Схема питания материнской платы диагностика ремонт материнской платы фазы питания процессора, схемотехника материнских плат.

Схема питания процессора на материнской плате

 

 

Производя ремонт компьютеров мне довольно часто приходится диагностировать неисправность материнской платы. Некоторые пользователи в таких случаях задают вполне резонный вопрос: лучше купить новую или отремонтировать старую материнскую плату? Могу сказать, что ремонт материнских плат не всегда рентабелен, но в случае выхода из строя схемы питания процессора, например — вполне выполним.

Материнская плата — сложный узел компьютера считающийся неремонтопригодным. Однако, вооружившись мультиметром, диагностической POST-картой, паяльником и имея голову на плечах, выполнить несложный ремонт материнки — задача посильная любому инженеру-электронщику.

Признаки неисправности материнской платы

С чего начать ремонт материнской платы? С диагностики и визуального осмотра в первую очередь!

Самый явный признак неисправности материнской платы — когда компьютер не стартует (т.

е. блок питания подает все напряжения, а инициализации железа с соответствующими надписями на экране монитора нет). Еще довольно распространенное явление — старт-стоп, когда после включения блок питания «уходит в защиту» по причине КЗ по линиям питания процессора (если же вынуть 4-х пиновый коннектор из материнской платы, блок питания запустится, но старта системы конечно же не будет).
Начинать диагностику материнской платы следует с визуального осмотра последней.

Выявление выгоревших компонентов на материнской плате позволяют облегчить ее диагностику

Выстреливший мосфет в цепи питания материнской платы

Вздутые конденсаторы в цепи питания процессора

Прогар (в следствии пробоя) в микросхеме контроллера

Случается, что при визуальном осмотре неисправной материнской платы почти сразу находится элемент содержащий следы трещин, прогара или вздутия. Диагностика материнки на этом считается законченной и дальнейший ремонт состоит в замене неисправных компонентов новыми.

Принцип диагностики материнской платы на примере Biostar A785-GE

Ниже представлена диагностика материнской платы Biostar A785-GE при помощи мультиметра. Заявленная неисправность: при наличии модуля ОЗУ в любом из слотов — отсутствие старта материнской платы, при отсутствии ОЗУ — повторяющиеся короткие сигналы POST BIOS.

Принцип диагностики материнской платы гласит: после визуального осмотра обязательная проверка питающих напряжений ремонтируемого устройства и его узлов.

То, что материнская плата пытается стартовать при отсутствующей планке оперативной памяти и даже проходит какие-то этапы самотестирования означает, что на процессор приходят все питающие напряжения, клокер работает и сигнал Reset снят, а отсутствие старта при вставленном в слот модуле ОЗУ свидетельствует о проблемах с питающими напряжениями оперативной памяти.

Давайте попробуем разобраться какие напряжения необходимы для работы оперативной памяти DDR-II

Список необходимых напряжений для модулей памяти

Распиновка слота ОЗУ DDR-II

Основные напряжения питания ОЗУ на материнской плате следующие:

• VDD — Напряжение питания модулей ОЗУ (для DDR-II — 1.8В).
• VDDSPD — Напряжение питания микросхемы SPD (маленькая восьминожечная, в ней зашиты параметры модуля).
• VREF — Опорное напряжение (1/2 от питающего).
• VTT — напряжение терминации (половина питающего, т.е. 1/2 VDD). Для модулей DDR-I и DDR-II оно подводится из-вне, с резисторных сборок распаянных на материнке. Для DDR-III цепи терминации VTT распаяны уже на самой плате модуля ОЗУ.

 

Диагностика неисправной материнской платы с помощью мультиметра показала наличие всех питающих напряжений кроме терминирующих (VTT). Напряжение терминации призвано устранить т. н. «звон» — ненужные отражения полезного сигнала.Напряжение терминации подается на модуль ОЗУ через резисторные сборки распаянные непосредственно на материнской плате и соответственно замерять его удобно именно на этих сборках.

За напряжения терминации отвечает микросхема-регулятор (LDO) — FP6137C. Она состоит из операционного усилителя и пары n-канальных полевых транзисторов включенных по двухтактной схеме. Для правильной работы FP6137C ей требуются: Напряжение питания транзисторов — VIN и VCNTL — питание операционного усилителя. REFEN — разрешающее напряжение «включающее» микросхему (пачки импульсов). VOUT — выход регулятора, имеет форму прямоугольных импульсов частотой 1KHz. На этом выводе и формируется напряжение VTT 0.9/1.25В По сути выходное напряжение = 1/2 питающего напряжения оконечного транзисторного каскада VIN.

 

Согласно даташиту на микросхеме LDO FP6137C присутствовали все необходимые для ее работы напряжения, однако на выходе оставался по прежнему низкий уровень.

Данная микросхема была признана неисправной и заменена аналогичной RT9199 от Richtek.

Замена неисправной микросхемы-регулятора напряжения терминации

После ее замены материнская плата Biostar A785-GE успешно стартовала.

 

Полное видео ремонта материнской платы Biostar A785-GE

 

Общий принцип схемы питания процессора на материнской плате

Перед началом ремонта питающих узлов материнской платы, неплохо было бы разобраться в общем принципе функционирования преобразователей напряжения. Современные процессоры могут потреблять пиковый ток до 100А (Откуда такой ток? Напряжение питания процессоров около 1В при мощности до 100Вт, преобразовав формулу w=u*i => i=w/u получаем 100А). Величина такой, казалось бы, огромной силы тока, обусловлена применением в микросхемах ЭВМ МДП транзисторов. Такие транзисторы, ввиду их конструкции при переключении потребляют потребляют весьма высокие токи.

А учитывая их количество в процессоре помноженное на частоту переключений, образуется весьма большой общий потребляемый ток процессора. Кстати, чем меньше размер МДП транзистора, тем меньше его потребляемый ток. Вот почему производители микросхем стремятся переводить производство на более тонкие тех-процессы.

Схема питания материнской платы организована в виде Шим-контроллера, микросхем-драйверов и MOSFET (МДП/МОП транзисторов). ШИМ-контроллер, через микросхемы-драйверы управляет транзисторами (мосфетами).

Мосфет, он же МОП/МДП транзистор.

Схематическое представление мосфетов.

Чтобы снизить нагрузку по току, цепи питания материнской платы распаралеливают делая их многофазными. Ниже приведена трехфазная схема питания процессора Intel (478 Socket) выполненная на ШИМ-контроллере ADP3180, пар мосфетов включенных полумостом и управляемых драйверами-микросхемами ADP3418. Работая поочередно, транзисторы преобразуют входное напряжение +12В от БП в пониженное импульсное подключая цепочку LC поочередно к +12В и к земле.

В зависимости от тока нагрузки микросхема может изменять скважность импульсов тем самым стабилизируя Uвых. Выходное напряжение дополнительно сглаживается выпрямительными конденсаторами стоящими далее по цепи питания материнской платы.

Схема конвертера питания материнской платы.

На рисунке выше представлена схема питания материнской платы, точнее один ее канал (фаза питания).

Обычно, таких каналов питания процессора на материнской плате используется три. Причем, работают они синхронно со сдвигом относительно друг друга (т.н. смещение фаз), что обеспечивает более сглаженное выходное напряжение.

Некоторыми производителями (MSI) используется схема питания материнской платы основанная на дискретных регуляторах напряжениях DrMOS. Дискретный регулятор напряжения исполнен на одной микросхеме, в которую интегрированы основные узлы преобразователя: MOSFET-транзисторы, драйверы управления MOSFET и ШИМ-контроллер.

Схема питания материнской платы на DrMOS

Регулятор напряжения питания материнской платы на микросхеме DrMOS

 

Пример реализации схемы питания материнской платы на базе логики i865. ШИМ-контроллер исполнен на микросхеме ADP3180, драйверы управления MOSFET включенных полумостом исполнены на микросхемах ADP3418. Контроль тока каналов осуществляется через резисторы R589, R591, R592 соединяющие выход каждого полумоста и вход SW ШИМ-контроллера материнской платы.

