Статья добавлена: 12.07.2019
Категория: Статьи
Модернизация компьютера. Расчет мощности БП.
Чтобы выяснить, можно ли модернизировать компьютер, сначала вычислите мощность, потребляемую его отдельными узлами, а затем определите мощность блока питания. После этого станет ясно, нужно ли заменять блок питания более мощным. К сожалению, эти расчеты не всегда удается выполнить, потому что многие фирмы-производители не сообщают, какую мощность потребляют их изделия. Довольно сложно определить этот параметр для устройств с напряжением питания +5В, включая системную плату и платы адаптеров. Мощность, потребляемая системной платой, зависит от нескольких факторов. Большинство системных плат потребляют ток около 5А, но будет лучше, если вы как можно точнее вычислите значение тока для вашей конкретной платы. Хорошо, если вам удастся найти точные данные для плат расширения; если их нет, то проявите разумный консерватизм и исходите из максимальной мощности потребления для плат адаптеров, допускаемой стандартом используемой шины.
Обычно превышение допустимой мощности происходит при заполнении разъемов и установке дополнительных дисководов. Некоторые жесткие диски, и другие устройства могут перегрузить блок питания компьютера. Обязательно проверьте, достаточно ли мощности источника +12В для питания всех дисководов. Особенно это относится к компьютерам с корпусом Tower, в котором предусмотрено много отсеков для накопителей. Проверьте также, не окажется ли перегруженным источник +5В при установке всех адаптеров. С одной стороны, лучше перестраховаться, а с другой - имейте в виду, что большинство плат потребляет меньшую мощность, чем максимально допустимая стандартом шины.
Многие пользователи компьютеров заменяют блок питания только после того, как он сгорит. Конечно, при ограниченном бюджете принцип "не сломался - не трогай" в какой-то мере оправдан. Однако часто блоки ломаются не совсем: они продолжают работать, периодически отключаясь или подавая на свои разъемы нештатные значения напряжений. Компьютер при этом работает, но его поведение абсолютно непредсказуемо. Вы будете искать причину в программе, хотя действительным виновником является перегруженный блок питания.
Опытные пользователи персональных компьютеров предпочитают не применять метод расчета мощности. Они просто покупают компьютеры с высококачественным источником питания, рассчитанным на 300 или 350 Вт (или устанавливают такой источник самостоятельно) и затем при модернизации системы не задумываются о потребляемой мощности. Если вы не планируете собрать систему с шестью дисководами HDD и дюжиной других внешних устройств, то, вероятно, не превысите возможности такого блока питания.
В большинстве совместимых блоков питания выходная мощность колеблется от 150 до 300 Вт. Блоки малой мощности непрактичны, и при желании вы можете заказать блок питания мощностью до 500 Вт, который будет вполне соответствовать вашим потребностям. Блоки питания мощностью более 300 Вт предназначены для тех энтузиастов, которые "набивают" системы Desktop или Tower всевозможными устройствами. Они могут обеспечить работу системной платы с любым набором адаптеров и множеством дисковых накопителей. Однако превысить паспортную мощность блока питания вам не удастся, потому что в компьютере просто не останется места для новых устройств.
Параметры блоков питания. Качество блоков питания определяется не только выходной мощностью. Опыт показывает, что, если в одной комнате стоит несколько компьютеров и качество электрической сети невысокое (часто пропадает напряжение, возникают помехи и т.п.), системы с мощными блоками питания работают гораздо лучше систем с дешевыми блоками, устанавливаемыми в некоторых моделях невысокого класса. Обратите внимание, гарантирует ли фирма-производитель исправность блока питания (и подключенных к нему систем) при следующих обстоятельствах:
- полном отключении сети на любое время;
- любом понижении сетевого напряжения;
- кратковременных выбросах с амплитудой до 2500В (!) на входе блока питания (например, при разряде молнии).
Хорошие блоки питания отличаются высоким качеством изоляции: ток утечки - не более 500 мкА, что бывает важно в том случае, если сетевая розетка плохо заземлена или вовсе не заземлена. Как видите, требования, предъявляемые к высококачественным устройствам, очень жесткие. Разумеется, желательно, чтобы блок питания им соответствовал.
