Евгений Рудометов 
 

 >>    Часть 1 
  

Ultra Durable 2

Итак, в 2006 году компания Gigabyte внедрила новый отраслевой стандарт качества, сделав ставку на твердотельные конденсаторы (Solid Capacitor), которые стали применятся во многих продуктах, вместо типовых электролитических.

В следующем варианте Ultra Durable конструкторы Gigabyte дополнили качественные конденсаторы двумя конструкторскими нововведениями в материнских платах. Этими нововведениями стали следующие дополнительные компоненты:

• дроссели с ферритовыми сердечниками,
• специальные мощные транзисторы.

Кстати, теперь дроссели с ферритовыми сердечниками стали неотъемлемой частью преобразователей и фильтров в схемах преобразователей источников питания.

Однако ранее в составе таких схем использовались дроссели со стальными сердечниками. Они были технологичны и дешевы, но с повышением рабочих частот, что связано с использованием высокопроизводительных компонентов, стальные дроссели стали плохо справляться со своими функциями. Именно поэтому их заменили дросселями с ферритовыми сердечниками, способными работать на существенно больших значениях тактовых частот.

Ферритовые сердечники дросселей, сменившие своих стальных предшественников, выполнены из сплава оксида железа и других металлов. Изделия из этого сплава обладают свойством дольше удерживать электромагнитную энергию при высоких частотах по сравнению со стальными. Это приводит к меньшим потерям энергии и к уменьшению электромагнитного излучения, что упрощает разработку компактных вариантов дизайна и увеличивает надежность компьютерных систем.

Вторая инновация — это применение в источниках питания специальных мощных транзисторов (MOSFET — МОП), обладающих низким сопротивлением в открытом состоянии (Low RDS(on)).

Здесь следует напомнить, что транзисторы MOSFET (Metal–Oxide–Semiconductor Field-Effect Transistor) — это комплементарные полевые МОП-транзисторы, которые способны выполнять функции коммутаторов в электрических цепях (КМОП-ключ).

Остается добавить, что указанные мощные транзисторы играют важную роль в подаче питания на высокопроизводительные процессоры и другие компоненты материнской платы, необходимые для работы современных ресурсоемких приложений и игр.

Использование новых транзисторов в цепях питания позволяет повысить уровень энергосбережения. Более комфортный температурный режим, в котором функционируют полевые транзисторы с пониженным сопротивлением при переключении состояний, способствует:

• уменьшению требований к системам охлаждения транзисторов,
• уменьшению локальных нагревов материнской платы,
• снижению энергозатрат.

Об очередном варианте Ultra Durable — Ultra Durable 3 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 3 
      

Евгений Рудометов 
 

Важнейшей частью и основой настольных компьютерных систем являются материнские платы. Именно в их архитектуру интегрированы разъемы процессора, модулей памяти, видеоадаптера, плат расширения, а также микросхемы чипсета, BIOS, интерфейсов, внутренних и внешних разъемов и т. п. 

Материнская плата во многом определяет производительность и функциональные возможности компьютера, включая средства оптимальной настройки, мониторинга и последующей модернизации.

Высокие параметры материнских плат, а, в конечном счете, и всей системы компьютера, достигаются за счет их постоянного совершенствования, основанного на использовании новейших компьютерных технологий и новейших элементов.

Часть из них направлена на повышение устойчивости, надежности и ресурса работы материнских плат, как в штатных режимах, так и в режимах оверклокинга (от англ. overclocking — разгон — функционирование элементов в режимах повышенных тактовых частот, что увеличивает скорость выполнения операций). 

Одной из таких разработок является технология Ultra Durable компании Gigabyte. Данная фирменная разработка непрерывно совершенствуется конструкторами. В процессе своей эволюции она прошла ряд этапов. На каждом из которых она обрастала дополнительными компонентами, повышающими качество выпускаемых указанной компанией материнских плат, а, следовательно, и конечных настольных компьютерных систем.  

Ultra Durable

Первый вариант Ultra Durable, внедрение которого произошло несколько лет назад, позволило резко повысить надежность и устойчивость работы материнских плат. Кроме того, способствовал увеличению безаварийного ресурса.

Все это было связано с отказом от традиционных для тех изделий оксидных конденсаторов и заменой их на специальные конденсаторы с твердым электролитом — Solid Capacitor.

Необходимо отметить, что средний срок службы этих элементов, выпускаемых известными японскими производителями, достигает 50 000 часов, что превышает пять лет непрерывной работы. Таким образом, использование данных высоконадежных элементов способствует увеличению ресурса бесперебойной эксплуатации материнских плат.

А еще конденсаторы с твердым электролитом обладают крайне низкими электрическими потерями. Это улучшает их работу в качестве фильтров. Кроме того, низкие потери уменьшают их теплообразование, что не только продлевает их ресурс, но и улучшает температурный режим электронных схем и снижает расход энергии. Остается добавить, что качественные конденсаторы повышают устойчивость и надежность работы электронных схем, в составе которых используются такие конденсаторы.

О следующем варианте Ultra Durable — Ultra Durable 2 —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2 
      

Евгений Рудометов 
 

Значительная часть технологий, внедряемых производителями материнских плат, направлена на повышение основных параметров выпускаемых ими изделий. К таким изделиям относятся:

• устойчивость,
• надежность,
• ресурс работы. 

Одной из таких перспективных разработок является технология Ultra Durable компании Gigabyte.

Со времени первого варианта Ultra Durable в архитектуре и производстве материнских плат произошли большие изменения.

Например, конструкторы отказались от традиционных для тех изделий обычных оксидных конденсаторов. Они заменили их эквивалентными моделями с твердым электролитом, надежность которых достигает 50 000 часов.

А еще конденсаторы с твердым электролитом обладают крайне низкими электрическими потерями. Это улучшает их работу в качестве фильтров.

Кроме того, низкие потери при работе конденсаторов уменьшают их теплообразование, что не только продлевает их ресурс, но и улучшает температурный режим электронных схем и снижает расход энергии.

Остается добавить, что качественные конденсаторы повышают устойчивость и надежность работы электронных схем, в составе которых используются такие элементы.

В дальнейшем конструкторы Gigabyte дополнили качественные конденсаторы с твердым диэлектриком дросселями с ферритовыми сердечниками и специальными мощными транзисторами, которые теперь стали частью локальных источников питания, интегрированных в архитектуру материнских плат.  

Необходимо отметить, что ранее в составе схем преобразователей использовались дроссели со стальными сердечниками. Однако с повышением рабочих частот, что связано с использованием современных высокопроизводительных компонентов, традиционные стальные дроссели стали плохо справляться со своими функциями.

Замена их на ферритовые дроссели обеспечила уменьшение потерь энергии и уменьшение электромагнитного излучения. Это упростило разработку компактных вариантов дизайна и увеличило надежность компьютерных систем.

Использование же специальных мощных полевых транзисторов (англ. metal-oxide-semiconductor field effect transistor, MOSFET — МОП, металл-оксид-полупроводник ), обладающих низким сопротивлением в открытом состоянии (Low RDS(on)), дополнительно уменьшила потери. Использование таких транзисторов в цепях питания позволяет повысить уровень энергосбережения, уменьшить требования к системам охлаждения транзисторов, уменьшить локальные нагревы материнской платы.

В дальнейшем модификации подверглась и сама топология печатной платы. В частности, конструкторы удвоили толщину слоя меди в слоях питания и заземления.

О улучшении характеристик материнских плат благодаря удвоению толщины слоя меди в проводниках питания и заземления —  в следующей части  данной статьи.
    

>>    Часть 2