Схема питания CPU материнской платы на чипсете i865

Напряжения питания процессоров Intel согласно оф. спецификации

Как и любой микросхеме процессору необходимо напряжение питания и не одно, а целый набор. Все напряжения питания процессора формируются на материнской плате при помощи преобразователей и подаются на соответствующие ножки процессорного сокета. В процессе диагностики материнской платы необходимо убедиться в наличии основных напряжений на процессоре. Их перечень согласно спецификациям компании Intel приведен ниже.

 

Типы питающих напряжений процессоров Intel 6-gen

Vcc — напряжения ядра процессора

Vcc GT — напряжение на встроенном графическом ядре

Vcc SA — напряжение питания интегрированного северного моста System Agent (System Agent, включает в себя контроллер памяти DDR3, модуль управления питанием (Power Control Unit, PCU), контроллеры PCI-Express 2. 0, DMI)

Vcc PLL — напряжение на интегрированный генератор тактовой частоты

Vcc IO — аналог QPI/VTT на платформе s1366, или VTT (FSB termination voltage) на платформе s775, питающее напряжение для внешних сигнальных шин процессора (ОЗУ)

VDDQ — напряжение контроллера памяти

 

Подробные спецификации сигнальных линий и питания процессоров Intel

На официальном сайте в разделе технической документации можно скачать подробные спецификации процессоров Intel 5…8-го поколений.

 

 

 

 

8 советов, как собрать компьютер

Ефим Гугнин

собрал первый ПК в 15 лет

Профиль автора

Когда нужен новый компьютер, можно неплохо сэкономить и собрать его самостоятельно.

Мы спросили у читателей, имеющих опыт сборки ПК, о всевозможных хитростях и сложностях, с которыми они сталкивались в процессе. Собрали их советы о том, как обзавестись компьютером, который будет тянуть все игры и не сгорит от запуска видео в 4К.

Это ‌истории‌ читателей из Сообщества. Собраны в один материал, бережно отредактированы и оформлены по стандартам редакции.

Совет № 1

Экономьте с умом

Решил собрать свой ПК, потому что немного понимаю в этой теме. Подумал, что смогу сэкономить, если буду выбирать комплектующие по карману. Занялся этим в 2019 году. С видеокартой особенно повезло: успел ухватить GeForce 1660 за 17 000 Р. Уже спустя полгода цена видеокарты выросла в три раза.

Я собирал ПК с «Алиэкспресса», поэтому все основные комплектующие вышли очень дешево. Комплект материнской платы, ОЗУ и процессора, например, стоил всего 8000 Р. Настолько дешево, потому что это серверные комплектующие — и если я захочу заменить детали, то придется менять их только на другие серверные.

Единственное, на что я бы обращал особое внимание, — блок питания. Не заказывайте его на «Алиэкспрессе», купите лучше в обычном магазине электроники. Так будет безопаснее для вас и вашего нового компьютера. Вы же не хотите, чтобы все сгорело?

НОВЫЙ КУРС

Курс о больших делах

Разбираемся, как начинать и доводить до конца масштабные задачи

Покажите!

Совет № 2

Проверяйте совместимость комплектующих

Прежде чем собирать компьютер, убедитесь, что корпус вмещает все ваши комплектующие, в том числе кулер: бывает, что высокие процессорные кулеры не позволяют закрыть боковую крышку системного блока. Еще обратите внимание на максимальную длину видеокарты, форм-фактор поддерживаемых материнских плат, наличие или отсутствие корпусных вентиляторов. Если их нет в комплекте с корпусом, следует купить отдельно и установить хотя бы пару штук.

Может показаться смешным, но я сталкивался со случаями, когда люди забывали убирать защитную пленку с подошвы процессорного кулера перед установкой на процессор, что приводило к перегреву.

Внимательно читайте спецификации к выбираемым железкам, обратите внимание на отзывы, посмотрите обзоры. Если не уверены в правильности выбора, спросите у знающих друзей или в тематических группах во «Вконтакте».

Главный плюс самостоятельной сборки — это как раз возможность самому подбирать комплектующие. Часто в готовых решениях, даже из высокого ценового сегмента, экономят на второстепенных компонентах. Например, ставят дешевый блок питания, а оперативная память может стоять одной планкой, что негативно влияет на производительность — особенно в играх.

Трудностей можно избежать, если проверять, совместимы ли между собой все ваши комплектующие. На разных сайтах есть конструкторы, которые позволяют сразу подбирать подходящие друг другу детали. Ну и в целом в интернете довольно много информации о том, что и куда подключать, — не должно возникнуть проблем.

Единственная боль — если у вас какие-то из комплектующих бракованные и собранный компьютер не запускается после сборки. В таком случае без посторонней помощи будет сложно обойтись.

Совет № 3

Будьте внимательнее к корпусу

Чтобы материнская и видеокарта влезли в корпус, надо уточнить их размеры и сопоставить с размерами корпуса. В современных мощных компьютерах нередко устанавливают системы жидкостного охлаждения процессора — нужно представлять, куда вы будете крепить радиатор и влезет ли он по высоте и ширине. Подробные характеристики указаны на сайтах магазинов электроники — достаточно внимательно их изучить, чтобы избежать проблем.

Когда я собираю компьютер, стараюсь максимально точно подбирать комплектующие, исходя из своих требований и пожеланий. Читаю характеристики, обзоры, отзывы, долго думаю и прицениваюсь. Если бы у меня было бесконечно много денег, выбирал бы менее осторожно, а так приходится подгонять железо не только под свои желания, но и под финансовые возможности. Но в итоге я доволен: дотошность в выборе комплектующих практически гарантирует успех сборки.

Совет № 4

Читайте инструкции

Так как я давно слежу за комплектующими, то просто пошел и купил необходимую конфигурацию в DNS. Пришел домой и собрал. Все комплектующие в идеальном состоянии, все работает как часы. Провода не путаю, так как занимаюсь этим более 15 лет. При таком опыте сборки, разборки и настройки ПК все делается как-то автоматически.

Трудностей можно избежать, если внимательно читать инструкции к тем коробочкам, которые покупаете. Даже с первого раза любой человек может собрать компьютер, просто смотря видео на «Ютубе» или находя информацию в интернете. Но если самому очень страшно, лучше доверить сборку магазину, где покупаете компьютер.

Совет № 5

Полюбите кабели

У меня был — да и сейчас, впрочем, есть — ноутбук, но захотелось настольный компьютер для возможности более гибких апгрейдов. Играю на нем в «Майнкрафт», GTA V, занимаюсь разработкой, запускаю офисный софт и мессенджеры.

Главная сложность при сборке — кабель-менеджмент. Если этот процесс прямо не обожать, он не для слабонервных. Благо у меня кабели скрылись под задней стенкой без особых проблем, а то, что видно снаружи, получилось вполне аккуратно.

Совет № 6

Не забудьте про охлаждение

Корпус, питание и охлаждение моего компьютера полностью модульные, поэтому пришлось рассчитывать, какие конкретные вентиляторы взять, куда закрепить и направить. Опасался, что выбранный набор вентиляторов заставит системный блок слегка парить над уровнем пола, так что пришлось искать способ регулировки их мощности.

Материнская плата не предполагала запитывания таких крупных вентиляторов, а сжигать ее настроения тогда не было. Поэтому я отыскал переходники для вентиляторов, которые позволяли питать их от блока питания, но регулировать обороты сигналом от материнской платы: она принимает решение, исходя из температуры центрального процессора.

Я долго пыхтел, потратил много денег и хочу теперь монитор побольше, но сам компьютер справляется с работой на отлично. Из недавних игр только New World на «ультрах» заставляет мой компьютер звучать громче обычного, и то где-то вполовину доступной мощности вентиляторов.

Совет № 7

Проверьте питание

Собирать компьютер довольно легко: если что-то не вставляется, значит, не суй, а подумай.

Наверное, самое сложное — блок питания. Надо убедиться, что шлейфы смогут запитать все комплектующие, потом подключить все мелкие проводки типа кулеров и SSD. Здесь пришлось повозиться, но, может, это только у меня такие проблемы из-за первобытного страха электричества.

Совет № 8

Не спрашивайте советов у кого попало

Я собрал компьютер, чтобы играть. Кажется, что Плейстейшн будет дешевле, но это только пока не посчитаешь стоимость самих игр. На компьютере за них заплатишь от 150 до 2000 Р, а на консолях это уже порядка 2000—6000 Р.

