за счет применения умножителей фаз. В качестве примера разберем топологию с удвоителями (даблерами).
Сигнал управления сначала поступает на удвоитель, и только потом — на драйвера двух отдельных фаз питания. Импульсы следуют поочередно, а частота на каждом из выходов будет вдвое меньше частоты на входе.
Получается, что восьмифазный VRM с четырехканальным ШИМ-контроллером, работающим на частоте 800 кГц с удвоителями по всем параметрам соответствует восьмифазному VRM с восьмиканальным контроллером, работающим на частоте 400 кГц без удвоителей.
Из временной диаграммы видно, что в первом случае каждая фаза питания работает вдвое реже, а нагрузка на нее будет ниже. Это позволяет, с одной стороны, сэкономить на радиоэлементах — результирующая мощность та же, как и в случае классической топологии. А с другой стороны, увеличить нагрузку на каждую фазу и получить более высокие выходные параметры.
В материнской плате ASUS ROG STRIX B550-F GAMING используется шестиканальный контроллер, при этом четыре фазы утраиваются, а две — обычные. Суммарно получаем 14 фаз.
Топология с усиленными фазами питания
Существует не совсем честный способ умножения фаз питания VRM, в котором не используются даблеры. К каждому выходу канала ШИМ-контроллера параллельно подключаются два драйвера и две фазы питания — обычно их называют усиленной фазой. Преимущество в том, что из недорогих компонентов и менее производительных фаз простым увеличением их количества можно получить мощный модуль регулятора напряжения.
Некоторые производители реализуют именно такое решение. Например, компания ASUS применила усиленные фазы в материнской плате Z390 Maximus XI Hero.
Из диаграммы видим, что каждая пара цепей питания усиленной фазы работает одновременно, то есть без сдвига. Частота переключения мосфетов вдвое выше, чем в схеме с использованием даблеров. Поэтому эффективность работы модуля регулятора напряжения снизится, если применять мосфеты с невысоким быстродействием.
При выборе материнской платы неправильно считать общее количество фаз питания по количеству дросселей. Маркетологи в спецификациях часто указывают 16, 20 или более фаз, а ШИМ-контроллер оказывается восьмиканальным. На самом деле производители используют умножители или просто усиленные фазы, выдавая каждую линию за полноценную.
Топология 1N2L
Топология включения электронных ключей в этой схеме подразумевает использование в верхнем плече коммутатора одного, а в нижнем — двух параллельно соединенных мосфетов.
Чтобы понять, зачем вообще это нужно, разберем, какие процессы происходят в сглаживающем LC-фильтре.
Во время прямого хода преобразователя ток начинает протекать по цепи: «плюс» источника питания (12 В), открытый мосфет верхнего плеча, индуктивность L (дроссель), конденсатор и далее на «минус» источника питания.
Известно, что ток через индуктивность не может изменяться скачком. Он будет увеличиваться линейно, накапливая энергию в дросселе. Скорость нарастания зависит от напряжения, приложенного к дросселю. Это разница между напряжением источника питания (12 В) и выходной «напругой» сглаживающего фильтра (примерно 1,3 В). Запомним эту величину (10,7 В), она пригодится позже.
Во время обратного хода ток движется от «плюса» дросселя, через конденсатор и открытый мосфет нижнего плеча на «минус» дросселя.
Дроссель отключается от питания и сам становится источником тока. Полярность его ЭДС меняется на противоположную. По мере разряда (при этом энергия используется для питания нагрузки) ток постепенно спадает с дросселя. Величина ЭДС равна сумме выходного напряжения сглаживающего LC-фильтра (1,3 В) и падения напряжения на открытом мосфете нижнего плеча (примерно 1 В). Она составит 2,3 В — это значительно меньше, чем 10,7 В во время прямого хода.
Получается, что нижнее плечо мосфета проводит в открытом состоянии намного больше времени, чем верхнее (при одинаковых токах через них). Поэтому и тепловыделение на нем будет больше. Чтобы снизить потери и увеличить КПД, производители ставят в нижнее плечо два параллельно соединенных мосфета.
Глядя на график зависимости тока дросселя от времени, может показаться, что во время прямого хода количество энергии, накапливаемое дросселем, меньше, чем отдаваемое им во время обратного хода. Но рассматривать эту величину нужно не в аспекте тока, а по мощности, то есть произведению тока на напряжение. Короткому циклу накопления энергии соответствует большее приложенное напряжение. В результате мощность, поглощенная дросселем при заряде, будет равна выделенной им мощности при разряде.
Топология 1N2L применяется, например, в материнской плате GIGABYTE X570 GAMING X. В верхнем плече установлен один мосфет 4C10N с максимальным током 40 А, а в нижнем — два мосфета 4C06N с током до 69 А у каждого.
