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作者 主题: 07--AMD CPU默认电压探秘 <2010-12-15>  (阅读 2242 次)

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07--AMD CPU默认电压探秘 <2010-12-15>
« 于: 九月 11, 2014, 03:32:16 下午 »

AMD CPU默认电压探秘

dong-bei 发表于 2010-12-15

AMD的CPU进入45nm时代,很多用户纠结CPU的默认电压问题,有的用户发现同样型号一起购买的CPU,为什么我的U默认电压就比朋友的高?有的用户发现U的默认电压怎么总是在变化,为什么不稳定在一个电压上?本文将对这个问题做一次探讨。

一、网上用户默认电压的疑问

互联网上百度一下“偷偷加电压”,就会有无数的帖子。

这是说华硕的


这是说技嘉的


这是说微星的


至于对其他品牌主板偷加电压的疑问就更多了。
这里我们先要对“默认电压”做一个界定。网友这里说的默认电压多数是从CPU-Z看到的,这个电压其实是主板给CPU的供电电压,也叫做Vcc电压。
严格讲CPU默认电压应该是VID电压。VID电压可以通过Core Temp这个软件检测到。

二、CPU的VID电压

每颗CPU都有VID针脚,现在的AMD CPU有5根VID针脚,叫做VID0、VID1、VID2、VID3、VID4。VID的英文是Voltage Identification,取V和ID组成VID,就是电压识别的意思。AMD的CPU用5根针定义VID。


这5根针脚定义了CPU的默认的电压。AMD规定的5根针脚编码代表的32种电压如下表:


表中的VID[4:0]是CPU的5根电压识别针脚每一种编码对应一个电压,编码中的1是高电位,0是低电位。比如01001代表1.325V。这个VID电压就是通常大家提到的CPU默认电压,是CPU在满负载条件下可以稳定工作的电压。主板就是通过这5根VID针的编码识别CPU的默认核心电压。

三、主板VID识别电路和原理



主板对VID的识别和CPU供电电压原理简述如下:
主板上有VTT电压供电电路,加电开机时,先给CPU提供VTT电压,让CPU内的VID控制器工作,产生VID信号,告诉CPU的VCC电压供电电路,这颗CPU需要的电压是多少,然后VCC供电电路按VID产生CPU需要的VCC电压。
原理就是这么简单。至于VCC供电电路如何按VID产生CPU需要的VCC电压,可以在网上搜搜CPU供电原理,有很多介绍文章,这里就不多说了。

四、AMD的CPU规格表给出的VID电压不再是一个固定值

请看下面4种CPU的VID电压对比表。


早期的单核速龙(如上表的3000+),CPU电压是一个1.40V,就是说所有ADA3000AIK4BX的VID都是1.40V。后来随着节能的要求,CPU的VID电压多了一个待机的VID电压,以便于CPU处于待机状态下降低功耗。比如上表中的第2个CPU,ADA5000IAA6CZ,CPU的核心电压有1.20V和1.25V二个电压。后来出现三个电压,比如上表的第三个CPU,65纳米的ADO5000IAA5DO。到了45纳米制程,CPU的电压不是一个、二个或三个,而是一个范围,上表中的AD5000ODJ22GI就是0.950-1.40V,CPU待机的电压可以降到0.95V。
45nm的速龙II和弈龙II也是如此,规格表给出VID电压是一个范围,有的甚至是空白。


上表列出三种CPU规格数据,速龙II x3 425的默认电压是空白,弈龙II x4 810的VID电压是0.875-1.425V,弈龙II x6 1055T的VID电压是1.125-1.40V。

五、验证VID的四颗CPU

我们通过4颗CPU验证AMD CPU 的VID电压和主板供电Vcc电压的规律和特点。这4颗CPU如下:


六、每颗CPU都有自己的VID,各不相同

1、不同型号的CPU,VID不同
下面是45nm的速龙II 425和弈龙II 810的VID,一个是1.325,一个是1.300。


2、相同型号的CPU,VID也不相同
现在我们看看2颗速龙 5000+的VID电压。


这是2颗45nm的速龙,型号相同,只是批次不同,安装在微星785GTM-E45主板上,CPU电压设置在Auto,通过Core Temp检测VID电压,一个是1.300V,一个是1.400V。
每颗CPU都有自己的VID,这是45nm制程的必然结果,因为集成度越高,芯片品质一致性越差。同一片晶圆下来的CPU芯片能够稳定工作的电压都不相同。因此CPU厂方不再标注统一的核心电压,而是一个范围,每一颗CPU的默认电压通过CPU的VID针脚定义。
主板通过VID得知CPU所需电压,并按VID给CPU供电。

七、主板给CPU供电的VCC电压与VID不完全一致

1、同一颗CPU在不同的主板上,Vcc电压各不相同
同一颗CPU,无论安装到任何主板上,它的VID是不变的,但是主板供给CPU的核心电压(Vcc)却不尽相同。

我们用速龙II 425分别安装在4种主板,看看CPU核心电压和VID对比如下:








