以往CPU的頻率比較低，因此當我們對其進行超頻的時候，很容易就可以獲得明顯的性能提升，從而改善我們的使用體驗，而現(xiàn)在的CPU大都以較高的主頻示人，大部分時間里其原廠性能就可以滿足我們的使用需求，超頻所帶來的紅利已經(jīng)沒有以前那么明顯。但是這并不意味著超頻已經(jīng)不再是diy玩家的日常，事實上現(xiàn)在仍然有很多玩家熱衷于超頻，因為超頻不僅可以帶來性能上的提升，玩家也可以從超頻的過程中獲得充分的滿足感，可以算得上是“雙份的快樂”。
因此對于配置了Z490以及X570芯片的高端主板來說，超頻能力算得上是一個很重要的評價指標，而影響主板超頻能力的因素可以分為軟件和硬件兩方面，其中軟件主要體現(xiàn)在BIOS設定上，而硬件方面的影響則主要體現(xiàn)在CPU供電上。也正因為如此，主板供電規(guī)模的高低也就成為了一塊主板能否成為好主板的重要判斷因素。
我們都知道影響CPU超頻的因素有很多 ，CPU的超頻潛力也就是我們常說的“CPU體質”固然重要，但CPU的散熱環(huán)境和供電環(huán)境對CPU能否發(fā)揮出其超頻潛力也是至關重要的，可以這三方面有任何一面落后，都會影響到玩家在CPU超頻上的體驗。那么CPU的供電環(huán)境是如何影響CPU超頻的呢？道理其實很簡單，CPU超頻后功耗會有明顯上升，這意味著CPU對電壓和電流的要求會更高，如果主板上的CPU供電無法在CPU超頻的情況下仍然可以提供穩(wěn)定的電壓和電流，CPU的超頻潛力自然會受到制約，無法得到充分發(fā)揮。
主板是怎樣為CPU供電進行供電的呢？
那么怎樣的主板供電才能滿足CPU超頻的需求呢？我們首先從主板上的CPU供電組成開始講起。主板上的供電電路其實有很多，除了我們常說的CPU供電外，內存、PCI-E以及配置在主板上的各種芯片都有自己的供電電路，只是由于CPU供電的重要性很高，而且CPU本身就是用電大戶，因此大家說起主板供電的時候，一般指代的就是CPU供電。CPU供電主要采用開關電源電路， 這是通過控制開關管開通和關斷的時間和比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種供電模式，不僅在技術上成熟可靠，而且擁有轉換效率高、穩(wěn)壓范圍大、穩(wěn)壓效果好、供電電流充足等多個優(yōu)勢。
組成一組完整的開關電源電路通常需要有電容、電感、MosFET場效應管以及PWM脈沖寬度調制芯片四類元件組成，其組成原理圖如上所示，圖中電容的作用是穩(wěn)定供電電壓，濾除電流中的雜波，讓電流更為純凈；電感線圈則是通過儲能和釋能，來起到穩(wěn)定電流的作用；PWM芯片則是開關電路控制模塊的主要組成部分，電路輸出電壓的 高低與電流的大小基本上是由這個控制模塊；MosFET場效應管則分為上橋和下橋兩部分，電壓的調整就是通過上下橋MosFET配合工作實現(xiàn)的。
開關電源電路開始工作時，外部電流輸入通過電感L1和電容C1進行初步的穩(wěn)流、穩(wěn)壓和濾波，輸入到后續(xù)的調壓電路中。由PWM芯片組成的控制模塊則發(fā)出信號導通上橋MosFET，對后續(xù)電路進行充能直至兩端電壓達到設定值。隨后控制模塊關閉上橋MosFET，導通下橋MosFET，后續(xù)電路對外釋放能量，兩端電壓開始下降，此時控制模塊關閉下橋MosFET，重新導通上橋MosFET，如此循環(huán)不斷。
上文中所述的“后續(xù)電路”實際上就是原理圖中的L2電感與C2電容， 在上述原理圖中，C1和L1其實并不是必須的，其存在更多地只是確保外部輸入的電流足夠穩(wěn)定。但是C2與L2則不一樣，它們是整個開關電源電路中不可或缺的一部分，因為開關電源電路的MosFET所輸出的并不是穩(wěn)定的電流，而是包含有雜波成分的脈沖電流，這樣的脈沖電流是無法直接在終端設備上使用的。此時L2電感與C2電容就共同組成了一個類似于“電池”作用的儲能電路，上橋MosFET導通時“電池”進行充能，而在下橋MosFET導通時“電池”進行釋能， 這樣才能使進入終端設備的電流與兩端電壓維持穩(wěn)定。
