메인보드 디지털 전원부 도입의 필요성

목차

1. 서 론

2. 디지털과 아날로그에 대한 개념정리
2.1 디지털과 아날로그의 차이
2.2 디지털의 장점과 단점

3. 디지털 전원부의 등장 이유

4. 디지털과 아날로그 동작 방식의 차이
4.1 메인보드 전원부의 동작 원리
4.2 디지털과 아날로그 전원부의 동작 방식 차이

5. 아날로그와 디지털 전원부의 비교
5.1 아날로그에 대응되는 디지털 전원부의 각 소자 구성
5.2 Switching Regulator, MOSFET Driver, MOSFET
5.3 디지털 전원부에만 있는 오실레이터(Oscillator)
5.4 인덕터(Inductor), 캐패시터(Capacitor, Condensor)

6. 디지털 전원부의 Phase 구분 방법
6.1 아날로그 전원부의 Phase 구분 방법
6.2 디지털 전원부의 Phase 구분 방법

7. 결 론
7.1 디지털 전원부는 효율성을 높일 수 있다!
7.2 디지털 전원부의 도입은 피할 수 없다!

*참고사이트

본문내용

디지털 전원부를 구성하는 인덕터들은 제조사마다 동일한 방식을 적용하고 있는 것으로 확인되었는데 이는 보통 2Phase에서부터 최대 5Phase까지의 구성이 가능한 것으로 나타나고 있다. 인덕터는 Phase에 따라 크기가 다르기 때문에 눈으로 보아도 쉽게 구분이 가능하다. 또, 이 메인보드에 사용된 Pulse PA1315NL의 모델명 중 가장 끝자리에 위치한 숫자를 주목하면 된다. 보통 디지털 전원부에 사용되는 인덕터들은 끝자리에 사용되는 Phase를 구분할 수 있는 숫자가 위치한다.
ABIT AB9 QuadGT에 사용되는 인덕터는 Pulse사의 것으로 PA1315NL로 표기 되어 있는데 앞서 설명한데로 끝에 위치한 NL앞의 5가 바로 Phase를 나타내는 숫자이다. 이를 통해 이 제품은 5Phase를 구성한다는 것을 알 수 있을 것이다. 마찬가지로 Pulse의 PA1312/PA1313/PA1314는 각각 2/3/4Phase를 구성할 수 있는 인덕터들이라는 것도 알 수 있다.
또, MOSFET과 드라이버 칩을 통합한 VT1135 칩 역시 Phase를 구분하기 위해 확인할 수 있는 부분으로 Phase에 따라 디지털 전원부에서는 하나씩 사용되므로 5개가 사용되어 5Phase의 구성이라는 것을 확인할 수 있다.
그러나, 이런 방법 역시 아날로그 전원부 Phase 확인 방법과 마찬가지로 제조사에 따라 다른 구성을 할 수 있으므로 정확한 방법으로 보기에는 부족하다. 따라서 디지털 전원부 역시 Phase를 구성하기 위해 사용되는 Switching Regulator와 인덕터의 데이터 시트를 확인하는 것이다.
앞에서 언급하였듯이 VT1135에 대한 자세한 정보가 공개되지 않아 VITEC의 59P9855 Multi-Phase Coupled Inductor를 사용하였다. ABIT AB9 QuadGT에 사용된 인덕터와 동일한 Phase 구성을 하고 있기 때문에 회로도로 쉽게 설명할 수 있어 첨부하였다.
[VITEC 59P9855 Multi-Phase Coupled Inductor]
[Pulse PA1315NL Coupled Inductor]
Pulse PA1315NL Coupled Inductor는 VR10과 VR11 규격을 지원하고 있으며, 2/3/4/5Phase를 구성하는 칩셋이 구분되어 있다.