При покупке компьютера (или замене блока питания) необходимо обратить внимание на целый ряд параметров источника питания.
Статья добавлена: 12.07.2019
Категория: Статьи
Бессвинцовые технологии пайки. Проблемы и их решения.
Как же избежать дефектов при ручной пайке компонентов, выполненных по бессвинцовой технологии?. Существует мнение о том, что компоненты, не содержащие свинца, требуют особых технологий ручной пайки. Такая точка зрения распространена и среди разработчиков, производителей электронной техники и специалистов, занимающихся ремонтом. Все ведущие производители единодушны в том, что большинство Pb-free компонентов полностью совместимы со стандартными технологиями ручной пайки оловянно-свинцовыми припоями. Совместимость с требованиями RoHS, так же как и знак «Pb-free» не означают, что элемент необходимо паять обязательно бессвинцовым припоем. Но в процессе пайки необходимо предотвратить термодиструкцию электронных компонентов (эта неприятность может возникнуть потому, что большинство из «Pb-free» припоев имеют повышенную температуру плавления, которая несовместима с максимальной температурой пайки выбранных компонентов). Специалисты по технологиям пайки и паяльному оборудования утверждают, что если выполнять ряд рекомендаций для ручной пайки (см. далее), то качество пайки и компоненты электронных схем не пострадают.
Для ручной пайке, необходимо выбирать паяльные станции, обладающие достаточным запасом мощности, термостабильностью и возможностью поддержания постоянной температуры при работе на более высоких уровнях, необходимых для бессвинцовых материалов. Так как температура плавления бессвинцового припоя выше, чем у свинцовосодержащего, температура жала должна быть примерно 343°C (свинцовый припой требовал 315°C). В таком режиме долговечность традиционных паяльных жал резко снижается и поэтому, в процессе пайки, необходимо использовать насадки, разработанные специально под «Pb-free» пайку. Современные паяльные станции обеспечивают приведенные выше требования, но при работе с бессвинцовыми припоями, для соблюдения необходимых температурных профилей некоторых компонентов, имеет смысл быстрее убирать жало пальника с места пайки. Смачиваемось у бессвинцовых материалов хуже, чем у свинцовосодержащих. Кроме того, у них хуже окисляемость во время пайки, наблюдается образование кристаллических нитей и пр..
Статья добавлена: 12.07.2019
Категория: Статьи
Особенности схем оптоэлектронных устройств (CD, LD), меры предосторожности при их обслуживании.
Существуют два основных типа источников излучения (полупроводниковых излучателей когерентного света), удовлетворяющие требованиям современных оптоэлектронных устройств, которые широко используются в настоящее время:
- светоизлучающие диоды (CD);
- полупроводниковые лазерные диоды (LD).
Основной отличительной чертой между светодиодами и лазерными диодами является ширина спектра излучения. Светоизлучающие диоды имеют широкий спектр излучения, в то время как лазерные диоды имеют значительно более узкий спектр. Оба излучающих устройства компактны и хорошо согласуются со стандартными электронными схемами.
Лазеры и особенно СD - излучают интенсивное инфракрасное излучение, невидимое для человеческого глаза. Излучение может постепенно воздействовать на сетчатку глаза и приводить к ее повреждению и даже к потере зрения. Нельзя допускать попадания излучения из источника или из волокна, подключенного к источнику, в глаз. Перед осмотром выходного отверстия источника или волокна, убедитесь, что источник излучения отключен. Включен источник или нет зрительно не видно поэтому необходимо быть предельно осторожным. Прежде всего, перед работой по ремонту оптической системы, необходимо познакомиться с мерами предосторожности, которые необходимо соблюдать, чтобы не нанести вред своему зрению. Приступая к настройке и диагностике, необходимо сначала познакомиться с рядом особенностей, связанных с обслуживанием любых лазерных устройств.
