CN101620461B - 具有附加电压调节模块插槽区的主机板及其相关电子模块 - Google Patents

Abstract

一种具有附加电压调节模块插槽区的主机板及其相关电子模块。其主机板包含有一中央处理器插槽、一电压调节模块(Voltage RegulatorModule，VRM)、一电压调节模块插槽区，以及一控制开关单元。该电压调节模块电连接于该中央处理器插槽，用来供应安装于该中央处理器插槽中的一中央处理器运作时所需的一第一功率。该控制开关单元用来于一电压调节模块接口卡插入该电压调节模块插槽区时导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽，藉以使该电压调节模块接口卡与该电压调节模块共同供应该中央处理器运作时所需的一第二功率，该第二功率高于该第一功率。

Description

具有附加电压调节模块插槽区的主机板及其相关电子模块 

技术领域

本发明涉及一种主机板及其相关电子模块，特别是涉及一种具有附加电压调节模块插槽区的主机板及其相关电子模块。 

背景技术

一般而言，由于计算机具有相当强大且多样化的功能，所以计算机内部的中央处理器须具备有强大的运算能力以处理复杂且多变的系统工作排程，然在中央处理器进行不同的系统工作排程时其所需的工作负载不尽相同，故中央处理器的耗电量会随着工作负载量而不断改变，也就是说，中央处理器的耗电量会随着所进行的系统工作排程的不同而产生瞬间内增强或是减弱的情形，面对此一状况，计算机中的一般电源供应器往往无法直接为中央处理器提供即时的供电变化，因此，在主机板上通常设计有专为中央处理器供电的供电模块。所谓的中央处理器供电模块是由脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)驱动电路、晶体管(MOSFET)、电感(Choke)及电容(Capacitor)等元件所组成，正式名称为电压调节模块(VoltageRegulator Module，VRM)，它能感应来自中央处理器所发出的电压电平需求，其原理是检测处理器的电压辨识(Voltage IDentificator，VID)讯号，然后依据事先定义好的查核对应表查出此一电压辨识讯号所表示的需求电压值，接着再进行中央处理器的工作电压的调整，如此一来，中央处理器就不会因为电流突如其来的改变而使得电压突然发生过大的变化，致使影响中央处理器的正常运作。上述脉冲宽度调制驱动电路的功能主要是把输入的电压的振幅转换成脉冲信号与监控功率电路的输出状态以作出即时的修正，并控制晶体管的开关以达到掌控电流进出的目的。上述电感则是一储能整流的元件，意即在电流通过时将过多的电流暂存起来，或在电流不足时再释放能量，以达到稳定电流的作用。上述电容则具备有蓄电滤波的功能，不单可去除低频杂波，还可负责储备电流以确保中央处理器的 稳定供电。 

简言之，主机板是利用上述的电压调节模块来为中央处理器产生合适的供电，值得一提的是，由于现时中央处理器的功率消耗越来越巨大，所以在主机板的设计上通常会配置有多相式的电压调节模块，此处所提及的相位是指由晶体管、电感及电容所组成的脉冲宽度调制电路，也就是说，在主机板上会配置有多组的晶体管、电感及电容，相较于采用单一或较少相位，高功率消耗所带来的高电流可藉由上述多组的晶体管、电感及电容平均分担，藉以提高主机板使用的年限跟安全性，而且此一高相位的设计对中央处理器突如其来的负载改变，其反应亦更为敏捷，进而有效提升主机板在运作上的稳定性，因此，主机板上的电压调节模块的设计是由刚开始的二相供电一直发展至高达十二相供电，其相位多寡端视中央处理器的工作瓦数而有所增减，一般而言，40W的中央处理器需要二至三相的电压调节模块，而150W的中央处理器则是需要用到六相的电压调节模块来进行供电的控制。然而，在现今中央处理器的设计上，其所需的工作瓦数随着其所强调的特性而有所变化，举例来说，若是其特性定位在低功率消耗上，则其工作瓦数可能仅需要40W即可顺利运作，但若是定位在高效能上，则其工作瓦数就可能需要提升至150W以上，如此中央处理器方能正常运作。此外，单一中央处理器的工作瓦数亦会随着其工作频率的增加而增加，最常出现的情况是使用者为了提升中央处理器的工作效能而将其工作频率往上调高，也就是所谓的超频。由上述可知，现今中央处理器工作瓦数的变动范围相当地大。 

