Comparatif de cartes mères Z77 d'entrée de gamme Asrock, Asus, Gigabyte et MSI

Publié le 05/07/2012 par
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Les constructeurs de cartes mères depuis quelques années annoncent les uns après les autres des nombres de phases toujours plus élevés. L'occasion de revenir sur ce que ces chiffres signifient. D'abord, un rappel sur leur rôle, l'alimentation d'un PC fourni à la carte mère une tension continue de 12 Volts, par le biais des connecteurs 24 broches et du connecteur additionnel souvent appelé P4/P8.

Problème, nos processeurs ne fonctionnent pas à une tension de 12 Volts. Cette tension que vous pouvez voir avec un outil comme CPU-Z est plus faible, et qui plus est, elle tend à varier en fonction de la charge processeur !


CPU-Z indique par défaut la tension lue via une sonde. On peut également, en ajoutant la ligne Sensor=0 dans le fichier cpuz.ini, voir ce que l'on appelle VID, à savoir la tension demandée.

Un circuit de régulation de tension va donc être utilisé pour réaliser cette conversion. Ce circuit est composé en son cœur d'un contrôleur PWM. Comme nous l'avions vu dans notre comparatif de ventilateurs PWM, le concept d'un contrôleur PWM est d'envoyer un signal périodique "carré", une tension qui indiquera s'il faut activer ou non le circuit qui est branché derrière.


Dans le cas d'un ventilateur, le contrôleur PWM sert à réguler la vitesse de rotation des pales en contrôlant la durée pendant laquelle le ventilateur est effectivement alimenté. Le signal PWM sert de manière effective d'interrupteur périodique et programmable.

Sur une carte mère, le fonctionnement d'un contrôleur PWM reste similaire, à ceci prêt que l'on dispose cette fois ci de plusieurs canaux. Le contrôleur peut alors activer/désactiver plusieurs circuits en simultanée, et de manière intelligente. Des circuits en question que l'on appelle…

Phases

Sans rentrer trop dans les détails, une phase est un système de régulation de tension (12V en entrée, tension différente en sortie) composé d'un contrôleur (1), de transistors (2), d'une bobine d'arrêt (3) et de condensateurs (4). Au-delà du concept, classique en électronique, ce sont les composants en eux-mêmes qui évoluent.


Voici par exemple un système sur une carte mère un peu plus ancienne (époque socket 1156). On peut remarquer plusieurs choses qui nous permettent d'expliquer certaines des communications marketing des constructeurs de cartes mères.


La différence la plus familière concerne les condensateurs, depuis quelques temps les condensateurs électrochimiques traditionnels, peu onéreux ont été remplacés par des condensateurs dits "solides". L'avantage principal des condensateurs solides est leur durée de vie, plus longue lorsque les températures sont élevées. Les constructeurs parlent de "solid caps" dans leur communication pour indiquer cette différence. Certains constructeurs indiquent également la provenance, Gigabyte indique par exemple que ses condensateurs sont japonais. On se souviendra il y a quelques années de cela que certains constructeurs ont eu des problèmes à cause de l'utilisation de condensateurs de faible qualité qui avaient tendance à fuir.

Autre différence, le type de transistor utilisé change. Sur les designs plus anciens, on utilisait des transistors à effets de champs (MOSFET) basiques que l'on reconnait à leurs trois pattes. Désormais les constructeurs privilégient des MOSFET de meilleure qualité baptisés "Low Rds(on)". Rds(on) indique littéralement la résistivité (R, la perte) entre le signal d'entrée et de sortie (drain et source, d'où ds) lorsque le transistor laisse passer le courant (on). Avoir une plus faible résistivité permet d'appliquer une tension inférieure. On notera que sur certaines cartes mères très haut de gamme, le contrôleur (qui reste similaire entre nos deux photos) peut également intégrer dans son package les deux transistors. Cela ne concerne cependant pas les cartes que nous testons aujourd'hui. Dans ce cas, une puce unique apparait alors à la place du contrôleur et des deux transistors de chaque phase. L'avantage de ces contrôleurs uniques est de simplifier les designs, leur efficacité énergétique est généralement en prime supérieure (tout comme leur prix !).


Exemple d'une phase intégrée chez Asus

Dernière différence notable au niveau de la bobine d'arrêt, le remplacement par des modèles à cœur en ferrite que l'on reconnait au fait que ces cubes sont fermés et que la bobine de cuivre ne soit plus apparente. Les constructeurs mettent surtout en avant le fait que ces bobines fermées réduisent les interférences électromagnétiques.
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