Нанесенный на лазер желтым цветом знак «CAUSION» («предостережение») означает, что немедленное закрывание глаз защитит глаза от повреждения. Нанесенный на лазер красный знак «DANGER» («опасно») предупреждает, что даже кратковременное попадание луча в глаза опасно. Если вы видите символ лазера (рис. 1) – это предупреждение об опасности, с которой можно столкнуться при техническом обслуживании оборудования.
Кроме обычных мер предосторожности, предусматриваемых при обслуживании электронных схем, эксплуатация лазера требует некоторого специального, особого внимания. Как и любой источник высокоинтенсивного излучения, лазерный луч при прямом воздействии может вызвать повреждение глаз или ожоги кожи. К тому же луч лазера обычно человеческий глаз не видит. Для специалистов по обслуживанию таких устройств, которым в процессе ремонта приходится добираться до внутренних схем, и работать при включенном питании лазера (устранив блокировки, зажав переключатели и т.д.). В этих случаях следует, конечно, соблюдать особую осторожность. Необходимо отметить, что большая часть фирм-изготовителей, разработала ряд знаков, предупреждающих о наличии лазерного излучения (обычно это треугольник с яркой звездой внутри него). Кроме потенциально опасных лучей, лазер создает сильное электромагнитное излучение, которое, не являясь опасным для человека, оказывает отрицательное воздействие на наручные часы, магнитные ленты и т.д. Лазерные диоды, так же, как МОП и КМОП интегральные микросхемы, чувствительны к статическому электричеству. Поэтому и обращаться с ним следует соответствующим образом. Для предотвращения выхода из строя лазерного диода при транспортировке, фирмы-изготовители «закорачивают» выводы лазерного диода каплей припоя. После установки оптического преобразователя и подключения разъема необходимо удалить припой в месте «закорачивания» выводов. Точка, в которой необходимо удалить припой, указывается в паспорте оптического преобразователя.
В случае снятия блокировок категорически запрещается смотреть непосредственно в объектив при включенном питании. Осматривать объектив следует со стороны, на расстоянии не менее 30 см. Для измерений и проверки функционирования используется в основном та же самая измерительная аппаратура, что и при обслуживании обычных аналоговых устройств. Цифровые и аналоговые сигналы или постоянные напряжения измерить и проконтролировать с помощью двухлучевого осциллографа, частотомера и мультиметра, но желательно использовать те приборы и инструменты, которые рекомендованы фирмами-изготовителями в сервисных инструкциях.
Ток 150 мА разрушает любые лазерные диоды. Лазерные диоды ILD чувствительны к колебаниям температуры окружающей среды и сильно реагируют на изменение питающего тока. Для обеспечения безопасности работы ILD необходимо постоянно контролировать эмиссию светового потока с лазерного диода. Автоматический контроль питания ILD осуществляется применением схем с отрицательной обратной связью, когда при уменьшении мощности лазерного луча увеличивается ток возбуждения ILD,а увеличение мощности лазерного луча ILD вызывает обратный процесс (система автоматического регулирования мощности лазерного луча).
Статья добавлена: 12.07.2019
Категория: Статьи
Физические основы и материалы, используемые в электрографических лазерных принтерах.
Известно, что электропроводимость определенных материалов меняется под воздействием света. Это свойство и было положено в основу процесса электрографической печати.
Основой механизма печатающего устройства является фотобарабан, представляющий собой алюминиевый цилиндр с нанесенным на него светочувствительным слоем, в котором при попадании фотонов света формируется скрытое электростатическое поле, представляющее собой точную проекцию оригинала, первоначально отразившего этот свет.
В отдельных моделях копировальных аппаратов встречаются некоторые модификации подобной конструкции, например, барабан может быть заменен на светочувствительную мастер-пленку, которая тоже представляет собой фоточувствительный слой, но только нанесенный не на алюминиевый барабан, а на гибкую синтетическую основу
Фотобарабан обычно называют еще и фоторецептором или светочувствительным барабаном (СБ). Фотобарабан очень чувствителен к свету. Солнечный свет может навсегда вывести барабан из строя. Если барабан извлечен из машины, он должен быть укрыт от света газетами или еще чем-то, чтобы обеспечить максимальное его затемнение. Слегка засвеченный барабан может восстановить свои свойства после «отдыха» в темноте, но обычно все равно остаются дефекты. Имеется несколько типов фоторецепторов.