为了因应上述的情况，在现今的主机板的设计上，往往配置有高相位的电压调节模块(如八相)，好让使用者可换装不同种工作瓦数的中央处理器或是根据单一中央处理器进行效能提升的调控，但是此种做法所带来的是在主机板上越来越复杂的电路配置，如此一来，不仅会提高主机板工艺的复杂度以及制造成本，同时亦会因为需要在主机板上配置多组的晶体管、电感及电容而大大地增加主机板整体的尺寸。 

发明内容

本发明提供一种具有附加电压调节模块插槽区的主机板，其包含有一中央处理器插槽，用来安装一中央处理器；一电压调节模块，电连接于该中央处理器插槽，用来供应安装于该中央处理器插槽中的该中央处理器运作时所需的一第一功率；一电压调节模块插槽区，用来安装一电压调节模块接口卡；以及一控制开关单元，电连接于该电压调节模块插槽区且与该电压调节模块以并联的方式电连接于该中央处理器插槽，用来于该电压调节模块接口卡插入该电压调节模块插槽区时导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽，藉以使该电压调节模块接口卡与该电压调节模块共同供应安装于该中央处理器插槽中的该中央处理器运作时所需的一第二功率，该第二功率高于该第一功率，其中该控制开关单元于控制该电压调节模块接口卡相对于该电压调节模块具有相同的工作电压后导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽。 

本发明还提供一种具有附加电压调节模块插槽区的电子模块，其包含有一中央处理器；一电压调节模块接口卡；以及一主机板，其包含有一中央处理器插槽，用来安装该中央处理器；一电压调节模块，电连接于该中央处理器插槽，用来供应该中央处理器运作时所需的一第一功率；一电压调节模块插槽区，用来安装该电压调节模块接口卡；以及一控制开关单元，电连接于该电压调节模块插槽区且与该电压调节模块以并联的方式电连接于该中央处理器插槽，用来于该电压调节模块接口卡插入该电压调节模块插槽区时导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽，藉以使该电压调节模块接口卡与该电压调节模块共同供应该中央处理器运作时所需的一第二功率，该第二功率高于该第一功率，其中该控制开关单元于控制该电压调节模块接口卡相对于该电压调节模块具有相同的工作电压后导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽。 

本发明还提供一种具有附加电压调节模块插槽区的主机板，其包含有一中央处理器插槽，用来选择性安装一第一中央处理器或一第二中央处理器；一电压调节模块，电连接于该中央处理器插槽，用来供应安装于该中央处理器插槽中的该第一中央处理器运作时所需的功率；一电压调节模块插槽区，用来安装一电压调节模块接口卡；以及一控制开关单元，电连接于该电压调节模块插槽区且与该电压调节模块以并联的方式电连接于该中央处理器插槽，用来于该电压调节模块接口卡插入该电压调节模块插槽区时导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽，藉以使该电压调节模块接口卡与该电压调节模块共同供应安装于该中央处理器插槽中的该第二 中央处理器运作时所需的功率，该第二中央处理器运作时所需的功率高于该第一中央处理器运作时所需的功率，其中该控制开关单元于控制该电压调节模块接口卡相对于该电压调节模块具有相同的工作电压后导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽。 

本发明还提供一种具有附加电压调节模块插槽区的电子模块，其包含有一第一中央处理器；一第二中央处理器，该第二中央处理器运作时所需的功率高于该第一中央处理器运作时所需的功率；一电压调节模块接口卡；以及一主机板，其包含有一中央处理器插槽，用来选择性地安装该第一中央处理器或该第二中央处理器；一电压调节模块，电连接于该中央处理器插槽，用来于该第一中央处理器安装于该中央处理器插槽时供应该第一中央处理器运作时所需的功率；一电压调节模块插槽区，用来安装该电压调节模块接口卡；以及一控制开关单元，电连接于该电压调节模块插槽区且与该电压调节模块以并联的方式电连接于该中央处理器插槽，用来于该第二中央处理器安装于该中央处理器插槽且该电压调节模块接口卡插入该电压调节模块插槽区时导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽，藉以使该电压调节模块接口卡与该电压调节模块共同供应该第二中央处理器运作时所需的功率，其中该控制开关单元于控制该电压调节模块接口卡相对于该电压调节模块具有相同的工作电压后导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽。 

