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主板和显卡是如何给CPU和GPU供电的_服务器

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主板和显卡是如何给CPU和GPU供电的？

我们看到的电脑，从来都是把电源线插上，按一下按钮（或者短接），电脑屏幕就亮了，可有没有人细细想过，主板那么多个微小零件，是怎么按照顺序一点点点亮的呢，又是怎么让CPU和显卡运作起来的呢，今天，小编就为大家答疑解惑！

想要了解主板和显卡是如何给CPU和GPU供电的，就必须先要了解供电模块。显卡与主板的供电模块的主要作用是调压、稳压以及滤波，以此让CPU或者GPU获得稳定、纯净且电压合适的电流。虽然二者略有区别，但总体的运作模式大同小异。

1.三端稳压供电

虽然长得各种各样，但基本上就是一个三只脚的小零件，你可别小看这个小家伙，它虽然提供很小电流不能用在大负载设备上，但是DAC电路和I/O接口电路它都是重要的主力军。三端稳压集成电路也称三端稳压管，它的样子就像是普通的三极管，电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78×× 系列和负电压输出的79×× 系列。顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出，分别是输入端、输出端和接地端。然后就能够在设计电压下传输电流了~

2.场效应管线性稳压（已弃用，老显卡上还有）

还是一个场效应管，这种供电模块主要由信号驱动芯片以及MosFET组成，有着反应速度快、输出纹波小、工作噪声低的优点。但是场效应管线性稳压的转换效率较低而且发热量大，不利于产品功耗和温度控制，因此其多数用在更早年之前的显存或者内存的供电电路上，而且仅限于入门级产品，中高端产品往往会使用更好的供电组成，也就是第三种供电模块——开关电源。

3.开关电源

实际上主板/显卡上有这个的小型设备（芯片零件），但为了说得清楚，我们拿最大版本来讲。开关电源是控制开关管开通和关断的时间和比率，维持稳定输出电压的一种供电模块，主要由电容、电感线圈、MosFET场效应管以及PWM脉冲宽度调制IC组成，发热量相比线性稳压更低，转换效率更高，而且稳压范围大、稳压效果好，因此它成为了目前CPU与GPU的主要供电来源。

拿上图显卡为例，开关电源通常是由电容、电感线圈、MosFET场效应管以及PWM脉冲宽度调制芯片四类元件组成，也就是除了芯片之外剩下板上60%的区域，至于他们的详细介绍百度上都有也比较高深，这里就不做介绍了，你只要知道他们是电流接通后保证你芯片不会直接烧掉的重要变压温流模块就好。

开关电源基本原理图如下所示，图中电容的作用是稳定供电电压，滤除电流中的杂波，让电流更为纯净；电感线圈则是通过储能和释能，来起到稳定电流的作用；PWM芯片则是开关电路控制模块的主要组成部分，电路输出电压的大小与电流的大小基本上是由这个控制模块；MosFET场效应管则分为上桥和下桥两部分，电压的调整就是通过上下桥MosFET配合工作实现的。

开关电源供电电路开始工作时，外部电流输入通过电感L1和电容C1进行初步的稳流、稳压和滤波，输入到后续的调压电路中。由PWM芯片组成的控制模块则发出信号导通上桥MosFET，对后续电路进行充能直至两端电压达到设定值。随后控制模块关闭上桥MosFET，导通下桥MosFET，后续电路对外释放能量，两端电压开始下降，此时控制模块关闭下桥MosFET，重新导通上桥MosFET，如此循环不断。

上文中所述的“后续电路”与线性稳压电路相比，开关电源虽然有转换效率高，输出电流大的优点，但是其MosFET所输出的并不是稳定的电流，而是包含有杂波成分的脉冲电流，这样的脉冲电流是无法直接在终端设备上使用的。此时L2电感与C2电容就共同组成了一个类似于“电池”作用的储能电路，上桥MosFET导通时“电池”进行充能，而在下桥MosFET导通时“电池”进行释能，让进入终端设备的电流与两端电压维持稳定。

和上图所不同的是，大部分现在的主板、中高端显卡，都不是一个供电模块，我们称之为多相供电，你可以看做一个模块输出的直流不够需要更多的直流输入，以RX 480显卡为例，其整卡满载功耗为210W左右，即使按GPU供电占整卡供电70%计算，GPU的满载功率也达到了150W的水平，以运行电压1.1V计算，相当于136A的电流，如采用单相供电的话，那么单体承受100A以上的电感会非常巨大，而且要保证单相有足够低的纹波，感值也会很大，那样电感就更加巨大了，这显然在各个方面来看都是无法让人接受的。

因此显卡与主板上都需要采用多相供电的方式，来分摊每一路供电的负载，以维持供电电路的安全和发热量的可控性，部分中高端产品甚至引入了供电相数动态调节的技术，在负载较低是关闭部分供电电路，在CPU或GPU的负载提高时再自动打开，这样既可以满足高负载时的供电需求，也可以在低负载时起到进一步节能的作用。

但基本原理相同。

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