Наиболее популярен органический фоторецептор. Слово «органический» говорит о том, что такие рецепторы можно выбрасывать после выработки их ресурса в обычный мусор.
Ранее использовались селеновые или кадмий-сульфидные барабаны, которые нужно было возвращать производителю для правильной утилизации. Некоторые, еще более устаревшие машины использовали розовый фотопроводник - оксид цинка с очень небольшим сроком службы. Его хватало всего на 500...1000 копий.
Большинство органических или селеновых барабанов выдерживают производство 30000...200000 копий.
Также используется материал, называемый аморфный силикон, которого хватает примерно на 1000000 копий. Обычно на практике приходится работать только с органическими и селеновыми барабанами.
Органические барабаны могут иметь любой цвет.
Селеновые барабаны зеркальные.
Кадмий-сульфидные имеют рыжевато-коричневый цвет.
Барабаны недолговечны и дорого стоят. Они всегда имеют известное время жизни. Трение бумаги, чистящее лезвие, пальцы отделения приводят к их износу. Если что-то сделано неправильно, барабан выйдет из строя раньше, и это будет стоить денег.
Барабан можно отполировать пастой, используемой для полировки металла. Это поможет убрать небольшие царапины, но сократит общее время жизни барабана. Поверхность барабана очень гладкая. Любые пятна, царапины или зазубрины будут видны на копии. Барабан электрически заземляется на корпус машины, обычно через его металлическую ось.
Основные характеристики фотопроводников для фоторецепторов принтеров.
Основные характеристики фотопроводников позволяют оценить возможности, которые влияют на процесс воспроизведения изображения устройствами печати и копирами. Эти базовые сведения необходимо знать каждому специалисту, который связан с обслуживанием, диагностикой и ремонтом такого оборудования.
Статья добавлена: 12.07.2019
Категория: Статьи
Варианты механизмов управления движением бумаги (ликбез).
Вначале процесса копирования стопка бумаги находится в кассете или на лотке подачи. Когда оператор нажимает кнопку копирования, формируется сигнал главной плате начать копирование. Главная плата посылает сигнал системе подачи бумаги, чтобы начать подачу листа. Обычно, система подачи бумаги представляет собой резиновые ролики, установленные над кассетой с бумагой. Ролики касаются верхнего листа, и, вращаясь, вытягивают лист из кассеты. В этом процессе может участвовать двигатель подачи бумаги, который вращает ролики при получении сигнала на подачу бумаги, или, это может быть муфта на оси ролика подачи. В последнем случае вращение передается от главного двигателя, и муфта срабатывает при получении сигнала на подачу бумаги. Чаще всего используются два типа муфты - с охватывающей пружиной и электромагнитная муфта. Рассмотрим работу каждой из них. Оба типа часто используются в копировальных машинах и другом офисном оборудовании.
При подаче бумаги лист перемещается по механическому тракту аппарата к валу регистрации. На пути листа обычно стоит датчик регистрации, выдающий сигнал о том, что бумага прошла участок первичной подачи. Это сигнал к началу копирования, посылается сигнал на муфту или двигатель привода вала регистрации. Бумага при этом подается вперед, к вращающемуся барабану, это перемещение называется вторичной подачей. При прохождении бумаги между коротроном переноса и барабаном, на бумагу переносится изображение.
1. Муфта с охватывающей пружиной.
2. Электромагнитная муфта.
3. Механизм подачи бумаги из кассеты.
4. Механизм «второй подачи».
5. Лента отделения.
6. Палец отделения.
7. Присасывающий вентилятор.
Статья добавлена: 11.07.2019
Категория: Статьи
Проблемы от нестандартной конфигурации в больших группах персональных компьютеров.