附图说明

图1为本发明第一实施例电子模块的功能方块示意图。 

图2为图1主机板的示意图。 

图3为本发明第二实施例电子模块的功能方块示意图。 

附图符号说明 

10、50    电子模块            12    中央处理器 

14        电压调节模块接口卡  16    主机板 

18        中央处理器插槽      20    电压调节模块 

22        电压调节模块插槽区  24    控制开关单元 

52        第一中央处理器      54    第二中央处理器 

具体实施方式

请参阅图1，图1为本发明第一实施例电子模块10的功能方块示意图。电子模块10包含有一中央处理器12、一电压调节模块接口卡14，以及一主机板16。主机板16包含有一中央处理器插槽18、一电压调节模块20、一电压调节模块插槽区22，以及一控制开关单元24。中央处理器12可插入中央处理器插槽18中。电压调节模块20电连接于中央处理器插槽18，电压调节模块20用来供应中央处理器12运作时所需的一第一功率(如 40W)。电压调节模块接口卡14可插入电压调节模块插槽区22中。其中，电压调节模块插槽区22一般设计为单一电压调节模块插槽，然也可视其他实务而设计为多个电压调节模块插槽者。控制开关单元24电连接于电压调节模块插槽区22且与电压调节模块20以并联的方式电连接于中央处理器插槽18，控制开关单元24用来于电压调节模块接口卡14插入电压调节模块插槽区22时导通电压调节模块插槽区22与中央处理器插槽18，藉以使电压调节模块接口卡14与电压调节模块20共同供应中央处理器12运作时所需的一第二功率(如150W)，上述的该第二功率高于该第一功率，且该第二功率与该第一功率不局限于上述数值。此外，上述电压调节模块接口卡14可为一四相式电压调节模块接口卡，而电压调节模块20可为一二相式电压调节模块。 

以下针对电子模块10的运作进行详细的说明。请参阅图1以及图2，图2为图1主机板16的示意图。当使用者将中央处理器12插入中央处理器插槽18时，由上述可知，电压调节模块20就会检测中央处理器12的电压辨识讯号，然后依据事先定义好的查核对应表查出此一电压辨识讯号所表示的需求电压值，接着就会开始供应中央处理器12运作时所需的功率，如40W。值得一提的是，由于此时电压调节模块插槽区22并未安装有电压调节模块接口卡14，因此控制开关单元24控制电压调节模块插槽区22不与中央处理器插槽18导通。接下来，若是使用者欲进行超频的动作以提升中央处理器12的工作效能，由上述可知，提升中央处理器12的工作频率同时代表中央处理器12运作时所需的功率亦会随的增加，假设使用者在进行完中央处理器12的超频动作后让中央处理器12运作时所需的功率由原本的40W上升到150W，由上述可知，在电压调节模块20仅为一二相式电压调节模块(仅能供应40W)的情况下，电压调节模块20无法供应中央处理器12在超频运作时所需的功率(150W)，为了达到可匹配的运作功率，使用者可将电压调节模块接口卡14插入电压调节模块插槽区22中，于此同时，控制开关单元24首先会控制电压调节模块接口卡14具有与电压调节模块20相同的工作电压，以防止因逆偏压而影响电压调节模块接口卡14或电压调节模块20的运作的情形发生。接着，控制开关单元24就会在电压调节模块接口卡14相对于电压调节模块20具有相同的工作电压的情况下导通电压调节模块插槽区22与中央处理器插槽18，电压调节模块接口卡 14(四相式电压调节模块接口卡)以及电压调节模块20(二相式电压调节模块)就可以共同供应安装于中央处理器插槽18中的中央处理器12超频运作时所需的功率(150W)，电压调节模块接口卡14以及电压调节模块20的接通可等同于直接将一六相式电压调节模块配置于主机板16上的效果，意即电压调节模块接口卡14以及电压调节模块20的结合实质上等同于配置于主机板16的六相式电压调节模块的等效电路。以上实施例中所提及的中央处理器12运作所需的功率数值以及电压调节模块接口卡14与电压调节模块20的供电相位数值不受上述的限制，举例来说，电压调节模块接口卡14亦可为六相式电压调节模块接口卡，其相位高低端视实际应用，而则选定适当相位的电压调节模块接口卡14。此外，上述电子模块10的相关电路配置为已知技术中常见的电路配置，如电压调节模块的电路配置或是电压调节模块接口卡以及电压调节模块与中央处理器的并联配置，其为本领域技术人员依据已知技术完成的电路配置，故于此不再赘述。 

