AIO PC採用多項技術　達到最佳節能目標

微星電源技術部資深經理 許建基

在2010年第19屆的「台灣精品金質獎」中，微星報名的產品不僅連續13屆得獎，並且100%全數獲得評審肯定。特別是All In One PC(AIO)，更於974件競爭產品中脫穎而出，榮登資訊類產品的第1名。該公司電源技術部資深經理許建基表示：「這是對微星AIO開發團隊研發高品質、高性能產品能力的肯定。」而隨著未來市場上對於綠色環保的要求日益迫切，微星也開始著手投入多項節能技術的研發，以便讓新一代的PC都能達到省電及減碳的目標...

以LED Backlight為例子，許建基說：「該技術可讓PC的用電量降低。」他舉某家公司的21.5吋CCFL Backlight Panel產品的例子來說明，其採用2顆870V輸入電壓，7.5mA電流的燈泡作為螢幕背光的光源，總耗電量是13.05W，但是在同樣照明效果的條件下，改採4 channel、輸入電壓43.4V、電流50mA的LED Light Bar為光源，其整體電能消耗量僅需要8.68W，兩者之間足足可省下4.37W的電能。「現在微星推出的新產品都會使用LED Backlight，以達到省電的效果。」

低損耗節能電感器 SFC達成最佳儲能省電效果

另外微星還採用擁有特殊材質、電氣特性與創新結構設計等特質的高效率低損耗節能電感器─超級亞鐵鹽電感(Super Ferrite Chock；SFC)，提升其電感應用的效率，並滿足該公司在節能產品研發上的特殊需求。以兩階段的氣隙(Air Gap)為例子，「假設電感內有大小不同的Gap A與Gap B(A比較小，B較大)，當電流一直上升時，其磁力線也會跟著增加，一旦增加到某一程度，A會先行飽和，而其感量便會由初始感量(Inductance)L1降至新的感量L2上。」許建基表示：「利用這種多階段氣隙會產生相異電感量與特殊飽和的特性，我們就能達成最佳儲能省電效果。」

許建基說：「在傳統電感的運作模式中，如果我們選用高感量的電感，雖然在輕載時效率能夠提升，但其暫態響應(transient response)也會變差。相反地，如果是我們選用低感量的電感，則在輕載時其暫態響應的表現會改善，但此時效率反而變得不佳，兩者之間很難同時兼顧。」而SFC由於可透過氣隙不同產生相異電感量，使得其效率不論在輕載還是中載時，都能擁有不錯的表現，暫態響應也能夠維持在一定的水準。

在CPU V_Core Power實際使用SFC的案例上，與傳統電感比較，SFC可節省20%的耗電量，效率差異則可達18.74%。而VDDR power在使用了SFC之後，節省了13%的電力，與傳統電感的效率差異為13.14%，運作效率最高時為98%。許建基表示：「我們並沒有額外採用特殊的零組件，只是將裝置上的電感改用SFC，就可獲得這樣的成效。」

由於SFC無論在輕載或中載時，都有良好的電力使用效能，可為設備節省更多電力，因此系統能夠輕鬆達成能源之星(Energy Star)與ErP2013的Standy(S3)模式規範。而其在輕載時有更好的穩壓表現，能大幅降低漣波雜訊(Ripple noise)的問題，讓設備減少去耦電容(Decoupling capacitor)的使用，從而省下可觀的製造成本。「更重要的是，SFC還可減少系統噪聲的產生。」

多項創新設計 微星AIO通過國際級檢驗標準

「受到低頻動態負載與動態VID的影響，現行系統常會有許多噪聲產生。」許建基表示，以往的解決方案是採用改變PWM補償網路或開關頻率，以減緩其響應速度(Response speed)，亦或是使用molding電感來降低噪聲。但這些方法多半是治標不治本，只能減少問題的症狀，無法從問題的根本上進行改善。「SFC可以解決因低頻動態負載與動態VID而產生的噪聲。」許建基說，其原因就是：當SFC的感量改變時，開環增益(Open-loop gain)也會跟著改變，因此不會跟著低頻產生共震或諧震，從而讓響應速度仍可維持其應有的狀態。