以上就是CPU供電電路的原理圖，放在現(xiàn)實中相當于主板上的單相供電。但我們都知道，現(xiàn)在主板上的CPU供電都不是單相的，往往是由多相供電組成，這是因為CPU對供電電流有較高的要求， 我們以酷睿i9-10900K為例，其在運行AIDA64 FPU測試時，CPU核心電壓為1.2V，功耗則在210W左右，算下來已經(jīng)是175A的電流，如采用單相供電的話，那么你首先需要一個能夠承受150A以上電流的電感，這樣的電感體積非常巨大，此外電容的也需要有足夠的容量，這也是需要用體積來換的， 此外可以承擔175A電流的MosFET以及PCB線路也是“登天級”的難度，這放在主板上顯然是不可能的事情。
因此主板上的CPU供電都是多相供電的方式來分攤負載壓力，175A的供電電流分攤到4相就是每相43.75A，8相供電就是每相21.875A，這樣每相電路的負載顯然要比單相供電更加合理，供電電路的安全和發(fā)熱量也就更容易控制了。
那么怎樣的主板供電才能滿足CPU超頻使用呢？
我們以技嘉的Z490I AORUS ULTRA主板為代表，給大家講解一下如何去判斷主板上的CPU供電能否滿足CPU超頻的需求。CPU供電電路多數(shù)情況下是布置在CPU插槽的旁邊，多數(shù)情況下是在左側和上方，右側和下方的位置則是留給內存、PCI-E擴展插槽與CPU的通信線路使用的。現(xiàn)在大多數(shù)的主板都會給CPU供電電路配置專門的散熱模塊，以確保其在高負載的情況下也仍然可以維持穩(wěn)定的輸出，因此我們需要拆卸散熱模塊后才能完全確定主板的供電規(guī)模。
不過由于拆卸主板供電的散熱模塊有可能會導致保修服務失效，因此我們并不建議玩家自行拆卸查看，通過多查看外界資訊例如我們的相關評測文章來確認會是一個比較靠譜的方式，當然大家也可以用比較常見的方式例如“數(shù)電感”等來評估主板供電規(guī)模，只是這些方式有較大的局限性，最多只能作為臨時的參考而不能作為評判的標準。
從我們的拆解可以看到，技嘉Z490I AORUS ULTRA主板采用的是8+1+1相供電設計，8相為CPU核心供電，1相為核芯顯卡供電，1相為I/O供電，配置的MosFET均為一體式的DrMos，并配置有貼片式的鐵素體電感、輸入濾波為固態(tài)電容，輸出濾波則為聚合物電容，這樣的供電規(guī)模放在Mini-ITX主板上算是相當豪華的，即便是在標準ATX主板上也稱得上是高端配置。不過這樣的供電規(guī)模可以為CPU提供怎樣的供電能力呢？下面我們就來對主板的供電電路進行簡單解析。
PWM脈沖寬度調制芯片
要看一款主板的供電能力，其PWM供電控制芯片的性能可以說是起到?jīng)Q定性作用。PWM也就是Pulse Width Modulation，簡稱脈沖寬度調制，是利用數(shù)字輸出的方式來對模擬電路進行控制的一種技術手段，可以對模擬信號電平實現(xiàn)數(shù)字編碼。其依靠改變脈沖寬度來控制輸出電壓，并通過改變脈沖調制的周期來控制其輸出頻率。PWM芯片的選擇與供電電路的相數(shù)息息相關，產品擁有多少相供電，PWM芯片就必須擁有對應數(shù)量的控制能力。
技嘉Z490I AORUS ULTRA主板采用的是8+1+1相供電設計，因此原則上其PWM供電控制芯片就最少能提供8+1+1相的供電能力。實際上技嘉Z490I AORUS ULTRA主板配置的ISL69269IRZ也確實擁有這個能力，其支持3路控制輸出，分別為8+2+2相，完全可以滿足這款主板的供電控制需求。
像這樣的供電配置方式，我們一般稱其為“原生供電控制”，簡單來說就是“有多少相供電就配置能控制多少相的PWM芯片”，這樣的設計在電流控制的響應速度以及電壓控制的精度上都有最好的表現(xiàn)。
另外現(xiàn)在也有不少主板產品有采用倍相、并聯(lián)等“等效相數(shù)”的供電電路，例如通過4相控制的PWM芯片搭配倍相器的方式來控制8相供電，或者是每2相供電并聯(lián)組成“加強型供電”，再通過4相PWM芯片進行控制。這樣的“等效8相”組合雖然在供電能力上相比原生控制不會有很大差別，但是在電壓控制精度與響應時間上相比原生控制會弱勢一些。
MosFET開關管