接着，请参阅图3，图3为本发明第二实施例一电子模块50的示意图。第二实施例中所述的元件与第一实施例中所述的元件编号相同者，表示其具有相同的功能或相对位置。电子模块50包含有一第一中央处理器52、一第二中央处理器54、电压调节模块接口卡14，以及主机板16。第二中央处理器54运作时所需的功率(如150W)高于第一中央处理器52运作时所需的功率(如40W)。主机板16包含有中央处理器插槽18、电压调节模块20、电压调节模块插槽区22，以及控制开关单元24。中央处理器插槽18用来选择性地安装第一中央处理器52或是第二中央处理器54。电压调节模块20电连接于中央处理器插槽18，电压调节模块20用来供应第一中央处理器52运作时所需的功率。电压调节模块插槽区22用来安装电压调节模块接口卡14。控制开关单元24电连接于电压调节模块插槽区22且与电压调节模块20以并联的方式电连接于中央处理器插槽18，控制开关单元24用来于第二中央处理器54安装于中央处理器插槽18且电压调节模块接口卡14插入电压调节模块插槽区22时导通电压调节模块插槽区22与中央处理器插槽18，藉以使电压调节模块接口卡14与电压调节模块20共同供应第二中央处理器54运作时所需的功率。此外，上述电压调节模块接口卡14可为一四相式电压调节模块接口卡，而电压调节模块20可为一二相式电压调节模块。 

以下针对电子模块50的运作进行详细的说明。请参阅图2以及图3。当使用者将第一中央处理器52插入中央处理器插槽18时，由上述可知，电压调节模块20就会检测第一中央处理器52的电压辨识讯号，然后依据事先定义好的查核对应表查出此一电压辨识讯号所表示的需求电压值，接着就会开始供应第一中央处理器52运作时所需的功率，如40W。值得一提的是，由于此时电压调节模块插槽区22并未安装有电压调节模块接口卡14，因此控制开关单元24控制电压调节模块插槽区22不与中央处理器插槽18导通。接下来，若是使用者想要将第一中央处理器52换成第二中央处理器54时，假设第二中央处理器54运作时所需的功率为150W且第一中央处理器52运作时所需的功率为40W，然而由上述可知，在电压调节模块20仅为一二相式电压调节模块(仅能供应40W)的情况下，电压调节模块20无法供应第二中央处理器54在运作时所需的功率(150W)。为了达到可匹配的运作功率，使用者可将电压调节模块接口卡14插入电压调节模块插槽区22中，于此同时，控制开关单元24首先会控制电压调节模块接口卡14具有与电压调节模块20相同的工作电压，以防止因逆偏压而影响电压调节模块接口卡14或电压调节模块20的运作的情形发生。接着，控制开关单元24就会在电压调节模块接口卡14相对于电压调节模块20具有相同的工作电压的情况下导通电压调节模块插槽区22与中央处理器插槽18，如此一来，在电压调节模块插槽区22与中央处理器插槽18导通的后，电压调节模块接口卡14(四相式电压调节模块接口卡)以及电压调节模块20(二相式电压调节模块)就可以共同供应安装于中央处理器插槽18中的第二中央处理器54运作时所需的功率(150W)，也就是说，即或使用者在主机板16上从原本所安装的第一中央处理器52改为安装一具有超过电压调节模块20所能供应的功率的第二中央处理器54，使用者依然可以藉由额外安装电压调节模块接口卡14于电压调节模块插槽区22上的方式来达到第二中央处理器54可顺利运作的目的。以上实施例中所提及的第一中央处理器52与第二中央处理器54运作所需的功率数值以及电压调节模块接口卡14与电压调节模块20的供电相位数值不受上述的限制，举例来说，电压调节模块20亦可为四相式电压调节模块，其相位高低端视实际应用而定。此外，上述电子模块50的相关电路配置亦为已知技术中常见的电路配置，如电压调节模块的电路配置或是电压调节模块接口卡以及电压调节模块与中央处理器 的并联配置，其为本领域技术人员依据已知技术完成的电路配置，故于此不再赘述。 

相较于已知技术在主机板上配置高相位电压调节模块的设计，本发明是利用于主机板上配置一附加电压调节模块插槽区的方式来达到缩减于主机板上配置电压调节模块电路所需的空间的目的，换言之，即使主机板上仅配置有低相位的电压调节模块，使用者仍可藉由额外设置电压调节模块接口卡于电压调节模块插槽区上的方式进而安装更高工作效能的中央处理器(如藉由超频或更换中央处理器的方式)，如此一来，本发明所提供的主机板可因配置低相位的电压调节模块而降低主机板工艺的复杂度以及制造成本，同时亦可因此大大地降低主机板整体的尺寸。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明的权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (12)