Почти все для своего компьютера я купил с рук. Компоненты уже старые: на игры пока хватает, а на всякое рабочее — с трудом. Еще было очень сложно разбираться с проводами в маленьком корпусе. Туда еле все влезло — и выглядит не то чтобы супер. Думаю, займусь этим, чтобы не мозолило глаза, когда обновлю комплектующие.

А еще рекомендую не обращаться на русские ресурсы за советом. Там все очень злые. Маленькие компьютеры для них — это печка, и такие, мол, никогда нельзя собирать. Если знаете английский, советую сразу идти на «Реддит».

Собирали свой компьютер самостоятельно? Поделитесь опытом и станьте героем нашего следующего материала

Главная

Мы обеспечим весь комплекс услуг по поставке товара,
оперативно выполним заказ и предложим именно то, что вам необходимо!

• Выберите необходимый товар, положите его в «корзину». Заполните форму заказа, указав максимально полную информацию.

Если вы не можете найти нужный вам товар в одной из категорий, воспользуйтесь поиском по всей базе.

Мы можем помочь решить все ваши проблемы свазанные с поставкой электронных компонентов.
Вам больше не надо беспокоиться о поставщиках, тратить нервы, деньги и время.

• ОБШИРНАЯ СЕТЬ ПОСТАВЩИКОВ

  Благодаря разветвленной и обширнейшей сети поставщиков, мы найдем все необходимые комплектующие и детали для выполнения вашего заказа.

• ПОДБОР АНАЛОГОВ

  Даже если что-то снято с производства, подберем идентичные элементы и сделаем вашу работу намного проще.

• ДОСТУПНОСТЬ

  Компания Диамант ЭК рада предложить сотрудничество как крупным фирмам, так и частным производствам. Мы работаем с физическими, юридическими лицами, крупными корпорациями и заводами.

• ГАРАНТИЯ ДОСТАВКИ

  Мы не срываем сроков, не высылаем неполные заказы и никогда не отказываем своим клиентам в их просьбах.

• УДОБСТВО ЗАКАЗА

  Обеспечиваем полный пакет документов, простоту и оперативность оформления заявок, удобную транспортировку выбранным клиентом способом и различные формы оплаты.

• НАЙДЕМ ВСЕ

  Даже если ваше производство отдано редчайшим моделям, требующим уникальных компонентов – мы найдем для вас все, что нужно.

Stage 2 Performance Chip Module OBD2 для Smart

Запрограммировано для вашего автомобиля, работает с:

✓ Регулярные газовые двигатели (складские)

✓ Двигатели с турбонаддувом

✓ Двигатели с наддувом

✓ Гибридные двигатели

✓ Турбодизельные двигатели

✓ Дизельные двигатели

Работает как с МКПП, так и с АКПП!

Непревзойденная 100% гарантия возврата денег.
Если вы недовольны своей покупкой, отправьте ее обратно и верните деньги обратно!

Что тебе терять !? окупается в кратчайшие сроки!

Часто задаваемые вопросы

Нужны ли мне какие-либо специальные инструменты или знания в области автомобилестроения для установки?

Нет! В отличие от других продуктов, которые требуют, чтобы вы врезались в датчики в автомобиле; этот продукт действительно 100% Plug and Play. Он работает только для автомобилей 1996+ и настроен для вашей модели.Не упустите эти дешевые продукты мощностью от 10 до 50 мега-лошадиных сил. Это все уловки и, по сути, пластиковая коробка с пустым пространством.

Работает ли этот продукт в автоматическом и ручном режимах?

Да.

Работает ли этот продукт с 2WD или 4WD

Работает с обоими типами, если у вашего автомобиля есть опции

Работает ли этот продукт на обычном газе или дизельном топливе?

Работает на обоих типах.

Работает ли этот продукт с двигателями с наддувом или с турбонаддувом?

Да.

Будет ли моя гарантия на этот продукт аннулирована?

Нет! это не аннулирует вашу гарантию, многие дилеры осуждают любые улучшения производительности. Однако по закону производитель не может аннулировать вашу гарантию на добавление запасных частей. Блок снимается так же легко, как и устанавливается. Таким образом, его можно снять перед тем, как отправить автомобиль дилеру для обслуживания. Это самый простой способ избежать проблем со стороны дилера.

(Благодаря Закону о гарантии Магнусона Мосса: Кодекс США — Раздел 15, Глава 50, Разделы 2301-2312, заводская гарантия на ваш автомобиль защищена законом, когда вы добавляете запасные части.)

Сколько лошадиных сил я получу?

Результаты действительно различаются, и иногда может потребоваться до 2 недель, чтобы увидеть результаты из-за компьютерного обучения. Этап 1 повторно калибрует зажигание и топливо на основе таких переменных, как октановое число топлива, температура окружающего воздуха и других датчиков, в дополнение к стилю вождения.

Может ли это повредить мой двигатель или электронику автомобиля?

Нет, совсем нет. Нулевой% шанс причинения вреда. Наши продукты прошли динамометрические испытания и доказали, что они работают без каких-либо негативных последствий для автомобиля.Мы это гарантируем!

Как работает этот продукт?

Использование порта бортового компьютера OBD — подключается прямо — наш продукт изменяет сигналы, отправляемые на компьютер ECU вашего автомобиля. Модуль оптимизирует такие функции, как угол зажигания, топливовоздушная смесь, топливные карты, а также обеспечивает большую мощность и лучший расход топлива. ЭБУ современных транспортных средств управляет рядом исполнительных механизмов двигателя внутреннего сгорания для обеспечения оптимальной работы. Для этого он считывает значения с множества датчиков в моторном отсеке, интерпретирует данные с помощью многомерных карт производительности (справочные таблицы) и соответствующим образом регулирует исполнительные механизмы двигателя.

Это резистор?

Нет, этот продукт не подключается к датчику двигателя, как многие дешевые продукты на рынке. Никаких сращиваний и резки проводов!

Нужно ли мне сначала использовать этап 1, чтобы использовать этап 2 или 3?

Нет, Этапы определяют, сколько энергии вы сможете извлечь из своего транспортного средства, вам не нужно переходить с одного этапа на другой.

ЭТАПОВ Быстрое сравнение:

ЧИП ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ	ПОДСТАВКА	МОМЕНТ ПРИ 6500 ОБ / МИН	ЭКОНОМИЯ ГАЗА
СТУПЕНЬ 1 ( ТОПЛИВНЫЙ ЧИП)	20HP Увеличение	+16. 2 фунт-фут	до 4 MPG
ЭТАП 2 ( ЧИП ВСЕХ ОБЪЯВЛЕНИЙ )	30HP Увеличение	+24,2 фунт-фут	до 2 MPG
СТУПЕНЬ 3 ( В ФОКУСЕ МОЩНОСТИ )	40HP Увеличение	+32,3 фут-фунт	НЕТ

Этап 1 Чип-модуль OBD2 для FORD

Разработано и сделано в США

Запрограммировано для вашего автомобиля, работает с:

✓ Регулярные газовые двигатели (складские)

✓ Двигатели с турбонаддувом

✓ Двигатели с наддувом

✓ Гибридные двигатели

✓ Турбодизельные двигатели

✓ Дизельные двигатели

Работает как с МКПП, так и с АКПП!

Непревзойденная 100% гарантия возврата денег.
Если вы недовольны своей покупкой, отправьте ее обратно и верните деньги обратно!

Что тебе терять !? окупается в кратчайшие сроки!

Часто задаваемые вопросы

Нужны ли мне какие-либо специальные инструменты или знания в области автомобилестроения для установки?

Нет! В отличие от других продуктов, которые требуют, чтобы вы врезались в датчики в автомобиле; этот продукт действительно 100% Plug and Play. Он работает только для автомобилей 1996+ и настроен для вашей модели.Не упустите эти дешевые продукты мощностью от 10 до 50 мега-лошадиных сил. Это все уловки и, по сути, пластиковая коробка с пустым пространством.

Работает ли этот продукт в автоматическом и ручном режимах?

Да.

Работает ли этот продукт с 2WD или 4WD

Работает с обоими типами, если у вашего автомобиля есть опции

Работает ли этот продукт на обычном газе или дизельном топливе?