如果說PWM芯片決定主板對供電電壓的控制精度以及響應時間，那么MosFET的供電能力就相當于是決定CPU供電的電流上限了。MosFET在供電電路中的作用是電流開關，它可以在電路中實現(xiàn)單向導通，通過在控制極也就是柵極加上合適的電壓，就可以讓MosFET實現(xiàn)飽和導通，而調壓功能則是可以通過PWM芯片控制通斷比實現(xiàn)。
MosFET有四項重要參數(shù)，分別是最大電流（能承受的最大電流）、最大電壓（能承受的最大電壓）、導通電阻（導通電阻越低電源轉換效率越高）以及承受溫度（所能承受的溫度上限），原則上來說最大電流越大、最大電壓越高、導通電阻越低、承受溫度越高的MosFET品質越好。當然 這樣的完美產品并不存在，不同MosFET會有不同優(yōu)勢，選擇什么樣的MosFET是需要從實際情況出發(fā)考慮的。
在開關電源供電電路中，MosFET是分為上橋和下橋兩組，運作時分別導通。一般來說上橋MosFET在規(guī)模上是小于等于下橋MosFET，這個與上下橋MosFET所需要承擔的電流不同有關。上橋MosFET承擔是的外部輸入電流，一般來說是12V電壓，因此在同樣功率的前提下，上橋MosFET導通的時間更短，承擔的電流更低，所需要的規(guī)模自然可以低一些；而下橋MosFET承擔的是CPU的工作電壓，一般來說 是在1V左右，因此在相同功率的環(huán)境下，其承擔的電流是上橋MosFET的10倍，導通的時間更長，所需要的規(guī)模自然更高了。
比較常見的MosFET是分離式設計，也就是上橋MosFET與下橋MosFET是獨立元件，這樣的設計便于根據(jù)產品的定位來改變元器件，占用的空間是比較多的，因此現(xiàn)在有不少主板廠商會在中高端產品上使用整合式的MosFET，這種MosFET我們一般稱之為DrMos，其上橋MosFET以及下橋MosFET均封裝在同一芯片中，占用的PCB面積更小，更有利于布線，而且DrMos在轉換效率以及熱量控制上相比傳統(tǒng)分離式MosFET也有一定優(yōu)勢。
技嘉Z490I AORUS ULTRA主板的8相CPU核心核心供電采用的都是型號為ISL99390HRZ的DrMos元件，這顆DrMos的供電能力最高可達90A，這就意味著在8相供電的情況下，主板可以提供最高720A的CPU核心供電電流，完全可以滿足旗艦級處理器如酷睿i9-10900K在超頻時所需要的供電。
不過按照酷睿i9-10900K的功耗，技嘉Z490I AORUS ULTRA主板的供電規(guī)模可以算得上是3倍于CPU的需求，我們真的有必要選用如此高規(guī)模供電的主板嗎？其實事情并沒有大家想想象的那么簡單，因為MosFET的實際供電能力與其工作時的溫度有很大的關系，總體來說工作時溫度越低，可以負載的電流就越大；而MosFET的溫度又和其工作時所承擔的電流有關，電流越高溫度也會越高。
因此技嘉Z490I AORUS ULTRA主板上配置了8相總計720A電流的供電規(guī)模，除了讓主板擁有更高的功率上限外，同時還可以分攤每相供電的電流，讓每相電路都工作在合理的負載范圍內，溫度自然也會控制在合理范圍內，在加上帶有熱管的散熱片，就可以進一步壓制供電發(fā)熱，使DrMos可以工作在較低的溫度里，始終維持最佳的工作狀態(tài)，以保證輸出電流的強度以及電壓的精度不受影響。
電容與電感線圈
電容與電感線圈在開關電源供電電路中一般是搭配使用，其中電容的作用是穩(wěn)定供電電壓，濾除電流中的雜波，而電感線圈則是通過儲能和釋能來起到穩(wěn)定電流的作用。電容是最常用的也是最基本的電子元器，其在CPU和GPU的供電電路主要是用于“隔直通交”和濾波。由于電容一般是并聯(lián)在供電電路中，因此電流中的交流成分會被電容導入地線中，而直流成分則繼續(xù)進入負載中。同時由于電容可以通過充放電維持電路電壓不變，因此其不僅可以濾除電流中的高頻雜波，同時也減少電路的電壓波動。
而電感線圈的作用則是維持電路中的電流穩(wěn)定性，當通過電感線圈的電流增大時，電感線圈產生的自感電動勢與電流方向相反，阻止電流的增加，同時將一部分電能轉化成磁場能存儲于電感之中；當通過電感線圈的電流減小時，自感電動勢與電流方向相同，阻止電流的減小，同時釋放出存儲的能量，以補償電流的減小。
供電電路中的電容與電感