1.一种具有附加电压调节模块插槽区的主机板，其包含有：

一中央处理器插槽，用来安装一中央处理器；

一电压调节模块，电连接于该中央处理器插槽，用来供应安装于该中央处理器插槽中的该中央处理器运作时所需的一第一功率；

一电压调节模块插槽区，用来安装电压调节模块接口卡；以及

一控制开关单元，电连接于该电压调节模块插槽区且与该电压调节模块以并联的方式电连接于该中央处理器插槽，用来于该电压调节模块接口卡插入该电压调节模块插槽区时导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽，藉以使该电压调节模块接口卡与该电压调节模块共同供应安装于该中央处理器插槽中的该中央处理器运作时所需的一第二功率，该第二功率高于该第一功率，

其中该控制开关单元于控制该电压调节模块接口卡相对于该电压调节模块具有相同的工作电压后导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽。

2.如权利要求1所述的主机板，其中该电压调节模块为一多相电压调节模块。

3.如权利要求1所述的主机板，其中该电压调节模块插槽区可设置一个或多个电压调节模块插槽。

4.一种具有附加电压调节模块插槽区的电子模块，其包含有：

一中央处理器；

一电压调节模块接口卡；以及

一主机板，其包含有：

一中央处理器插槽，用来安装该中央处理器；

一电压调节模块，电连接于该中央处理器插槽，用来供应该中央处理器运作时所需的一第一功率；

一电压调节模块插槽区，用来安装该电压调节模块接口卡；以及

一控制开关单元，电连接于该电压调节模块插槽区且与该电压调节模块以并联的方式电连接于该中央处理器插槽，用来于该电压调节模块接口卡插入该电压调节模块插槽区时导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽，藉以使该电压调节模块接口卡与该电压调节模块共同供应该中央处理器运作时所需的一第二功率，该第二功率高于该第一功率，

其中该控制开关单元于控制该电压调节模块接口卡相对于该电压调节模块具有相同的工作电压后导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽。

5.如权利要求4所述的电子模块，其中该电压调节模块为一多相电压调节模块，且该电压调节模块接口卡为一多相电压调节模块接口卡。

6.如权利要求4所述的电子模块，其中该电压调节模插槽区可设置一个或多个电压调节模块插槽。

7.一种具有附加电压调节模块插槽区的主机板，其包含有：

一中央处理器插槽，用来选择性安装一第一中央处理器或一第二中央处理器；

一电压调节模块，电连接于该中央处理器插槽，用来供应安装于该中央处理器插槽中的该第一中央处理器运作时所需的功率；

一电压调节模块插槽区，用来安装一电压调节模块接口卡；以及

一控制开关单元，电连接于该电压调节模块插槽区且与该电压调节模块以并联的方式电连接于该中央处理器插槽，用来于该电压调节模块接口卡插入该电压调节模块插槽区时导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽，藉以使该电压调节模块接口卡与该电压调节模块共同供应安装于该中央处理器插槽中的该第二中央处理器运作时所需的功率，该第二中央处理器运作时所需的功率高于该第一中央处理器运作时所需的功率，

其中该控制开关单元于控制该电压调节模块接口卡相对于该电压调节模块具有相同的工作电压后导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽。

8.如权利要求7所述的主机板，其中该电压调节模块为一多相电压调节模块。

9.如权利要求7所述的主机板，其中该电压调节模块插槽区可设置一个或多个电压调节模块插槽。

10.一种具有附加电压调节模块插槽区的电子模块，其包含有：

一第一中央处理器；

一第二中央处理器，该第二中央处理器运作时所需的功率高于该第一中央处理器运作时所需的功率；

一电压调节模块接口卡；以及

一主机板，其包含有：

一中央处理器插槽，用来选择性地安装该第一中央处理器或该第二中央处理器；

一电压调节模块，电连接于该中央处理器插槽，用来于该第一中央处理器安装于该中央处理器插槽时供应该第一中央处理器运作时所需的功率；

一电压调节模块插槽区，用来安装该电压调节模块接口卡；以及

一控制开关单元，电连接于该电压调节模块插槽区且与该电压调节模块以并联的方式电连接于该中央处理器插槽，用来于该第二中央处理器安装于该中央处理器插槽且该电压调节模块接口卡插入该电压调节模块插槽区时导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽，藉以使该电压调节模块接口卡与该电压调节模块共同供应该第二中央处理器运作时所需的功率，

其中该控制开关单元于控制该电压调节模块接口卡相对于该电压调节模块具有相同的工作电压后导通该电压调节模块插槽区与该中央处理器插槽。

11.如权利要求10所述的电子模块，其中该电压调节模块为一多相电压调节模块。

12.如权利要求10所述的电子模块，其中该电压调节模块插槽区可设置一个或多个电压调节模块插槽。

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