데이터 시트에는 VITEC 59P9855가 최대 5Phase의 전원부를 구성하고 있다고 언급하고 있으며, 이 회로도에도 MOSFET과 드라이버 칩이 통합된 모두 5개가 사용되고 있다. Switching Regulator, MOSFET과 드라이버 칩이 통합된 칩의 개수로 이 인덕터가 5Phase를 구성하고 있다는 것을 보여준다. 하지만 이 부분도 제조사마다 이를 구성하는 방법에 차이를 보이는데 일부 디지털 전원부를 채택한 메인보드들은 3Phase를 갖는 2개의 인덕터를 사용하는 등의 방법을 사용하고 있으므로 아날로그 전원부 구분 방법과 마찬가지로 해당 인덕터의 데이터 시트와 소자들을 함께 확인하는 것이 정확한 구분법이다.
7. 결 론
7.1 디지털 전원부는 효율성을 높일 수 있다!
사실 디지털 전원부는 메인보드보다 그래픽 카드들에서 더 빨리 사용되어졌던 방식이다. 이러한 이유는 각종 제조 공정상에 따르는 비용 문제와 기술력이 현재보다 많이 떨어지고 있었기 때문에 메인보드보다 적용이 비교적 쉬운 그래픽 카드들에 먼저 사용된 것이다. 가격적인 부분에서도 고급형 그래픽 카드들에 적용할 수 있을 만큼 되었기 때문이고 메인보드는 그에 반해 디지털 전원부를 적용함에 따르는 장점을 활용하기에는 부담이 컸기 때문이기도 하다. 그러나 최근에는 공정 기술 및 반도체 기술이 발전하여 가격적인 부분에서도 아날로그 소자들과 비교하여 차이가 줄어들었기 때문에 디지털 전원부를 보다 쉽게 구현할 수 있게 되었다.
디지털 전원부를 도입하는 결정적인 이유는 앞서도 여러 차례 언급하였듯이 아날로그 전원부가 가지는 문제들을 해결하기 위함이다. 가장 큰 것 중 하나는 CPU에 안정적인 전원 공급을 위한 전원부 구성에서 아날로그는 복잡한 회로 구성과 이에 따르는 부품들의 수가 늘어나게 되어 비효율적인 전원 공급과 발열, 그리고 불필요한 전원을 낭비하게 되어 결과적으로는 효율성이 떨어지게 된다. 반면, 디지털 전원부를 사용하게 되면, 기술 발전에 따라 여러 기능을 포함한 칩들을 이용하여 복잡한 회로 구성을 간소화할 수 있으며, 이에 따라 불필요한 전원 낭비나 발열 부분에서도 훨씬 유리하여 효율성을 증대시킬 수 있게 된다.
7.2 디지털 전원부의 도입은 피할 수 없다!
디지털 전원부는 앞서 언급한 것과 같이 디지털 방식의 장점들을 그대로 활용하고 있으므로 아날로그 방식보다 향상된 부분을 통해 효율성을 높여줄 수 있다. 또, 아날로그 방식이 가지고 있는 다양한 문제점들을 어느 정도 해결할 수 있어 앞으로의 제품들에는 디지털 방식을 사용한 제품들이 더 많이 등장하게 될 것이라는 것은 의심되지 않는다.
무엇보다 과거와는 다르게 발전된 기술에 의해 상대적으로 높았던 해당 소자들의 가격이 낮아져 아날로그 소자 수준과 비슷해져 설계에 따른 과정도 기존보다 단순해질 수 있기 때문에 전체적인 제조비용 역시 아날로그보다 유리한 상황을 만들어 가고 있다.
또한, 언급한 부분 외에도 이를 사용하는데 따르는 사용자들에게도 많은 장점을 가져올 수 있다. 디지털 전원부를 사용하게 됨에 따라 기존 아날로그 전원부의 많은 발열 부분들과 캐패시터 등에 의한 CPU 쿨링의 방해 문제 들을 해결할 수 있다. 이는 특히, 오버클럭에 비중을 많이 두고 있는 사용자들에게는 아날로그 전원부보다 적은 발열을 통해 더 안정적인 오버클럭 시스템을 구성할 수도 있고 아날로그보다 정확한 전원 공급도 가능해지므로 더 나은 오버클럭 환경을 가능하게 해준다. 물론, 일반 사용자들도 디지털 전원부 도입에 따른 온도 등의 안정성 확보 부분은 마찬가지이다.
이런 의미에서 제조사들과 사용자들의 요구에 따른 디지털 전원부의 도입은 피할 수 없는 과정이다.
*참고문헌 및 사이트
Understanding Computers, Time-Life Books
http://www.bodnara.co.kr

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