Работает на обоих типах.

Работает ли этот продукт с двигателями с наддувом или с турбонаддувом?

Да.

Будет ли моя гарантия на этот продукт аннулирована?

Нет! это не аннулирует вашу гарантию, многие дилеры осуждают любые улучшения производительности. Однако по закону производитель не может аннулировать вашу гарантию на добавление запасных частей. Блок снимается так же легко, как и устанавливается. Таким образом, его можно снять перед тем, как отправить автомобиль дилеру для обслуживания. Это самый простой способ избежать проблем со стороны дилера.

(Благодаря Закону о гарантии Магнусона Мосса: Кодекс США — Раздел 15, Глава 50, Разделы 2301-2312, заводская гарантия на ваш автомобиль защищена законом, когда вы добавляете запасные части.)

Сколько лошадиных сил я получу?

Результаты действительно различаются, и иногда может потребоваться до 2 недель, чтобы увидеть результаты из-за компьютерного обучения. Этап 1 повторно калибрует зажигание и топливо на основе таких переменных, как октановое число топлива, температура окружающего воздуха и других датчиков, в дополнение к стилю вождения.

Может ли это повредить мой двигатель или электронику автомобиля?

Нет, совсем нет. Нулевой% шанс причинения вреда. Наши продукты прошли динамометрические испытания и доказали, что они работают без каких-либо негативных последствий для автомобиля.Мы это гарантируем!

Как работает этот продукт?

Использование порта бортового компьютера OBD — подключается прямо — наш продукт изменяет сигналы, отправляемые на компьютер ECU вашего автомобиля. Модуль оптимизирует такие функции, как угол зажигания, топливовоздушная смесь, топливные карты, а также обеспечивает большую мощность и лучший расход топлива. ЭБУ современных транспортных средств управляет рядом исполнительных механизмов двигателя внутреннего сгорания для обеспечения оптимальной работы. Для этого он считывает значения с множества датчиков в моторном отсеке, интерпретирует данные с помощью многомерных карт производительности (справочные таблицы) и соответствующим образом регулирует исполнительные механизмы двигателя.

Это резистор?

Нет, этот продукт не подключается к датчику двигателя, как многие дешевые продукты на рынке. Никаких сращиваний и резки проводов!

Нужно ли мне сначала использовать этап 1, чтобы использовать этап 2 или 3?

Нет, Этапы определяют, сколько энергии вы сможете извлечь из своего транспортного средства, вам не нужно переходить с одного этапа на другой.

ЭТАПОВ Быстрое сравнение:

ЧИП ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ	ПОДСТАВКА	МОМЕНТ ПРИ 6500 ОБ / МИН	ЭКОНОМИЯ ГАЗА
СТУПЕНЬ 1 ( ТОПЛИВНЫЙ ЧИП)	20HP Увеличение	+16.2 фунт-фут	до 4 MPG
ЭТАП 2 ( ЧИП ВСЕХ ОБЪЯВЛЕНИЙ )	30HP Увеличение	+24,2 фунт-фут	до 2 MPG
СТУПЕНЬ 3 ( В ФОКУСЕ МОЩНОСТИ )	40HP Увеличение	+32,3 фут-фунт	НЕТ

Чипы производительности для легковых и грузовых автомобилей

В старые времена, когда компьютер не контролировался, путь к большей мощности пролегал глубоко под капотом, в недра двигателя, и требовалось много времени и денег для больших кулачков, клапаны большего размера и поршни с высокой степенью сжатия.Конечно, вы все еще можете сделать все это сегодня, но зачем беспокоиться? Теперь получить больше мощности и крутящего момента от вашего двигателя так же просто, как подключить программатор. Всего несколькими нажатиями клавиш вы почувствуете мощность и ускорение.

Предлагаемые нами программаторы содержат «мелодии» производительности, которые были разработаны и доказали свою эффективность в работе дино, поэтому вам не придется гадать или экспериментировать с настройками, которые могут повредить ваш двигатель. Все, что вам нужно сделать, это подключить программатор к порту OBD II и следовать инструкциям на экране.А с программистом вы можете в полной мере использовать преимущества воздухозаборников, выхлопных систем и других компонентов с «индивидуальной настройкой», специально созданной для вашего автомобиля, которая учитывает эти модификации.

Компьютер, широко известный как ECM, ECU или PCM, является мозгом вашего автомобиля и контролирует все функции, особенно те, которые имеют решающее значение для производительности, такие как подача топлива, угол опережения зажигания и опережение искры. Однако на заводе компьютер откалиброван очень консервативно, с настройками, рассчитанными на «средний» драйвер.Ваш движок способен на гораздо большее, и если вы энтузиаст, вы можете раскрыть эту скрытую мощь с помощью программиста производительности.

Помимо предварительно загруженных мелодий, многие программисты позволяют отслеживать функции автомобиля на экранных датчиках, регистрировать данные и загружать их на ПК. Если вы опытный тюнер или отправляете свой автомобиль в тюнинговую мастерскую, вы можете использовать эту информацию на стенде или на улице для точной настройки двигателя на максимальную мощность, лучшую экономию топлива или лучшую настройку для буксировки.Можно отслеживать такие параметры, как частота вращения, температура охлаждающей жидкости, температура воздуха на впуске, турбонаддув, температура выхлопных газов, давление в коллекторе, корректировки топлива и многое другое.

Хотя функции различаются в зависимости от программиста и производителя, многие программисты позволяют вам делать гораздо больше, чем просто настраивать ваш движок. На некоторых программистах вы можете настроить схемы переключения передач и спидометр, чтобы учесть другое передаточное число или шины большего диаметра; увеличить / уменьшить частоту вращения холостого хода и точку ограничителя оборотов, или даже удалить ограничитель оборотов; отрегулировать жесткость переключения автоматических трансмиссий; отключить системы контроля тяги и смещения по требованию; регулировать температуру, при которой вентилятор охлаждения двигателя включается и выключается, и многое другое.

Многие программисты также позволят вам читать коды неисправности (диагностические коды неисправностей), предоставляя обозначение конкретного кода неисправности, а также полное текстовое описание кода. Вы можете сэкономить, проверив собственный автомобиль и сбросив коды. И поскольку большинство программистов создают резервную копию вашей заводской настройки во время установки, если вам нужно доставить свой автомобиль дилеру, вы можете вернуть его в заводское состояние, чтобы избежать проблем с отделом обслуживания. Мы даже предлагаем программистам режим гонок, который может рассчитывать время разгона от 0 до 100 км / ч и время мили, с деревом полоски перетаскивания на экране, чтобы увидеть время реакции.

RaceChip USA — Чип-тюнинг производительности, сделанный в Германии

Вопросы и ответы о чип-тюнинге и RaceChip

Разговор с основателем RaceChip Мануэлем Гётцем

Зачем вообще тюнинг двигателя?

Вождение — это гораздо больше, чем просто практический способ добраться из пункта А в пункт Б. Автомобили могут быть такими захватывающими, и если они правильно настроены, они могут доставить нам настоящее удовольствие, когда мы за рулем. Как настройщики микросхем, мы движимы страстью; Каждый должен иметь возможность испытать улучшенное ускорение и лучшую динамику движения, которые стали результатом настройки двигателя.Вот почему современная электронная настройка RaceChip доступна практически для всех производителей и современных двигателей.

Что такое чип-тюнинг?

Чип-тюнинг — это новейшая форма электронного тюнинга двигателя. Между блоком управления двигателем и датчиками установлено устройство — это, если хотите, своего рода мини-компьютер (именно поэтому некоторые говорят о цифровой настройке), улучшающий параметры, установленные производителем. Коробки настройки
RaceChip работают с нашим собственным программным обеспечением, которое мы модифицируем для работы с каждым двигателем, чтобы оно оптимизировало электронные сигналы к двигателю и от него.Мы проводим обширные стендовые испытания с различными двигателями, пока не добьемся оптимальных результатов. RaceChip в основном изменяет сигналы системы впрыска и задействует резервы двигателя, заложенные производителем. Вы можете максимально использовать потенциал своего автомобиля.
В нашем методе настройки двигателя используется тот же принцип улучшения электроники, который производители используют для различения моделей с одним и тем же блоком двигателя. Например, почти все современные 4-цилиндровые двигатели BMW используют один и тот же 2-литровый блок, но имеют очень разные выходы из-за изменений в блоке управления двигателем.
Чип-тюнинг возможен с любым двигателем с принудительным впрыском в направлении впрыска, независимо от того, является ли это турбокомпрессором или нагнетателем. Это означает, что мы можем добиться большей производительности практически от любого турбодизеля (как с общей топливораспределительной рампой, так и с насос-форсункой) или бензинового двигателя с наддувом.