Проблемы обычно возникают из-за того, что приобретение персональных компьютеров, программных средств и другой сложной техники осуществляется хаотично и не продуманно. Решение о приобретении компьютеров принимают различные люди в разное время, которые далеки от проблем эксплуатации, модернизации и ремонта этой техники. Сами того не подозревая они создают дополнительные сложные проблемы для эксплуатационного персонала, а в конечном счете возможно и для самих себя. Кроме того с течением времени конфигурация персональных компьютеров и их программного обеспечения в связи с изменениями потребностей конкретного пользователя в значительной степени изменяется. Таким образом формируется большое число персональных компьютеров оригинальной конфигурации и воспрепятствовать этому практически невозможно. В разных конфигурациях естественно возникают и разные проблемы. Очень часто возникают проблемы связанные именно с неудачным сочетанием конфигураций аппаратных и программных компонентов компьютера, несовместимостью и конфликтами устройств из-за использования имеющихся системных ресурсов.
Большая номенклатура компьютеров и их компонентов при отсутствии по ним какой- либо технической документации не позволяет иметь запас аппаратных компонентов для быстрой замены дефектных узлов компьютеров с дальнейшим их ремонтом в лабораторных условиях. Такая ситуация резко увеличивает время восстановления ремонтируемого оборудования и трудоемкость ремонта.
За счет жесткого контроля и грамотного планирования приобретения вычислительной техники можно добиться единообразия достаточно больших групп компьютеров. В этом случае можно резко снизить время восстановления и трудоемкость ремонта за счет появившейся возможности использования небольшого количества запасных компонентов компьютеров (ограниченной номенклатуры) для быстрой замены дефектных узлов.
Статья добавлена: 11.07.2019
Категория: Статьи
Способы адресации компьютеров в локальных и глобальных сетях.
Потребность в соединении компьютеров, находящихся на различных расстояниях друг от друга, назрела давно. С появилением сложных глобальных сетей компьютеров, в которых можно было обмениваться данными в автоматическом режиме, были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты, распечатки документов на “чужом” принтере и другие, ставшие теперь традиционными, сетевые службы. Одним из главных показателей качества сетевых служб является их удобство (ее прозрачность). Для обеспечения прозрачности большое значение имеет способ адресации, или, как говорят, способ именования разделяемых сетевых ресурсов. Таким образом, одной из важнейших проблем , которую нужно решать при объединении трех и более компьютеров в сеть, является проблема их адресации. К адресу узла сети и схеме его назначения предъявляют ряд требований.
Адрес должен уникально идентифицировать компьютер в любой сети (как в локальной, так и в глобальной).
Адрес должен быть удобен для построения больших сетей и иметь иерархическую структуру. Почтовые международные адреса хорошо иллюстрируют эту проблему. Почтовой службе, организующей доставку писем между странами, достаточно пользоваться только названием страны адресата и не учитывать название его города, а тем более улицы. В глобальных сетях, состоящих из многих тысяч узлов, отсутствие иерархии адреса может привести к большим издержкам.
Адрес должен иметь символьное представление и быть удобным для пользователей сети, например, Server1 или www.sura.com.
Чтобы не перегружать память коммуникационной аппаратуры (сетевых адаптеров, маршрутизаторов, коммутаторов и т. п) адрес должен иметь по возможности компактное представление.
Схема назначения адресов должна исключать вероятность дублирования адресов, сводить к минимуму ручной труд администратора.
К сожалению все эти требования достаточно противоречивы — например, адрес, имеющий иерархическую структуру, будет менее компактным, чем неиерархический («плоский», то есть не имеющим структуры). На символьный адрес потребуется больше памяти, чем на адрес-число. На практике обычно используется сразу несколько схем назначения адресов, поэтому компьютер одновременно имеет несколько адресов-имен. Каждый адрес используется в той ситуации, когда соответствующий вид адресации наиболее удобен. Чтобы не возникало путаницы и компьютер всегда однозначно определялся своим адресом, используются специальные вспомогательные протоколы, которые по адресу одного типа могут определить адреса других типов.
