[閒聊] Coffee Lake時代 VRM的選料跟相數計算

[sharkbay (Shark Bay)]

https://www.intel.com/content/dam/www/public/us/en/documents/datasheets/8th-gen-core-family-datasheet-vol-1.pdf

根據規格書，處理器電源大概有這幾軌： 本表更新至8C
 Coffee Lake Processor Power Rail (up to 8cores)
 VccIA        SVID
 VccGT        SVID
 VccSA        SVID(U/H), Fixed 1.05V 11.1A(S)
 VccIO        Fixed 0.95V 30mA
 VccST        Fixed 1.05V 80mA   \
 VccSTG       Fixed 1.05V 20mA   | 250mA 總和
 VccPLL       Fixed 1.05V 150mA  /
 VccPLL_OC    Fixed 1.20V 130mA  \
 VDDQ         Fixed 1.20V 3.3A   / 3.43A 總和
 VccOPC       Fixed 1.00V 4.2A   \
 VccEOPIO     Fixed 1.00V 2.0A   / 6.2A  總和
 VccOPC_1P8   Fixed 1.80V 100mA

 其中會用到VRM IC的是這三軌(都是取上限)：
 IccMAX_IA    64/ 140/ 193A (U/H/S)
 IccMAX_GT    64/  32/  45A (U/H/S)
 ICCMAX_SA   8.5/11.1/      (U/H)

根據不同處理器拆開及計算大約相數：
  使用 32A 為計算基礎的理由如下:
  1. 電感175nH 50A (只用其中32A)
    https://productfinder.pulseeng.com/products/datasheets/P673.pdf
  2. 功率晶體+驅動器 60A (只用其中32A)
    https://www.renesas.com/zh-tw/www/doc/datasheet/power-management/isl99227-27b.pdf
 CFL-U   IA  64A/GT 64A/SA 8.5A    2/2/1 相
 CFL-H   IA 140A/GT 32A/SA 11.1A   4/1/1 相
 CFL-S   IA 193A/GT 45A            6/2   相 , CFL-S的SA軌是固定電壓

有了這些認識就可以來看公版的設計：
 CFL-U         ISL95855      3+2+1相
 CFL-H    6C.  ISL95855      3+2+1相
          8C.  ISL95856      4+3  相
              +ISL95854      1    相
 CFL-S    6C.  ISL95856      4+3  相
          8C.  MP2949AGQKT   6    相
              +MP2940AGRT    3    相
 Xeon Sv  6C.  ISL69137      4+2  相
          8C.  ISL69137      6    相

 PS1. CFL-S GT只用2相
 PS2. Server 8C 索性直接廢掉內顯, 不然還要多擺2組 功率晶體+驅動器
      一大堆東西都要重新設計 EX: 功率晶體散熱片, 零件擺置, 繞線等等~
      ISL69137 的能力是 X+Y<=7 的可規劃雙輸出VRM IC
 PS3. 公版上用的PWM IC都不會超過7相/單顆
 PS4. VRM的原理 可以參考這篇
      https://en.wikichip.org/wiki/voltage_regulator_module
      https://www.richtek.com/Design%20Support/Technical%20Document/AN051

以上一點小分享.

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 106.1.10.98
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/PC_Shopping/M.1533943120.A.4EA.html
推 whydan      : 推 不過U的IccMAX_GT有到64A這麼大嗎0.0?
→ sharkbay    : CFL-U 4+3e OPC 28W 這麼強大的GT 吃64A不過分吧
→ sharkbay    : 原本的文件就寫64A了
→ sharkbay    : 如果是 CFL-U 4+2 15W 那GT就只吃 31A
WHL-U   IA  70A/GT 31A/SA 6A      3/1/1 相
ICL-U   IA+GT 62A/SA+PCH 31A      2/1   相  FIVR-1/2

注意: 發熱巨獸 FIVR 重新回到ice lake U身上來了

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-某張板子放了 Intersil ISL69138 (X+Y<=7 VRM)
-官網寫12相電源設計, 佈局上 8+6 個電感分組, 為什麼?
-中間的差值就是SA供電的相數, 只不過SA是另一顆RT8228A負責(或其他不吃 SVID 的 VR)
-所以總組合就是 (4+2) * 2(ISL6617 倍相器) + 2 SA.
-        如果是  5+1 可能嗎?
-其中SA部分可能是 兩上兩下功率電晶體+雙電感並聯
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-同理板子放了 Intersil ISL95856 4+3 VRM
-官網寫10相電源設計, 佈局上 7+4 個電感分組,
-總組合很好猜就是 (3+2) * 2(ISL6617 倍相器) + 1 SA.
-                  4+1 這個組合更常見
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- 在看不到背面圖的情況下 這一部份只是猜測 不一定準
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推 Nexus5X     : 看來目前的Z370沒真六相不要上8C了
推 a2935373    : 很早就有人開示公版8C給六相啊
※ 編輯: sharkbay (106.1.10.98), 08/11/2018 11:01:25
→ Nexus5X     : Z370隆仔板 GG
→ ang728      : 恩恩
推 atrix       : 嗯嗯，跟我想的一樣
→ atrix       : 我看不懂
→ sunbucks    : Czech f