Даже в классической топологии 1N1L в нижнем плече всегда стоит более мощный мосфет. У платы MSI Z490-A PRO в верхнем плече установлен ключ 4CO29N с максимальным током 46 А, а в нижнем — 4CO29N с током до 78 А.
Топология 2N2L
Из названия понятно, что топология подразумевает использование двух параллельно соединенных мосфетов в обоих плечах.
В предыдущем разделе мы выяснили, что для эффективной работы фазы питания электронный ключ нижнего плеча должен быть мощнее верхнего. Поэтому применение в верхнем плече сразу двух мосфетов косвенно намекает на их плохие технических характеристики: малую мощность и высокое сопротивление канала в открытом состоянии. Такая топология дает производителю возможность сэкономить, используя недорогие компоненты.
Разгон Matisse или в поисках предела. Обзор архитектуры Zen 2
Предисловие
Любой ручной разгон это отказ пользователя от гарантии на продукт и все действия совершаются на собственный страх и риск.
Одним из самых главных условий стабильности системы в разгоне, это правильно настроенные фазы и режим компенсации во время нагрузки. К счастью большинство материнских плат для процессоров Ryzen не обделены в настройках и позволяют пользователю достаточно гибко настроить систему.
Главными ингридентами этого салата являются :
CPU VRM switching frequency — включение автоматического или ручного режима управления частотой VRM модуля питания процессора. Задает рабочую частоту для преобразователя напряжения питания процессора. Чем она выше, тем более стабильным является напряжение питания на выходе. Однако увеличение частоты переключения транзисторов ведет к дополнительному нагреву компонентов модуля VRM. В большинстве случаев будет достаточно 400 кГц для мидл-сегмента и 600–800 кГц для сегмента топ-плат.
CPU Power Duty Control — модуль контроля компонентов каждой фазы питания процессора (VRM). На платах ASUS имеет два положения:
В первом случае количество работающих фаз будет обусловлено нагрузкой на процессор и в большинстве случаев все фазы одновременно будут редко задействованы. Во втором же режиме мы принудительно задействуем все фазы для любой нагрузки. По моему мнению именно второй режим будет оптимален.
На платах MSI и других вендоров названия могут варьироваться, но суть останется та же. К примеру, на MSI доступны режимы Thermal Balance и Current Balance.
CPU Current Capability — обеспечивает широкий диапазон суммарной мощности и одновременно расширяет диапазон частот разгона. В платах ASUS мое предпочтение это 120–130%.
Load line calibration (LLC) — управление надбавочным напряжением процессора во время нагрузки. Существует, чтобы обеспечить большую стабильность при разгоне и компенсировать колебания высокого и низкого напряжения (поддерживать линию напряжения на CPU больше стабильной).
Ничто не разрушает компонент ПК быстрее, чем нестабильность. Когда ваша система работает на холостом ходу, она отлично выдерживает напряжение, установленное в UEFI. Однако при тяжелой нагрузке напряжение вашего процессора падает и повышается во время бездействия. Своего рода качели, которые имеют Vdroop.
В разгоне Vdroop может вызвать проблемы со стабильностью, поскольку процессор потребует определенного уровня напряжения для поддержания заданной/требуемой частоты. Установка правильных калибровочных значений нагрузки может исправить это.
Ключевой особенность LLC является обеспечение дополнительного напряжение при увеличении нагрузки и только при необходимости, сохраняя при этом максимальное значение Vcore, которое вы установили. Это гарантирует, что вы только компенсируете «потерянное» напряжение и не вызовет «перевольтаж».
Четкой рекомендации, какой уровень выставить, я дать не могу, потому что каждая материнская плата у каждого вендора является индивидуальностью, но подсказку дам.
Читаем обзор вашей материнской платы и смотрим на результаты тестирования режимов LLC. Нас будет интересовать режим, который делает Vdroop самым маленьким (отрицательным), но, ни в коем случае не положительным, ибо это повлияет на срок службы процессора и VRM материнской платы.
CPU Over Voltage Protection, CPU Under Voltage Protection и CPU VRM Over Temperature Protection мы оставляем в автоматическом режиме, это защита компонентов от «выгорания».
Ручная установка множителя
Оптимальный режим для процессоров без суффикса «Х» поколения Zen и Zen+. И наверно это самый банальный способ разогнать процессор, который в большинстве случаев не потребует углубленных знаний.
Устанавливаем CPU Core Ratio, он же множитель. Для процессоров поколения Zen рекомендуемые значения находятся в диапазоне 38–40.
И задаем напряжение для процессора именуемое CPU Core voltage. Точных значений ввиду того что каждый экземпляр имеет разные вольт-частотные характеристики нет. Подскажу диапазон 1,3–1,4 В. Дальше сохраняемся и идем в Windows тестировать. Я предпочитаю LinX, прогонов 5–10, объем памяти 6–8 Гбайт. Наблюдаем за температурами (Tdie) и напряжением CPU Core Voltage (SVI2 TFN) с помощью HWInfo. Максимально безопасные температуры находятся в диапазоне 70–80 градусов.