В современных компьютерных сетях широко используются следующие схемы адресации узлов сети.
Статья добавлена: 10.07.2019
Категория: Статьи
Применение транзисторных оптопар в управлении силовыми цепями.
Транзисторные оптопары находят преимущественное применение в аналоговых и ключевых коммутаторах сигналов, схемах согласования датчиков с измерительными блоками, гальванической развязки в линиях связи, оптоэлектронных реле, коммутирующих большие токи.
Мощное полупроводниковое реле.
Схема мощного полупроводникового реле с солидным током нагрузки и транзисторной оптопарой в качестве развязывающего элемента в цепи управления изображена на рис. 1. На рис. 2 и 3 показаны разновидности полупроводниковых реле с гальванической развязкой управляющих схем от выходной цепи.
Статья добавлена: 10.07.2019
Категория: Статьи
Примеры схем датчиков температуры.
В качестве термодатчиков копирах и принтерах, в основном, используются терморезисторы. Терморезистор — это устройство, сопротивление которого значительно изменяется с изменением температуры. Это резистивный прибор, обладающий высоким ТКС (температурным коэффициентом сопротивления) в широком диапазоне температур. Различают терморезисторы с отрицательным ТКС, сопротивление которых падает с возрастанием температуры, часто называемые термисторами, и терморезисторы с положительным ТКС, сопротивление которых увеличивается с возрастанием температуры.
Пример электрической схемы датчика температуры.
Датчиком температуры (рис. 1) служит терморезистор R3 (сопротивлением 10 кОм±30%). На микросхеме DA1 (К140УД7, К140УД6, К140УД608, К140УД708) реализован усилитель постоянного тока. Коэффициент усиления регулируется изменением сопротивления R7. В средней точке делителя R5, R6, напряжение должно составлять +3,2...3,6 В.
Статья добавлена: 11.07.2019
Категория: Статьи
Версии интерфейса eDP (Embedded DisplayPort).
Интерфейс eDP является усовершенствованным продолжением стандарта VESA DisplayPort. Интерфейс eDP- Embedded DisplayPort - универсальный встраиваемый дисплейный интерфейс для мобильных устройств. Стандарт Embedded DisplayPort (eDP) 1.0 был принят в декабре 2008 года. Он предназначался для определения стандартизованного интерфейса панели дисплея для внутренних соединений, например, видеокарты на панели дисплея ноутбука (рис. 1). Он обладает расширенными функциями энергосбережения, включая плавное переключение частоты обновления.
Версия 1.4b была опубликована в октябре 2015 года. Ее уточнения и уточнения в протоколе предназначены для того, чтобы обеспечить внедрение eDP 1.4 в производство к середине 2016 года.
Версия eDP 1.4b представляет собой новейший стандарт VESA Embedded DisplayPort. Версия интерфейса eDP 1.4b, вносит изменения только в протокол Selective Update, тогда как максимальная скорость каждой из четырёх линий интерфейса сохранена на уровне 8,1 Гбит/с. Внесённые изменения позволят упростить схемотехнику интерфейса, включая драйверы и буферы для временного хранения кадров. Всё это направлено на снижение стоимости элементной базы, необходимой для изготовления дисплеев с поддержкой встроенного стандарта DisplayPort.
Статья добавлена: 09.07.2019
Категория: Статьи
Физическая и виртуальная память(ликбез).
При выполнении программы мы имеем дело с физической оперативной памятью (ОП), собственно с которой и работает процессор, извлекая из нее команды и данные и помещая в нее результаты вычислений.
Физическая память представляет собой упорядоченное множество ячеек реально существующей оперативной памяти, и все они пронумерованы, то есть к каждой из них можно обратиться, указав ее порядковый номер (адрес). Количество ячеек физической памяти ограниченно и имеет свой фиксированный объем.
Процессор в своей работе извлекает команды и данные из физической оперативной памяти, данные из внешней памяти (винчестера, CD) непосредственно на обработку в процессор попасть не могут.