同一颗CPU在四种主板上,核心电压各不相同,只有880GM-E41上偏高一点,0.019V,也就是偏高1%。其余三种都是偏低。这就说明所谓的主板偷偷加电压是不存在的。
四种主板的核心电压各不相同,也说明集成电路的差异,一样的PWM供电芯片,一样的BIOS设置,实际产生的CPU核心电压也会有差异。

2、同一片主板给不同的CPU提供的Vcc电压也不同
VID不同的2颗速龙5000+,安装在同一片785GTM-E45主板上测试,它们的Vcc不同。


VID是1.3V的5000+,核心电压是1.320V。VID是1.4V的5000+,核心电压1.424V。1.320V的核心电压一般人可以接受。1.424V的核心电压就显得高了,不过这不是主板偷偷加电压,而是CPU的VID本来就高。

下面再看看425和810安装在同一片785GTM-E45主板上的核心电压。


八、Vcc电压与频率无关,而与CPU负载有关

有些用户认为核心电压与CPU的频率有关,其实与频率没有关系。下面就是CPU超频前后的核心电压,没有改变。


有些DIY超频后习惯提升核心电压,一般情况下没有必要。只有极限超频,不稳定时才需要适当提高一点供电电压。
CPU供电电路时刻监测CPU的负载,特别是CPU负载瞬间增大,急需大电流供电,如果不能满足,供电电压就会急速下降,为此PWM会适当提高供电电压。另外,现在的CPU都要节能,供电电压随负载变化而变化。负载低电压就降低,负载高电压就升高。


AMD在节能方面推出CNQ技术,让CPU依据负载自动调节电压和频率,降低轻负载下CPU的功耗。开启CNQ后,轻负载和满负载的核心电压变化更明显。


九、微星AM3主板BIOS电压设置

1、VDD电压
微星AM3主板BIOS电压设置有一种是带有2项VDD电压设置的。


VDD电压是CPU内的CMOS电路的漏极电压。在这里就是CPU的VID电压。CPU VDD就是CPU的VID电压,CPU-NB VDD就是CPU内北桥(实际就是内存控制器)的VID电压。
AMD 45nm CPU采用分离供电,就是CPU的核心供电和北桥(内存控制器)分开,可以采用不同的电压。所以BIOS才会有CPU电压和CPU-NB电压。

VDD电压的设置值要根据具体的CPU来决定,就是说,不同的CPU,VDD电压的范围是不一样的。道理很简单,因为CPU的VID是不同的。最大值是CPU的VID,可以设置小于VID的值,不能设置大于VID的值。

简单说,这两项可以重新设置CPU的VID电压,设置的值只能小于VID,不能大于VID。Auto就是默认的VID。下面是弈龙II 810在770-C45主板上的VDD设置实例。
CPU VDD的最大值就是810的VID,1.3000V,最小值是1.1000V。


人为设置VID为1.1500V,Core Temp检测的VID也是1.1500V


降低VID有什么好处?VDD电压是CPU内的CMOS电路的漏极电压,也就是CMOS开关电压,也就是CPU的1/0信号电压。这个电压低,CPU的稳定性相对较好,超频特性也相对较好。通过降低CPU VDD可以适当提高CPU的超频性能。另外较低的VDD,发热量也相对低一些。

2、CPU Voltage(V)电压
这是CPU的Vcc电压,就是给CPU供电的电压,可以人为设置,超频时适当提高Vcc电压,有利于超频后的稳定,提高成功率。
CPU Voltage的最高设定值和最低设定值会因主板不同、BIOS版本不同而不同。

这是770-C45的CPU Voltage设置,最高2.043V,最低0.960V。


十、特定主板的电压设置

785GTM-E45和880GM-E45是2款比较特殊的主板,BIOS电压设置项目少而精。

先看看785GTM-E45的,最大电压1.708V,最小1.138。如果觉得U的电压偏高,可以手动设置。


速龙II 810,手动设置为1.27V。CPU-Z检测的电压是1.224V,比设定值小0.046V。


880GM-E41的电压设置与785GTM-E45相似,最高电压是1.972V,最低是1.289V。


速龙II 810,手动设置为1.289V。
CPU-Z检测的电压是1.280V,比设定值小0.009V。


十一、总结

1、VID是CPU的电压标识,是CPU的CMOS漏极电压,也可以说是CPU的信号电压,是静态电压。每颗CPU都有自己的VID,而且有高有低。
2、主板供给CPU的电压是Vcc,这是CPU核心的供电电压。
3、主板提供的Vcc电压与VID电压有偏差,这个偏差有正偏差,也有负偏差。偏差一般在±10%以内。所谓主板偷偷加电压是不存在的。
4、主板给CPU核心供电电压与频率无关,与CPU的VID和负载有关。VID高Vcc就高,负载高,Vcc就高。
5、微星有部分AM3主板通过设置VDD降低VID,有利于超频。
« 最后编辑时间: 九月 19, 2014, 05:59:56 下午 作者 Superman »
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