Насколько больше мощности я могу получить с помощью настройки микросхемы?

Значительно больше: в зависимости от двигателя вашего автомобиля и выбранной модели RaceChip вы можете получить на 30% больше мощности и на 30% больше крутящего момента.И наш чип-тюнинг всегда остается в пределах резервов, заложенных в двигатель.

Есть ли RaceChip для моего автомобиля?

Почти наверняка. RaceChip разработала чип-боксы со специальным программным обеспечением для более чем 3000 моделей от более чем 60 производителей.

Чем чип-тюнинг отличается от переназначения / настройки OBD?

Чип-тюнинг (через блок питания) работает без изменения аппаратного и программного обеспечения производителя; все системы защиты двигателя остаются нетронутыми, вы легко можете установить коробку самостоятельно, а ваш автомобиль может быть полностью восстановлен до заводских настроек.Настройка
OBD (бортовая диагностика) позволяет получить доступ к настройкам производителя для системы управления двигателем и электроники и изменить их, как правило, навсегда. Установка обычно требует значительных затрат и не может быть отменена полностью.

Гарантированно ли безопасна настройка двигателя RaceChip?

Да, это просто, проверено и безопасно. Выгоды от настройки RaceChip всегда находятся в пределах возможностей транспортного средства.Никаких физических изменений в двигатель не производилось. Мы используем только те тепловые и механические резервы, которые заложены в каждом серийном двигателе.
RaceChip предлагает гарантию сроком до 5 лет на сам блок для микросхем.

Нехватка чипов

создает новых сильных игроков

САН-ФРАНЦИСКО — С 1989 года компания Microchip Technology работает в тихой глуши электронной промышленности, производя микросхемы, называемые микроконтроллерами, которые добавляют вычислительную мощность автомобилям, промышленному оборудованию и многим другим продуктам.

Теперь глобальная нехватка микросхем повысила престиж компании. Спрос на продукцию Microchip превышает ее возможности более чем на 50 процентов. Это поставило компанию, базирующуюся в Чандлере, штат Аризона, в незнакомое положение власти, которое она начала использовать в этом году.

Хотя Microchip обычно позволяет клиентам отменить заказ на чип в течение 90 дней с момента доставки, он начал предлагать приоритет отгрузки клиентам, подписавшим контракты на 12 месяцев заказов, которые нельзя было отозвать или перенести.Эти обязательства снизили вероятность того, что заказы испарится, когда дефицит закончится, придав Microchip больше уверенности в том, что они могут безопасно нанимать рабочих и покупать дорогостоящее оборудование для увеличения производства.

«Это дает нам возможность не сдерживаться», — сказал Ганеш Мурти, президент и главный исполнительный директор Microchip, который в четверг сообщил, что прибыль за последний квартал утроилась, а продажи выросли на 26 процентов до 1,65 миллиарда долларов.

Такие контракты — лишь один пример того, как меняется индустрия микросхем стоимостью 500 миллиардов долларов из-за нехватки кремния, при этом многие изменения, вероятно, переживут дефицит, вызванный пандемией.Отсутствие крошечных компонентов, от которых страдают производители автомобилей, игровых консолей, медицинских устройств и многих других товаров, является ярким напоминанием об основополагающей природе чипов, которые действуют как мозги компьютеров и других продуктов.

Главным из изменений является долгосрочный сдвиг рыночной власти от покупателей микросхем к продавцам, особенно тем, которые владеют заводами по производству полупроводников. Наиболее заметными бенефициарами стали гигантские производители микросхем, такие как Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, которые предлагают услуги, называемые литейными заводами, по производству микросхем для других компаний.

Но нехватка также резко усилила влияние менее известных производителей микросхем, таких как Microchip, NXP Semiconductors, STMicroelectronics, Onsemi и Infineon, которые разрабатывают и продают тысячи разновидностей микросхем тысячам клиентов. Эти компании, которые производят много продуктов на своих стареющих заводах, теперь все чаще могут выбирать, какие клиенты получат, сколько их дефицитных чипов.

Многие отдают предпочтение покупателям, которые действуют как партнеры, предпринимая такие шаги, как подписание долгосрочных обязательств по покупке или инвестирование, чтобы помочь производителям микросхем увеличить производство.Прежде всего, производители микросхем просят клиентов заранее поделиться дополнительной информацией о том, какие микросхемы им понадобятся, что помогает принимать решения о том, как поднять производство.

«Такая видимость — это то, что нам нужно», — сказал Хассан Эль-Хури, исполнительный директор производителя микросхем Onsemi, компании, ранее известной как ON Semiconductor.

Многие производители микросхем заявили, что они используют свои новые мощности сдержанно, помогая клиентам избежать таких проблем, как закрытие заводов и умеренное повышение цен.Это потому, что, по их словам, раздувание клиентов может вызвать плохую кровь, что отрицательно скажется на продажах, когда дефицит закончится.

Даже в этом случае переключение мощности было безошибочным. «Сегодня у покупателей нет рычагов влияния», — сказал Марк Адамс, исполнительный директор Smart Global Holdings, крупного пользователя микросхем памяти.

Marvell Technology, компания из Кремниевой долины, разрабатывающая микросхемы и передающая производство на аутсорсинг, пережила изменение власти. Раньше он давал литейным предприятиям оценку своих потребностей в производстве микросхем на 12 месяцев, но начиная с апреля он начал предоставлять им пятилетние прогнозы.

«Вам нужна действительно хорошая история», — сказал Мэтт Мерфи, исполнительный директор Marvell. «В конечном итоге цепочка поставок выделит тех, кто, по их мнению, станет победителем».

Это существенное изменение в психологии зрелой отрасли, где в целом рост был медленным. Многие производители микросхем в течение многих лет продавали в основном взаимозаменяемые продукты и часто изо всех сил пытались сохранить прибыльность своих заводов, особенно если упали продажи таких товаров, как персональные компьютеры и смартфоны, которые стимулировали наибольший спрос на микросхемы.

Но компоненты сейчас необходимы для большего количества продуктов, что является одним из многих признаков того, что быстрый рост может задержаться. По данным Ассоциации полупроводниковой промышленности, в третьем квартале общие продажи микросхем выросли почти на 28 процентов до 144,8 миллиарда долларов.

Годы консолидации отрасли также вытеснили избыточные производственные мощности и оставили меньше поставщиков, продающих эксклюзивные виды микросхем. Таким образом, покупатели, которые когда-то могли размещать и отменять заказы без особого уведомления — и отталкивать одного производителя чипов от другого, чтобы получить более низкие цены, — имеют меньше сил.

Одним из следствий этих изменений стало повышение стоимости заводов по производству микросхем, в том числе некоторых старых, принадлежащих литейным предприятиям. Это связано с тем, что новые производственные процессы стали настолько дорогостоящими, что некоторые разработчики микросхем не переходят на самые современные фабрики, чтобы производить свою продукцию. Результатом стал дефицит спроса на менее дорогие производственные линии, которым от пяти до десяти лет.

Таким образом, некоторые литейные предприятия в рамках серьезного изменения стратегии начинают вкладывать больше денег в старые производственные технологии.T.S.M.C. недавно заявили, что построят такой завод в Японии. Компания Samsung Electronics, ключевой конкурент литейного производства, также заявила, что рассматривает возможность создания новой «унаследованной» фабрики.

Но эти вложения окупятся через несколько лет. И они не будут решать проблемы, связанные с микросхемами, такими как микроконтроллеры, которые представляют собой микромир для сжатия цепочки поставок.

Микроконтроллеры сочетают в себе способность выполнять вычисления со встроенной памятью для хранения программ и данных, часто добавляя функции, которые поставляются только на специализированных заводах.И количество приложений стремительно растет, от тормозных систем и систем двигателя в автомобилях до камер видеонаблюдения, кредитных карт, электросамокатов и дронов.

