 CPU 전원부
메인보드의 전원부, 그중에서 CPU 전원부는 파워서플라이에서 전원을 공급받아 CPU를 통해 각 컴포넌트로 신호가 전달되기 때문에 가장 중추적인 역할을 한다고
할 수 있다.
전원부는 일반적으로 레귤레이터, Mosfet, 캐퍼시터, 코일의 조합인 Phase의 수로서 그 성능을 대신하고 있는데, 실제로 Phase만 높다고 무조건 좋은 것은 아니며, 얼마나 좋은 퀄러티의 부품들을 적절하게 사용하고 있느냐도 중요한 변수로 작용된다.
ASUS P5Q Deluxe의 CPU 전원부는 지금까지 출시되 메인보드중에서
가장 많은 16 Phase 구성을 보여주고 있다. CPU 소켓 주위로 16개의 코일과 코일당
2개의 Mosfet이 장착되어 있으며 메인보드 전체에 5000시간 동작을 보증하는 일제
솔리드 캐패시터가 사용되고 있다.
이렇게 많은 멀티 페이즈 구성으로 인해 Phase당 부담해야하는
부하를 줄여줌으로써 보다 안정적인 전원을 공급할 수 있으며 이와 더불어 낮은 발열등으로
효율성을 높힐 수 있다는 장점을 갖추고 있다. ASUS에서 제공한 자료에 의하면 경쟁사인
G사의 메인보드와 비교해 12Phase를 구성한 제품과는 최대 14도, 6Phase 제품과는
67도의 온도 차이를 보여준다고 언급하고 있다. 또한 ASUS는 16 Phase 전원부 구성이 최대 96%의 효율을 제공한다고
언급하고 있으며, 이밖에 메인보드 전력 감소 기능인 EPU가 더욱 강화된 EPU-6 Engine를
갖추고 있다.
GIGABYTE
GA-EP45 DQ6 - 12Phase 전원부
GIGABYTE GA-EP45 DQ6은 Ultra Durable2 전원부 설계를 적용하고 있다. GIGABYTE가 말하는 Ultra Durable2 전원부는 일반적으로 많이 사용되고 있는 쵸크코일과는 달리 스위칭 저항을 줄여 발열 감소 효과를 얻을 수 있는 Ferrite Core Choke를 사용하며, 일반 구리재질의 쵸크코일보다 고클럭 내구성과 전기 저항력을 높여 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 Low RDS(on) 모스펫을 적용한다. 추가로 100% 솔리드 캐패시터를 적용함으로써 내구성 향상 및 안정성을 높여줄 수 있게 된다.
GIGABYTE가
밝히는 1Phase 구성
GIGABYTE의 경우 2개의 Low RDS(on) 모스펫과 Ferrite Core Choke,
그리고 솔리드 캐패시터가 조합되어 1Phase를 구성하는데 모스펫의 ON/OFF 역할을
담당하는 ISL6609 드라이버 1개가 2Phase의 전원부를 구성하여 실제로는 6Phase로
동작하면서 12Phase의 효과를 내주게 된다.
MSI
P45 Platinum - 5Phase 전원부
MSI P45 Platinum은 5Phase 전원부 구성을 하고 있는데, 단지
Phase 수로만 본다면 앞서 살펴본 ASUS나 GIGABYTE에 비해 부족하다고 할 수 있다.
하지만 MSI는 P45메인보드를 선보이면서 기존 전원부의 핵심이었던 MOSFET을 개선한
DrMOS를 채용하였으며, 이와 더불어 에너지 절약을 위한 절전 기술인 GreenPower,
강력한 무소음 냉각 솔루션인 Cire-Pipe2를 채용한 XpressCool, 그리고 오버클럭을
위한 RapidBoost 의 세가지 기능을 통해 보다 강력한 성능과 안정성을 겸비하게 되었다.
DrMOS는 Phase 구성에 사용되는 두 개의 MOSFET과 한 개의
드라이버 IC를 단일 패키지로 구성한 새로운 구성의 통합 MOSFET이라고 할 수 있다.