由于在開關電源電路中，電感與電容需要在短時間內進行上萬次的充放電，因此它們的品質將直接影響開關電源供電電路的性能表現(xiàn)。目前CPU供電電路中多使用固態(tài)電容以及封閉式電感，前者具備低阻抗、耐高紋波、溫度適應性好等優(yōu)點，后者則有體積小、儲能高、電阻低的特性，比較適合用于低電壓高電流的CPU和GPU供電電路中。 技嘉Z490I AORUS ULTRA主板采用的就是這樣的配置，其供電輸入濾波電容是定制自FPCAP的固態(tài)電容，電感則是貼片式的鐵素體電感，這些元件在中高端主板上很常見，除了有體積小占位小的優(yōu)點外，也是目前業(yè)內公認的“高性能”搭配。
主板背面的聚合物電容
而對于供電輸出濾波來說，有一種電容比起固態(tài)電容會更適合使用，那就是聚合物電容，例如技嘉Z490I AORUS ULTRA主板背面的鋁聚合物電容以及著名的“小黃豆”鉭電容 等。聚合物電容擁有極強的高頻響應能力，因此在每秒充放電上萬次的開關電源供電電路中，它們常常被用于輸出端的濾波電路中，可以大大提升電流的純凈度。
優(yōu)秀的CPU供電在實際使用中是怎樣的表現(xiàn)？
那么優(yōu)秀的CPU供電在實際使用中會有怎樣的表現(xiàn)呢？一般來說優(yōu)秀的CPU供電可以帶來更穩(wěn)定的電流和電壓，可以讓CPU穩(wěn)定地運行在高頻率，特別是在超頻時，CPU供電是否足夠優(yōu)秀，是直接會影響到CPU超頻潛力的發(fā)揮以及超頻之后的穩(wěn)定性。同時優(yōu)秀的供電電路也會擁有比較高的轉換效率，不僅有利于省電，也可以有效減少發(fā)熱，降低平臺對散熱系統(tǒng)的需求。
我們在技嘉Z490I AORUS ULTRA主板上對英特爾酷睿i9-10900K處理器進行超頻，在頻率提升至5.2GHz時，其CPU功耗在265W左右，而在CPU供電接口處測得的輸入功率則為279W，這樣簡單計算下來即可得出，主板CPU供電電路的轉換效率是為265W/279W*100%=94.9%，可以看出其轉換效率非常高。
而從熱成像圖來看，主板上的發(fā)熱點確實是在CPU供電部分，從溫度上看是70℃到72℃左右，可以看出其溫度控制還是很不錯的，畢竟MosFET特別是DrMos在工作時的發(fā)熱是可以達到100℃的水平，屬于高溫工作元件。從這里我們也可以看出，主板供電的用料規(guī)模與散熱規(guī)模是必須要對等的，這樣才能讓主板供電有良好的工作環(huán)境，以發(fā)揮出最高效能。在這一點上，技嘉Z490I AORUS ULTRA主板無疑是讓人滿意的。
另外在這里我們也可以看出技嘉Z490I AORUS ULTRA主板的720A供電電流上限的必要性，其不僅能在CPU滿載時讓供電電路處于最佳工作負載區(qū)間，實現(xiàn)較高的轉換效率，同時也是預留有充足的安全空間，可以在相對惡劣的散熱環(huán)境下，或者瞬時供電峰值的時候，也能維持足夠穩(wěn)定的電壓和電流，保證系統(tǒng)可以平穩(wěn)工作。
總結：供電優(yōu)秀的主板是CPU超頻的最佳搭配
相信大家從我們的講解中就可以看出，主板的CPU供電是否強悍，與電容、電感、MosFET以及PWM芯片的配置是相關的，電容與電感決定了主板的電流是否足夠穩(wěn)定和純凈，MosFET決定供電電流的上限，PWM芯片則決定了主板供電的電壓精度和電流響應速度。這四方面需要相互配合才能達成最佳的效果，任何一方面存在明顯的短板，都會讓主板的供電能力大打折扣。
以技嘉Z490I AORUS ULTRA主板的供電配置為例，其供電配置在Mini-ITX主板上顯然是佼佼者，不僅在有限的空間里提供了8相供電配置，而且采用的是在控制精度和響應時間上都非常有利的原生PWM供電控制，輸入濾波采用的是低阻抗、耐高紋波和耐高溫的固態(tài)電容，輸入則采用了封閉式電感與聚合物電容，這種搭配是目前業(yè)內公認的“高性能”配置，可以說無論在供電用料以及供電設計都遠遠超出了旗艦級CPU的需求。
因此技嘉Z490I AORUS ULTRA主板的供電配置即便是放到ATX主板上也是名列前茅的，對于喜歡迷你平臺，同時有喜歡超頻的玩家來說，這樣的主板顯然是難得的最佳搭配。