«За последний год мы, вероятно, продали больше микроконтроллеров, чем за последнее десятилетие», — сказал Марк Барнхилл, главный торговый директор Smith, дистрибьютора микросхем из Хьюстона. По его словам, ожидание получения некоторых популярных микроконтроллеров сейчас растягивается более чем на год, а цены на продукты подскочили в 20 раз среди трейдеров, которые покупают и продают чипы.

На фоне суматохи компании, разрабатывающие или использующие микросхемы, ответили новой тактикой. «Некоторые дизайнеры адаптируют свои продукты для производства на разных заводах с большей производственной мощностью», — сказал Шив Таскер, глобальный вице-президент, занимающийся этой практикой в ​​консалтинговой компании Capgemini.

И клиенты, которые когда-то покупали микросхемы по цене и производительности, также больше думают о доступности.

Рассмотрим BrightAI, стартап, разрабатывающий устройства и программное обеспечение, чтобы помочь предприятиям подключить оборудование и другие устройства к Интернету.Алекс Хокинсон, его соучредитель, сказал, что за шесть месяцев он четыре раза модернизировал одну печатную плату, чтобы приспособить ее к разным микросхемам. По его словам, компания также перевела некоторых дизайнеров в Китай, чтобы быстрее доработать продукты с использованием приобретаемых там компонентов.

Более крупные пользователи микросхем, такие как автопроизводители, начали напрямую разговаривать с производителями, вместо того, чтобы следовать обычной практике работы через субподрядчиков. В прошлом месяце General Motors заключила сделку с производителем микросхем Wolfspeed, чтобы обеспечить долю полупроводников, поступающих с нового завода, который производит энергоэффективные компоненты для электромобилей.

Хотя сдвиг мощности в индустрии микросхем помог Microchip, он также принес с собой свои головные боли. Г-н Мурти сказал, что компании удалось произвести больше чипов на своих трех основных заводах в Аризоне и Орегоне, а также получить больше от партнеров-литейщиков. Но спрос растет быстрее, чем он может производить.

«Мы все больше отстаем», — сказал он.

Расширять собственные заводы Microchip непросто. Во-первых, компания всегда сильно полагалась на покупку бывшего в употреблении производственного оборудования, но «все это иссякло», — сказал г-н.- сказал Мурти.

Приобретение нового оборудования может занять от 12 до 18 месяцев и стоит дороже, сказал он. Хотя долгосрочные соглашения о закупках обеспечили большую стабильность для таких инвестиций, Microchip и другие также надеются, что Конгресс одобрит пакет финансирования в размере 52 миллиардов долларов, который, как ожидается, будет включать гранты для субсидирования большего производства чипов в США.

«Рассчитываем ли мы на него, чтобы вести наш бизнес? Нет, — сказал мистер Мурти. «Помогло бы это сделать некоторые из наших инвестиционных решений? Абсолютно.»

TS Performance 6-позиционный чип для 95-03 Powerstroke 7.3L Diesel Trucks

Наименование продукта: 6-позиционный чип
Производитель: TS Performance

• Настройки чипа по умолчанию:
  Стандартный / Высокий холостой ход / 50 л.с. / 75 л.с. / 100 л.с. / 140 л.с.
• Параметры настройки микросхемы, позвоните 866-737-4966, чтобы изменить:
  Стандартный, High-Idle, Anti-Theft, 50 л.с., 75 л.с., 100 л.с., 140 л.с., Valet
• TS Комбинированные пакеты микросхем доступны с системами впуска и выпуска !!
• Мы можем перезапустить ваш текущий чип TS.Пожалуйста, позвоните нам по телефону 866-737-4966 для получения подробной информации

Подключите больше мощности. Шестипозиционный чип TS Performance обеспечивает большую мощность на задних колесах, чем любой другой чип или загрузчик на рынке. Вы можете регулировать между 6 настройками во время вождения, просто поворачивая ручку, установленную на приборной панели. Не нужно останавливаться и загружать другую настройку, пока соревнование проходит мимо вас.

Характеристики микросхемы TS

• Все настройки мощности в лошадиных силах — RWHP
• Аппаратное обеспечение и программирование — это разработка TS Performances
• Регулируемый в кабине
• Простая установка с подробными инструкциями и экспертной технической поддержкой при необходимости

TS Chip Доступные программы

• Наличие
• Высокий холостой ход
• Противоугонная
• 50 л.с.
• 75 л.с.
• 100 л.с.
• 140 л.с.
• камердинер

Микросхема TS имеет 6 настроек положения на микросхеме.Различные варианты программы: Anti Theft, Stock, High Idle, Valet, 50hp, 75hp, 100hp, 140+ Extreme. Из этих 9 вариантов 6 будут запрограммированы на ваш чип в зависимости от года выпуска, марки, модели и типа трансмиссии вашего автомобиля. Если у вас есть особые предпочтения относительно того, какие опции вы хотели бы, , пожалуйста, включите эту информацию в раздел комментариев формы заказа . Обратите внимание, что позиция акции всегда должна быть первой !! Для использования с 7.3L Powerstroke.

Чип FAQ’s

1. Предлагает ли TS Performance различные микросхемы?
   Да, у нас есть чипы для буксировки и гонок.Для буксировки мы рекомендуем чип мощностью 50 или 75 л.с. У нас есть экстрим мощностью 100 или 140 л.с. для тех, кому нужно много лошадиных сил.
2. Замечу ли я разницу в мощности?
   Да, сила, которую вы почувствуете, будет мгновенной.
3. Вносит ли чип TS Performance изменения в автоматическую коробку передач?
   Добавление чипа не только увеличивает мощность и крутящий момент, но также укрепляет точки переключения. Более жесткое переключение, которое позволит вашему грузовику переключаться на передачу, а не резко включать передачу.
4. Сложно ли установить микросхемы TS Performance?
   Четырехбанковский чип легко и просто установить. Он просто вставляется в компьютер для надежной фиксации. Не требует тейпирования. Наши пошаговые инструкции отправляются вместе с вашей покупкой чипа.
5. Какую информацию необходимо предоставить в TS Performance для заказа микросхемы?
   Код PCM грузовика.
6. Каковы преимущества установки банковского чипа TS 4 по сравнению с другими брендами?
   A) Микросхема TS 4 банка не оставляет компьютерный код 605 в вашем PCM, который может быть обнаружен.
   B) Если ваш компьютер перепрошивает дилер, не о чем беспокоиться. Этот чип работает со всеми четырьмя страницами компьютера. Просто подключите свой чип обратно, и ваша энергия будет на месте.
7. Можно ли рассчитывать на лучший расход топлива с микросхемой TS Performance?
   Со всеми чипами мощности TS Performance почти во всех случаях сообщалось об увеличении на 2-4 мили на галлон. Это, конечно, будет зависеть от стиля вождения пользователя.
8. Какой прирост производительности я получу с микросхемой TS Performance?
   A) TS Performance 50 л.с. — 50 на задние колеса
   B) TS Performance 75 л.с. — 75 на задние колеса
   C) TS Performance 100 л.с. — 100 л.с. на задние колеса
   D) TS Performance 140 л.с. + экстремальный — от 140 л.с. до ваши задние колеса
9. В чем разница между однопозиционными и шестипозиционными микросхемами TS?
   Одиночная позиция поставляется только с настройкой 75 л.с.Шесть позиций идут с шестью позициями до 140 л.с. Одиночное положение не имеет ручки, потому что есть только 1 уровень и не на что переключаться. Положение 6 снабжено ручкой для переключения положений. Одиночное положение рекомендуется для буксировки или экономии топлива. 6-позиционный переключаемый чип рекомендуется для тех, кому нужна экономия топлива, буксировка, дистанционный запуск, защита от кражи и более высокая мощность.
10. Как я могу определить, какой у меня грузовик: начало 99-го или конец 99-го?
    Грузовики, построенные до 07.12.98, считаются началом 99-го, а автомобили, построенные после 07.12.98, — поздними .