기존 방식의 경우 메인보드내 전원부 구성시230㎟의 면적을 차지하는 것에 비해 DrMOS는 64㎟만의
면적을 차지해 약 70% 이상의 공간을 절약할 수 있다. 또한 칩셋간의 배선 길이가
줄어들고 선간 저항이 낮아지게 되면서 전력 밀도의 경우에도 기존 109mA/㎟ 보다 3배
정도 향상된 309mA/㎟를 제공하게 된다.
MSI 메인보드에 사용된 DrMOS는 일본의 반도체 제조사인 RENESAS사의
R2J20602NP integrated Driver-MOSFET이 사용되었다. RENESAS의 칩셋 설명에도 DrMOS(2세대)라고
언급하고 있으며 자체 테스트 결과에서도 기존 방식들에 비해서 최대 20%의 전력
감소 및 보다 높은 효율을 제공해 주고 있다.
참고로 인텔은 컴퓨팅 분야에서 드라이버 + FET Multi-Chip 모듈(MCM)의
수요가 증가됨에 따라 이와 관련된 프로젝트들을 표준화하고 시장 채택을 가속화
하기 위해 DrMOS(Driver MOS)라는 제품 표준을 정의하게 되었다. 이 표준은 표준화 드라이버+FET MCM에 대한 일련의 동작 조건, 파라미터, 규격을 정의하고 있는데,
DrMOS 표준은 현재까지 수년 동안 이용되고 있으며 2004년 11월에 1.0 리비전이 발표되었다. R2J20602NP의
경우 인텔이 제시한 DrMOS Rev 1.0 규격을 만족하는지 표로 정리해보면 다음과 같다.
종류 |
DrMOS 리버전 1.0 |
R2J20602NP |
스위칭 주파수 |
500KHz 이상 |
2MHz |
입력 전압 |
5-16v |
12v |
출력 전압 |
0.5-1.5v |
1.3v |
출력 |
25A |
40A |
최대 전력 손실
(1MHz&25A기준) |
3W 이하 |
4.4W |
R2J20602NP는 인텔 DrMOS 1.0 규격에 비해 최대 전력 손실 부분을
제외하곤 모든 항목을 만족시키고 있으며 특히 스위칭 주파수의 경우 4배이상 향상되었고
1MHz에서 약 89%의 효율을 제공하는등 성능과 효율성에서 커다란 향상이 이뤄졌다.
(결국 성능을 위해 전력손실 부분을 어느정도 희생했다고도 볼 수 있을 것이다.)
이렇게 DrMOS는 기존 MOSFET에 비해 보다 높은 효율성을 갖추었을
뿐만 아니라 발열도 30%가랑 낮아졌으며, 여기에 MSI의 전력 관리 기술인 GreenPower가
결합되어 CPU 및 메모리, 칩셋의 모니터링 뿐만 아니라 각 컴포넌트별 Phase 구성을
사용자가 마음대로 설정할 수 있다는 점은 MSI 메인보드의 가장 큰 장점이라고 할
수 있다.
ASUS는
True 16-Phase, GIGABYTE는 Virtual 12-Phase? |
메인보드
부분 1,2위 간의 신경전인가? 물론 대부분 홍보용
프리젠테이션에는 자사 제품의 특징을 언급하기
위해 경쟁사 제품과의 비교를 주로 하는데,
ASUS의 경우 그 대상이 주로 GIGABYTE로 삼고
있다. 그중 ASUS는 P45메인보드를 출시에 발맞춰
CPU 전원부에 대한 중요성을 언급하면서 자사는
True 16-Phase Power
라고 명시하면서 경쟁사인 GIGABYTE는
Virtual 12-Phase Power라고 비교를 하고 있다.
ASUS의 주장을
살펴보기에 앞서 우선 Phase의
구성에 대해서 살펴보도록 하자. 이미 보드라나에서는 3 Phase의 진실을 밝힌다! 메인보드 전원부에 대한 모든
것 라는 기사를 통해 전원부 구성에
대해 자세히 살펴본적이 있는데, 해당 기사에 따르면
1Phase의 전원부 구성은 다음과 같다.