Системное программное обеспечение должно связать каждое указанное пользователем символьное имя с физической ячейкой памяти, то есть осуществить отображение пространства имен на физическую память компьютера. В общем случае это отображение осуществляется в два этапа: сначала системой программирования, а затем операционной системой (ОС). Это второе отображение осуществляется с помощью соответствующих аппаратных средств процессора - подсистемы управления памятью, которая использует дополнительную информацию, подготавливаемую и обрабатываемую операционной системой. Между этими этапами обращения к памяти имеют форму виртуального адреса. При этом можно сказать, что множество всех допустимых значений виртуального адреса для некоторой программы определяет ее виртуальное адресное пространство, или виртуальную память.
Виртуальное адресное пространство программы зависит, прежде всего, от архитектуры процессора и от системы программирования и практически не зависит от объема реальной физической памяти компьютера.
Статья добавлена: 09.07.2019
Категория: Статьи
Многоканальные импульсные регуляторы напряжения (ликбез).
Микропроцессоры являются мощными потребителями энергии в современных компьютерах. Ток потребления современного микропроцессора может достигать величины нескольких десятков ампер. При этом качество питающего напряжения микропроцессора является важнейшим фактором, определяющим стабильность работы всей системы. Производители системных плат решают проблему обеспечения микропроцессора мощным и качественным питанием за счет использования многоканальных регуляторов напряжения.
Тактовая частота микропроцессоров неуклонно растет и достигает сейчас уже нескольких ГГц. Повышение тактовой частоты микропроцессора сопровождается значительным увеличением потребляемой им мощности, а, соответственно, это приводит и к увеличению температуры кристалла процессора. Кроме того, на энергопотребление микропроцессоров оказывает влияние и повышение количества транзисторов на его кристалле (чем современнее процессор, тем более высокой степенью интеграции он обладает). Хотя КМОП-транзисторы, составляющие основу микропроцессоров, потребляют в закрытом состоянии мизерные токи, но когда речь идет уже о многих миллионах транзисторов, расположенных на кристалле процессора, то пренебрегать этим уже не приходится. Основное потребление энергии КМОП-транзисторы осуществляют в момент его включения, и, естественно, что чем чаще транзисторы переключаются, тем большее количество энергии они потребляют. В результате, миллионы транзисторов, переключающихся с высокой частотой, способны обеспечить потребление микропроцессором такого тока, величина которого уже доходит до 50 и более Ампер. Таким образом, кристалл процессора начинает сильно разогреваться, что приводит к значительному ухудшению процессов переключения транзисторов и способно вывести их из строя. При этом решить проблему исключительно путем теплоотвода не удается.
Для профессиональных GPU, например GV100, который имеет площадь 815 мм2 и содержит 21,1 млрд транзисторов, и включает 5376 ядер CUDA все еще сложнее. CUDA – это архитектура параллельных вычислений от NVIDIA, позволяющая существенно увеличить вычислительную производительность благодаря использованию GPU (графических процессоров). Такие характеристики графического процессора обеспечивают производительность одного GPU на уровне суперкомпьютера.
Все это вынуждает производителей снижать питающее напряжение микропроцессоров, точнее, напряжение питания его ядра. Снижение питающего напряжения способно решить проблему мощности, рассеиваемой на кристалле микропроцессора и понизить его температуру. Если самые первые микропроцессоры семейства 80x86 имели питающее напряжение +5В (а впервые снижение напряжения до +3.3В было применено в I80486), то микропроцессоры последних поколений уже могут работать при питающем напряжении +0.5В (см. спецификацию VR11 от Intel).
Но дело в том, что такие низкие напряжения не вырабатываются системным источником питания, на его выходе формируются лишь напряжения +3.3V, +5V и +12V. Таким образом, на системной плате должен был появиться собственный регулятор напряжения, способный понизить эти «высоковольтные» напряжения до уровня, необходимого для питания ядра процессора, т.е. до величины 0.5 – 1.6 В (рис.1). Для этого используются импульсные многоканальные источники (регуляторы) напряжения.
Версия сайта для слабовидящих