TS Характеристики микросхемы	ТС Доступные программы для чипа
Все настройки мощности — RWHP Оборудование и программирование — это дизайн TS Performance В Регулируемая кабина Легко Установка с подробными инструкциями и экспертом техподдержка при необходимости	Склад Высокий режим холостого хода Противоугонная 50 HP 75 HP 100 HP 140 HP камердинер

ПРИМЕЧАНИЕ: заводской ограничитель скорости был поднят! Это заказчик ответственность за обеспечение надлежащей скорости шин рейтинг.

Прочтите и полностью усвойте все инструкции, прежде чем пытаться для установки TS Performance Chip. При обращении за технической помощью Помогите, имейте под рукой визитную карточку с вашим чипом. Это понадобится для проверки ваших программ.

чипов нового поколения будут работать снизу

Какое-то время каждый новый процессор выбрасывал больше тепла, чем предыдущий. Если бы эти микросхемы продолжали двигаться по траектории, по которой они следовали в начале 2000-х, они скоро набрали бы около 6400 ватт на каждый квадратный сантиметр — поток мощности на поверхности Солнца.

Вещи никогда не были это плохо, потому что инженеры работали над снижением энергопотребления чипа. Системы на кристалле (SoC) центра обработки данных неизменно уступают по производительности только процессорам суперкомпьютеров, но обычно они потребляют всего около 200-400 Вт на квадратный сантиметр. Чип, заключенный внутри этого смартфона в вашем кармане, обычно вытягивает 5 Вт.

Тем не менее, хотя компьютерные чипы не прожигут буквальную дыру в вашем кармане (хотя они и нагреваются достаточно, чтобы жарить яйцо), им по-прежнему требуется много тока для запуска приложений, которые мы используем каждый день.Рассмотрим SoC центра обработки данных: в среднем он потребляет 200 Вт, чтобы обеспечить транзисторы напряжением от 1 до 2 вольт, что означает, что чип потребляет от 100 до 200 ампер тока от регуляторов напряжения, которые его питают. Типичный холодильник потребляет всего 6 А. Высококачественные мобильные телефоны могут потреблять в десять раз меньше энергии, чем SoC для центров обработки данных, но даже в этом случае это все равно около 10–20 А тока. У вас в кармане до трех холодильников!

Подача этого тока на миллиарды транзисторов быстро становится одним из основных узких мест в конструкции высокопроизводительных SoC.По мере того как транзисторы продолжают делаться мельче, межкомпонентные соединения, которые снабжают их током, должны быть все плотнее и тоньше, что увеличивает сопротивление и снижает мощность. Так продолжаться не может: без больших изменений в способах поступления электронов в устройства на кристалле и от них не будет иметь значения, насколько меньше мы сможем сделать транзисторы.

В современных процессорах и сигналы, и питание достигают кремния [светло-серого] сверху. Новая технология разделит эти функции, сэкономив электроэнергию и освободив больше места для маршрутов сигналов [справа]. Крис Филпот

К счастью, у нас есть многообещающее решение: мы можем использовать сторону кремния, которая долгое время игнорировалась.

Электроны должны пройти по длинному пути, чтобы добраться от источника, который их генерирует, к транзисторам, которые с ними вычисляют. В большинстве электронных устройств они перемещаются по медным дорожкам печатной платы в корпус, в котором находится SoC, через шарики припоя, которые соединяют микросхему с платой. корпус, а затем через внутрикристальные межсоединения к самим транзисторам.Это последний этап, который действительно имеет значение.

Чтобы понять почему, полезно понять, как производятся чипы. SoC начинается с голого куска высококачественного кристаллического кремния. Сначала мы делаем слой транзисторов на самом верху этого кремния. Затем мы соединяем их вместе металлическими межсоединениями, чтобы сформировать схемы с полезными вычислительными функциями. Эти межсоединения сформированы в виде слоев, называемых стеком, и для передачи питания и данных на миллиарды транзисторов на современных микросхемах может потребоваться стек из 10-20 слоев.

Эти слои, ближайшие к кремниевым транзисторам, тонкие и маленькие, чтобы их можно было подключить к крошечным транзисторам, но они увеличиваются в размере по мере того, как вы поднимаетесь в стеке на более высокие уровни. Именно эти уровни с более широкими межсоединениями лучше передают мощность, поскольку имеют меньшее сопротивление.

Сегодня и мощность, и сигналы достигают транзисторов из сети межсоединений над кремнием («лицевая сторона»). Но увеличение сопротивления по мере уменьшения размеров этих межсоединений до все более мелких размеров делает эту схему несостоятельной. Крис Филпот

Таким образом, вы можете видеть, что металл, питающий цепи, — сеть подачи энергии (PDN) — находится поверх транзисторов. Мы называем это подачей питания с лицевой стороны. Вы также можете видеть, что электрическая сеть неизбежно конкурирует за пространство с сетью проводов, доставляющих сигналы, потому что они используют один и тот же набор медных ресурсов.

Чтобы получить питание и сигналы от SoC, мы обычно подключаем самый верхний слой металла — самый дальний от транзисторов — к шарикам припоя (также называемым выпуклостями) в корпусе микросхемы.Итак, чтобы электроны достигли любого транзистора для выполнения полезной работы, они должны пройти через 10-20 слоев все более узкого и извилистого металла, пока они, наконец, не смогут протиснуться к самому последнему слою локальных проводов.

Этот способ распределения мощности принципиально связан с потерями. На каждом этапе пути некоторая мощность теряется, а некоторая часть должна использоваться для управления самой доставкой. В современных SoC у разработчиков обычно есть бюджет, допускающий потери, которые приводят к 10-процентному снижению напряжения между корпусом и транзисторами.Таким образом, если мы достигнем общей эффективности 90 процентов или больше в сети энергоснабжения, наши проекты будут на правильном пути.

Исторически такой эффективности можно было достичь с помощью хороших инженерных решений — некоторые могут даже сказать, что это было легко по сравнению с проблемами, с которыми мы сталкиваемся сегодня. В современной электронике разработчикам SoC приходится не только управлять увеличивающейся плотностью мощности, но и делать это с межсоединениями, которые теряют мощность с резко возрастающей скоростью с каждым новым поколением.

Вы можете спроектировать внутреннюю сеть подачи питания, которая в семь раз эффективнее традиционной внешней сети.

Растущие потери связаны с тем, как мы делаем наноразмерные провода. Этот процесс и сопутствующие материалы восходят примерно к 1997 году, когда IBM начала изготавливать межсоединения из меди вместо алюминия, и отрасль изменилась вместе с этим. До этого алюминиевые провода были прекрасными проводниками, но нужно было сделать еще несколько шагов по Кривая закона Мура, их сопротивление скоро станет слишком высоким и станет ненадежным. Медь более электропроводна в современных шкалах ИС. Но даже сопротивление меди стало проблематичным, когда ширина межсоединений стала меньше 100 нанометров.Сегодня самые маленькие производимые межкомпонентные соединения имеют длину около 20 нм, поэтому сопротивление в настоящее время является актуальной проблемой.

Это помогает представить электроны в межсоединении как полный набор шаров на бильярдном столе. А теперь представьте, что толкаете их всех с одного конца стола к другому. Некоторые из них будут сталкиваться и отскакивать друг от друга по пути, но большинство будет двигаться по прямой. Теперь подумайте об уменьшении стола вдвое — вы получите намного больше столкновений, и шары будут двигаться медленнее.Затем снова уменьшите его и увеличьте количество бильярдных шаров в десять раз, и вы окажетесь примерно в той же ситуации, с которой сейчас сталкиваются производители чипов. Настоящие электроны не обязательно сталкиваются, но они приближаются друг к другу достаточно близко, чтобы создать силу рассеяния, которая нарушает поток через провод. При наноразмерных размерах это приводит к значительно более высокому сопротивлению проводов, что приводит к значительным потерям мощности.

Повышение электрического сопротивления — не новая проблема, но масштабы увеличения, которые мы наблюдаем сейчас с каждым последующим узлом процесса, беспрецедентны.Кроме того, традиционные способы управления этим увеличением больше не подходят, потому что производственные правила в наномасштабе налагают так много ограничений. Прошли те времена, когда мы могли произвольно увеличивать ширину определенных проводов, чтобы бороться с возрастающим сопротивлением. Теперь разработчики должны придерживаться определенной ширины проводов, иначе чип может оказаться непригодным для производства. Таким образом, отрасль сталкивается с двумя проблемами: более высоким сопротивлением в межсоединениях и меньшим пространством для них на микросхеме.