-
1개의 초크 코일
-
2개의 MOSFET 소자
-
1개의 Switching Regulator
-
컨덴서
-
Switching Regulator를 컨트롤하는 드라이버 칩
이러한
1 Phase 구성은 바로 ASUS가 주장하는 1Phase
구성과 동일하며, 결국 위에서 언급된 GIGABYTE의
1Phase 구성과는 다소 차이가 발생하게 된다.
ASUS가
밝히는 1Phase의 구성
즉, GIGABYTE는
1Phase 구성에 드라이버칩이 제외되어 있으며,
결국 GIGABYTE는 12 Phase를 구성하고 있다고
주장하고 있지만 메인보드내에 드라이버칩이
6개만 장착되어 있고, 이 드라이버칩이 각각
2Phase로 동작하고 있다는 점을 들어 ASUS는
Virtual 12-Phase Power라고 부르게 된 것이다.
ASUS
P5Q Deluxe는 보드 뒷면에 16개의 드라이버칩에
장착되어 있다.
이에 비해
ASUS는 Phase의 수에 맞춰 드라이버칩이 장착되어
있기 때문에 제대로된 전원부 구성을 의미하는
True를 붙히고 있다. 실제 ASUS P5Q Deluxe를
살펴본 결과 메인보드 뒷면에 16개의 드라이버칩이
부착되어 있는 것을 확인할 수 있다.
물론 이러한
Phase 구성에 대해 명확한 기준이 있는 것은
아니며 제조사별로 안정적인 전원부 구성을
위해 다양한 기술이 적용되고 있기 때문에
그 구현 방식등에서 차이가 날 수 있다. 또한
현재로써는 이를 객관적으로 측정하고
규명할 수 있는 방법이 없기 때문에 무조건
한쪽손을 들어줄 수는 없는 상황이다. |
|
|
Phase 조절 기능을 갖춘 PWM 컨트롤러
최근 PC분야의 트랜드 중에 하나는 바로 에너지 절약기술이다.
물론 좀더 높은 성능도 원하지만 한편으로는 쓸데없이 소비되는 전력을 줄이기
위한 전력 감소 기능이 주목을 받고 있는 셈이다. 이러한 움직임은 프로세서를 비롯해
그래픽카드, 스토리지등으로 이어져가고 있으며 이제는 이 모든 부품들이 조합되는
메인보드에도 적용이 되기 시작하였다.
메인보드 전력 감소 기능은 대표적으로 ASUS - EPU, GIGABYTE
- DES, MSI - DrMOS & GreenPower 등을 들 수 있는데, 제조사별로 각기 다른
이름으로 부르고 있지만 Phase 조절 기능을 통한 전력 소비를 낮춘다는 기본 원리는
동일하다.
이러한 Phase 조절기능은 바로 메인보드에 장착된 PWM 컨트롤러가
그 역할을 하게 되는데, 기존의 경우 Phase가 고정이 되었지만 이제는 시스템의
부하에 따라 그에 맞는 적절한 Phase를 구성하도록 변경해주는 하드웨어적인 Phase
조절 기능을 갖추게 된 셈이다.
ASUS
P5Q Deluxe - EPU
GIGABYTE
GA-EP45 DQ6 - ISL6336
MSI
P45 Platinum - ISL6336A
이러한 Phase 조절 기능을 갖춘 PWM 컨트롤러의 경우 ASUS는 자체
개발한 EPU라는 칩셋을 통해서, 그리고 GIGIABYTE 및 MSI는 Intersil사의 ISL6336(A)
칩셋이 사용되고 있다. 즉, 세 메인보드 모두 하드웨어적 Phas 조절 기능을 갖춘
PWM 컨트롤러를 갖추고 있다고 할 수 있다.
참고로 각 제품별 전력 감소 기능의 동작 방식 및 특징등에 대해서는
별도의 기사로 준비중에 있으니 관심있는 분이라면 조금만 참고 기다려주길 바란다. |