Если гаснет экран или компьютер перезагружается — недостаток напряжения, как и в случае, если LinX пишет об ошибке или есть невязки со знаком «+».
Precision boost overdrive + BCLK + Offset voltage ( процессоры Zen+ и Zen 2 с суфиксом «Х»)
Хочу сделать важную оговорку. В большинстве последних прошивок исчезло большинство настроек, которые нам потребуются для данного вида разгона. По моим наблюдениям рекомендуемые UEFI основаны на AGESA Pinnacle PI 1.0.0.0a–1.0.0.2c. Если нашли сейчас — отлично, пробуем.
Пакет Linx или же игра, если вас не интересуют нагрузки связанные с AVX. Мониторим частоты, напряжение и температуры. Если система зависла или нестабильна, идем в UEFI и увеличиваем наш оффсет с пункта 4 на шажок. Повторяем процедуру пока не получаем удовлетворительный результат либо снижаем Scalar и снова подбираем подходящее напряжение.
Если напряжение в HWInfo во время нагрузки больше 1,47 В, вам стоит вернуться в UEFI и перейти в режим CPU Offset Mode. Так же начинаем с самого минимального напряжения, ходим в Windows, чтобы проверить стабильность или результат и в случае чего возращаемся чтоб скорректировать оффсет.
Если вы с этим всем разобрались, то можете попробовать еще больше увеличить буст с помощью BCLK (если он, конечно, есть в меню UEFI). Диапазон значений 100–103 МГц.
Имейте ввиду, что изменение BCLK потребует и изменения рабочего напряжения.
В идеале с помощью данного метода реально добиться частот в однопотоке 4470 МГц, без каких либо угроз для жизни процессора.
Для обладателей ASUS ROG Crosshair VI, VII и VIII существуют пресеты, которые не требуют настройки первых трех пунктов. Эти пресеты именуются как Perfomance Enchancer. Вам нужно выбрать LVL 2 или 3, плюс задать напряжение процессору через оффсет. И собственно все.
Precision boost 2 + Offset voltage (Zen 2)
Очень интересная технология, которая не имеет пакетных ограничений, присутствующие в PBO. Единственное ограничение — температура процессора. Соответственно, чем холоднее процессор — тем больший буст будет и на одно ядро и на все ядра. Большой акцент в данном случае должен быть уделен вашей материнской плате (VRM), охлаждению и разумеется хорошо продуваемому корпусу:
Нюанс. Недостаток напряжения запускает в этом случае технологию Clock Stretcher, которая постоянно мониторит состояние напряжений относительно нагрузки и если замечена сильная просадка напряжения (Vdd drops) — технология спускает частоту, чтобы уберечь систему от сбоя.
Потому вам следует найти такое напряжение, которое позволит процессору выходить в максимальный буст, при этом напряжение не будет выше 1,45–1,47 В.
Undervoolt (Zen+ и Zen2)
Понижение напряжения («даунвольтинг» или «андервольтинг») — процесс, который позволяет уменьшить энергопотребление и тепловыделение, не влияя на производительность системы. То есть мы получаем маржу (запас) между текущими показаниями и заводскими лимитами. Этот запас мы можем сразу же использовать в виде возросших частот.
К счастью делается андервольт проще, чем предыдущие четыре строчки. Задаем CPU Core Voltage с помощью режима CPU Offset Mode + с самым минимальным значением. Сохраняемся и идем в Windows тестировать наш результат. Возможно, самое минимальное значение напряжение может оказаться недостаточным для получения частот, которые мы имели в стоковом состоянии процессора. Для этого мы пошагово добавляем оффсет и смотрим на наш результат.
Хочу обратить ваше внимание на один момент — оффсет у всех процессоров будет разный ввиду уникальности каждой модели процессора, как в плане характеристик кремния, так и в плане базовой точки напряжения от которой действует оффсет. То есть все процессоры уровнять не получится и дабы не ждать часами ответа на форуме с вопросом «от какого напряжения будет двигаться офсет?», мы выставляем самое минимальное значение оффсета и идем смотреть результат в HWInfo. Для наглядности я вам предоставлю формулу как выглядит результирующее напряжение. CPU Core Voltage (SVI2 TFN) = Base Core Voltage + Offset voltage в случае если вы выбрали оффсет положительный и CPU Core Voltage (SVI2 TFN) = Base Core Voltage – Offset voltage если вы выбрали отрицательный оффсет. Вот собственно и все.
И последнее, результат (функциональность) того или иного метода разгона будет зависеть от прошивки, а если быть точнее, от лени производителя материнских плат. Вам может быть дана функция оффсета, но она может не работать, будьте готовы и к такому повороту события. Безусловно, в этом случае форум будет самым главным вашим помощником.