Есть другой способ: Мы можем использовать «пустой» кремний, который находится под транзисторами. В компании Imec, где работают авторы Бейн и Зографос, мы первыми разработали производственную концепцию, которая называется «скрытые рельсы питания» или BPR. Этот метод строит силовые соединения под транзисторами, а не над ними, с целью создания более толстых, менее устойчивых шин и освобождения места для межсоединений, передающих сигнал, над слоем транзисторов.

Чтобы уменьшить сопротивление при подаче энергии, транзисторы будут отводить силовые шины, скрытые внутри кремния.Это относительно большие проводники с низким сопротивлением, к которым могут подключаться несколько логических ячеек. Крис Филпот

Чтобы построить БПР, сначала нужно выкопать глубокие траншеи под транзисторами, а затем заполнить их металлом. Это нужно сделать до того, как вы сделаете сами транзисторы. Так что выбор металла важен. Этот металл должен выдержать этапы обработки, используемые для изготовления высококачественных транзисторов, температура которых может достигать около 1000 ° C. При такой температуре медь расплавляется, и расплавленная медь может загрязнить весь чип.Поэтому мы экспериментировали с рутением и вольфрамом, которые имеют более высокие температуры плавления.

Поскольку под транзисторами так много неиспользуемого пространства, вы можете сделать траншеи BPR широкими и глубокими, что идеально подходит для подачи питания. По сравнению с тонкими металлическими слоями непосредственно поверх транзисторов, BPR могут иметь сопротивление от 1/20 до 1/30. Это означает, что BPR позволят вам подавать на транзисторы больше мощности.

Кроме того, перемещая шины питания с верхней стороны транзисторов, вы освобождаете место для межсоединений, передающих сигнал.Эти межсоединения образуют «ячейки» фундаментальной схемы — мельчайшие блоки схемы, такие как битовые ячейки памяти SRAM или простую логику, которую мы используем для создания более сложных схем. Используя освободившееся пространство, мы могли бы уменьшить эти ячейки на 16 процентов и более, что в конечном итоге может привести к увеличению количества транзисторов на чип. Даже если бы размер элемента остался прежним, мы все равно продвинули бы закон Мура еще на один шаг.

К сожалению, закопать только локальные шины питания , похоже, будет недостаточно.Вам по-прежнему необходимо передавать питание на эти рельсы с верхней стороны микросхемы, а это приведет к снижению затрат и некоторой потере напряжения.

Прошли те времена, когда мы могли произвольно увеличивать ширину определенных проводов, чтобы бороться с возрастающим сопротивлением.

Исследователи из Arm, в том числе авторы Клайн и Прасад, провели моделирование на одном из своих процессоров и обнаружили, что сами по себе BPR могут позволить вам построить на 40 процентов более эффективную сеть электропитания, чем обычная внешняя сеть подачи энергии.Но они также обнаружили, что даже если вы использовали BPR с фронтальной подачей питания, общее напряжение, подаваемое на транзисторы, было недостаточно высоким для поддержания высокопроизводительной работы ЦП.

К счастью, Imec одновременно разрабатывала дополнительное решение для дальнейшего улучшения подачи питания: переместить всю сеть подачи питания с передней стороны микросхемы на заднюю. Это решение называется «подача питания на тыльную сторону» или, в более общем смысле, «металлизация тыльной стороны».«Это включает в себя уменьшение толщины кремния, находящегося под транзисторами, до 500 нм или меньше, после чего вы можете создавать« сквозные кремниевые переходы »нанометрового размера, или нано-ТСВ. Это вертикальные межсоединения, которые могут подключаться через заднюю сторону кремния к нижней части заглубленных рельсов, как сотни крошечных шахтных стволов. После того, как нано-TSV будут созданы под транзисторами и BPR, вы можете нанести дополнительные слои металла на тыльную сторону чипа, чтобы сформировать полную сеть доставки энергии.

Расширяя наши предыдущие симуляции, мы в Arm обнаружили, что для выполнения этой работы достаточно всего двух слоев толстого металла с тыльной стороны. Если вы можете разместить нано-TSV на расстоянии менее 2 микрометров друг от друга, вы можете разработать PDN на задней стороне, который будет в четыре раза эффективнее, чем передний PDN, с скрытыми шинами питания и в семь раз эффективнее, чем традиционные лицевая сторона ПДН.

У задней стороны PDN есть дополнительное преимущество, заключающееся в том, что она физически отделена от сигнальной сети, поэтому две сети больше не конкурируют за одни и те же ресурсы металлического слоя.Для каждого больше места. Это также означает, что характеристики металлического слоя больше не должны быть компромиссом между предпочтительными маршрутами питания (толстые и широкие для низкого сопротивления) и предпочтительными маршрутами сигналов (тонкими и узкими, чтобы можно было создавать схемы из плотно упакованных транзисторов). Вы можете одновременно настроить металлические слои на задней стороне для разводки питания и металлические слои на лицевой стороне для маршрутизации сигналов и получить лучшее из обоих миров.

Перемещение сети подачи питания на другую сторону кремния — «обратную сторону» — снижает потери напряжения еще больше, потому что все межсоединения в сети можно сделать толще, чтобы снизить сопротивление.Более того, удаление сети доставки питания над кремнием оставляет больше места для маршрутов сигналов, что приводит к еще меньшему размеру логических схем и позволяет производителям микросхем втиснуть больше транзисторов в ту же область кремния. Крис Филпот / IMEC

В наших разработках в Arm мы обнаружили, что как для традиционной передней PDN, так и для передней PDN с скрытыми шинами питания нам пришлось пожертвовать проектными характеристиками. Но с обратной стороной PDN ЦП смог добиться высоких частот. и имеют электрически эффективную подачу энергии.

Вам, конечно, может быть интересно, как в такой схеме передаются сигналы и питание от корпуса к микросхеме. Нано-TSV и здесь являются ключевыми. Их можно использовать для передачи всех входных и выходных сигналов с лицевой стороны на тыльную сторону микросхемы. Таким образом, как питание, так и сигналы ввода / вывода могут быть присоединены к шарикам припоя, которые расположены на задней стороне.

Исследования моделирования — отличное начало, и они показывают потенциал на уровне проектирования ЦП обратных PDN с BPR.Но до внедрения этих технологий в массовое производство предстоит еще долгий путь. По-прежнему существуют серьезные проблемы с материалами и производством, которые необходимо решить. Оптимальный выбор металлических материалов для BPR и нано-TSV имеет решающее значение для технологичности и электрической эффективности. Кроме того, очень сложно сделать траншеи с высоким соотношением сторон (глубокие, но тонкие), необходимые как для BPR, так и для нано-TSV. Надежное травление плотно расположенных, глубоких, но узких элементов в кремниевой подложке и заполнение их металлом является относительно новым для производства микросхем и все еще является тем, с чем промышленность пытается справиться.Разработка надежных и воспроизводимых производственных инструментов и методов будет иметь важное значение для обеспечения широкого распространения нано-TSV.

Более того, SoC с батарейным питанием, такие как в вашем телефоне и в других конструкциях с ограниченным энергопотреблением, уже имеют гораздо более сложные сети доставки энергии, чем те, которые мы обсуждали до сих пор. Современная система энергоснабжения разделяет микросхемы на несколько областей питания, которые могут работать при разных напряжениях или даже полностью отключаться для экономии энергии.(Видеть » Схема для увеличения срока службы батареи », IEEE Spectrum , август 2021 г.)

При тестировании нескольких конструкций с использованием трех вариантов подачи питания только питание на задней стороне с заглубленными шинами питания [красный] обеспечивает достаточное напряжение без ущерба для производительности. Крис Филпот

Таким образом, обратные PDN и BPR в конечном итоге должны будут делать гораздо больше, чем просто эффективно доставлять электроны. Им нужно будет точно контролировать, куда идут электроны и сколько их туда попадает.Разработчики микросхем не захотят делать несколько шагов назад, когда дело доходит до проектирования энергопотребления на уровне микросхем.