此外，針對Erp2013在Standy(S3)與Power-off(S5)上的各項規範，微星AIO也做了不少相對應的設計。許建基說：「根據其規範，在實施方案頒布後的4年(2013年1月7日)，產品在關機模式、待機模式(搭配待機啟動功能)下的耗電量均應小於0.5W，在電源管理上亦需達到可於合理的最短時間內，自動將產品切換至待機/關機模式，且其耗能不能超過本指令待/關機要求，才算是通過其相關規範的要求。 」為此微星早於2008年即提出Deep S3(DS3)、Deep S4(DS4)及Deep S5(DS5)…等各種ErP解決方案，並於2011起全面用於微星的AIO與MB專案中。

許建基表示：「由於微星AIO產品所採用的ErP解決方案可以通過最新的ErP2013針於Standby(S3)與Power-off(S4/S5)模式下的各項要求，因此將會是全球第1個符合ErP2013規範的產品。」微星AIO開發團隊改進了Intel所推出的S3節能技術，並採用世界級的專利。舉例來說，當使用微星DS3時，Intel PCH將會先進入ACPI S3，然後再重新進入DS5，讓微星的AIO PC上只有記憶體及PCH的DSW帶電，以節省在睡眠模式下的用電量。

無論是DS3、DS4或DS5，都可藉由BIOS的設定，並以模組化的方式完成，微星並且會提供各項SIO/E-SIO支援，讓用戶在使用及設計上都非常簡便。除此之外，他同時補充：「在最新一代Intel的 Sandy Bridge / Huron River中，僅提供兩項額外的狀況─Active Sleep Well(ASW)及Deep Sleep Well(DSW)。」不過由於DSW僅支援Deep S4/S5，其S3節能方案亦僅關閉Huron River的記憶體控制電源，ACPI與DSW仍然會持續耗電，使得其節能方案還有相當大的改善空間。「解決方式是利用微星所開發的NCT 3016Y晶片來做整體的電態組控制。」許建基說，在裝置處於Power-off的狀態時，所有不必要的零組件電源都會被切斷，只剩下NCT 3016Y晶片有電力，而當Power-on的時候才會重新再被喚醒(Wake up)。

微星ErP解決方案 綠色電腦的標竿

對於桌上型電腦來說，DS4及DS5可大幅降低其處於S4/S5模式下的耗電量(低於10mW)，讓該PC符合綠色電腦的標準。而對於行動裝置來說，除了同樣能改善現有平台的用電效率，並因將電源管理移轉至PCH後而減低EC複雜度，讓產品發展人員的設計工作得以被簡化之外，還可省去許多客戶端的驗證流程，讓產品生產製造、開發工作及平日運行的成本，都能變得較原有方式更為低廉。

微星曾利用Chroma power analyzer 6630、Chroma AC source 6604及Chroma power meter 66202為測量工作，測試在微星AIO AC73，搭配奇美21.5吋LED backlight Panel、Intel CPU Sandy Bridge Core-i3 2100 3.1GHz、2條2G記憶體、500G硬碟及Delta ADP-120ZB BB變壓器環境下的DS3及DS5表現，在Power off的狀況，其耗電量小於0.5W(在AC 115V時，為0.3127W，在AC 230V時，則為0.3574W)；而在有顯示功能的待機模式下則小於1W(在AC 115V時，為0.85W，在AC 230V時，則為0.91W)，完全符合ErP2013的要求。

成立於1986年，專精主機板與各式顯示卡設計與製造的微星，長期以來一直秉持著「產品卓越、品質精良、服務完美、客戶滿意」的4大經營原則，目前除了已是全球前5大及台灣前3大的主機板製造廠商之外，在伺服器製造方面亦有相當傑出的成果表現(全球前3大，台灣第1大)，顯示卡更是連續4年為全球顯示卡的銷售冠軍，共有7,000萬個用戶在使用。而未來微星更會以其深耕IT市場的多年經驗，在其高產能、高技術、高品質的研發基礎上，為消費者提供更好更新的環保節能產品，以達到省電、減碳、愛地球的目標。