電壓調(diào)節(jié)器 (VR) 系統(tǒng)中的可聽噪聲長期以來一直是一個(gè)問題。在 PC 行業(yè)，這個(gè)問題變得更加明顯，因?yàn)?CPU 開始負(fù)責(zé)顯著且重復(fù)的電壓變化，從而通過 VR 引起噪聲。這些電壓變化，以及陶瓷電容器和主板的物理特性，給 PC 制造商帶來了可聽噪聲問題，目前還沒有好的解決方案。

陶瓷電容器通常用于 VR 輸入和輸出級的去耦，因?yàn)樗鼈兂杀镜颓页叽缧　．?dāng)感應(yīng)電壓變化時(shí)，陶瓷電容器的壓電特性會導(dǎo)致元件內(nèi)部發(fā)生運(yùn)動。當(dāng)電壓向一個(gè)方向變化時(shí)，電容器向一個(gè)方向彎曲，然后當(dāng)電壓變化相反時(shí)向相反方向彎曲。當(dāng)電壓在可聽頻率范圍內(nèi)重復(fù)變化時(shí)，這些陶瓷電容器會重復(fù)彎曲。然而，僅此一點(diǎn)還不足以產(chǎn)生噪音。柔性電容器的作用類似于揚(yáng)聲器系統(tǒng)中的音圈。音圈移動錐體，而錐體實(shí)際上產(chǎn)生了聲音。

在我們的揚(yáng)聲器類比中，主板是錐體。主板通過幾個(gè)點(diǎn)固定在外殼內(nèi)，但通常有足夠的未固定板區(qū)域可以彎曲。當(dāng)足夠多的陶瓷電容器一起彎曲時(shí)，它們可以很容易地在外殼內(nèi)垂直彎曲主板，足以產(chǎn)生可聽噪聲。

在 VR 中產(chǎn)生可聽噪聲所需的最后一個(gè)組件是重復(fù)的電壓變化。多年來，CPU 一直在動態(tài)管理自己的性能、頻率、熱量和功耗。這種管理的一個(gè)重要部分是通過調(diào)整 CPU 的輸入電壓。在高性能需求中，電壓會增加。當(dāng)不需要高性能時(shí)，降低電壓以減少 CPU 內(nèi)的漏電流，從而節(jié)省電力。這些電壓變化旨在解決 PC 中的可聽噪聲。

圖 1顯示了來自 CPU 的電壓識別 (VID) 變化和來自 VR 的電壓響應(yīng)的示例。更高的電壓需要更高的性能，然后降低電壓以減少泄漏電流。

圖 1：CPU 的 VID 變化和 VR Vout 電壓響應(yīng) 2

MPS Smart-Ramp 可聽降噪技術(shù)如圖 2所示。如果來自 CPU 的新 VID 低于當(dāng)前 VID 且電壓階躍大于寄存器 X 中定義的值，則電壓斜坡下降的開始將延遲寄存器 Y 中定義的持續(xù)時(shí)間。圖 2 顯示一個(gè)短暫延遲的例子，它可能足以破壞主板的彎曲，從而減少可聞噪音。CPU 的操作和來自 CPU 的命令不變。

圖 2：MPS 智能斜坡可聽降噪技術(shù)

MPS 解決方案的另一種實(shí)施方式是延長斜坡下降的延遲持續(xù)時(shí)間，直到接收到下一個(gè)更高級別的 VID 命令。當(dāng)重復(fù)的電壓變化完全消除后，不再有可聽噪聲（參見圖 3）。

圖 3：消除了電壓引起的可聽噪聲

如前所述，降低 CPU 電壓的好處是減少了泄漏電流，因此 Smart-Ramp 解決方案對節(jié)能功能的影響很小。CPU 在較低 C 狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)可以節(jié)省更多功率。Smart-Ramp 技術(shù)不會干擾 CPU 進(jìn)入自己的節(jié)能 C 狀態(tài)的能力。唯一的功耗影響是，如果電壓輸出沒有延遲地遵循每個(gè) VID 命令，那么在電壓本來會很低的短時(shí)間內(nèi)，流入 CPU 的泄漏電流會增加。

然而，改變電壓也有電力成本，需要從增加的泄漏功率中減去，以了解全功率影響。當(dāng) VID 降低時(shí)，系統(tǒng)會通過強(qiáng)制將電荷接地來丟棄（浪費(fèi)）電荷。然后，當(dāng) VID 再次增加時(shí)，需要額外的電源來為輸出重新充電。在某些系統(tǒng)中，輸出放電和再充電的功率成本可能超過使用 MPS Smart-Ramp 可聽降噪解決方案時(shí)看到的泄漏功率。

此外，在引起噪聲的事件期間，只有在較低電壓下的短時(shí)間內(nèi)，泄漏電流較高。一旦重復(fù)的電壓變化停止，在 MPS Smart-Ramp 技術(shù)將電壓設(shè)置為較低的 VID 之前會有最后一個(gè)延遲，以在預(yù)期的長時(shí)間 CPU 省電狀態(tài)期間節(jié)省泄漏電流。

MPS Smart-Ramp 技術(shù)的可配置性意味著客戶可以根據(jù)自己的意愿選擇保守或激進(jìn)。在一個(gè)模型中，客戶可能會等到發(fā)現(xiàn)噪音問題，然后通過 BIOS 更改重新編程 MPS VR 控制器，以激活和配置該功能以解決他們特定的噪音問題。另一種方法是主動配置 VR 控制器，除了最小的 VID 變化外，再加上長延遲設(shè)置。這將消除 VR 中所有由電壓變化引起的噪聲，但顯然會帶來更大的功率影響。

結(jié)論

處理器輸入功率的電壓電平變化是一項(xiàng)必要的省電功能，可能會在未來的許多代 PC 中使用。當(dāng)這些變化導(dǎo)致 PC 中出現(xiàn)可聽噪音時(shí)，制造商幾乎沒有什么昂貴的選擇來使他們的平臺在市場上可行。Smart-Ramp 可聽降噪技術(shù)為 PC 制造商提供了一種易于實(shí)施的有效選擇。

審核編輯：湯梓紅