INFORMAZIONI TECNICHE

L'alimentatore AT-ATX
Remote over sensing


Remote Over Sensing

In relazione ai segnali di sensing, si è sviluppata una corrente di utilizzatori estremi che prevede di modificare le tensioni principali agendo su questi cavi. Si tratta di una estensione dei concetti già presenti nell' overclock e principalmente di questo :
- la maggior parte dei componenti logici può lavorare a frequenze anche molto maggiori di quelle a cui sono normalmente utilizzati. Questo sotto-utilizzo avviene principalmente perchè si deve rientrare in ambiti statistici che assicurino la stabilità dei sistemi prodotti, a costi compatibili con le esigenze del mercato.
- questa estensione delle frequenze di lavoro richiede un discreto aumento della potenza che il dispositivo va a consumare, ovvero più corrente, ovvero più tensione  (tipicamente il consumo di potenza è circa quadratico rispetto alla frequenza).  Se riesco ad alimentare il sistema con una tensione maggiore, avrò maggiori probabilità che i componenti riescano ad operare a frequenze maggiori. Quindi, niente di più semplice che aumentare il valore della tensione di alimentazione dei chip.

Quale è il principio su cui si basa ?
Come abbiamo detto, il feedback della tensione, che arriva attraverso il sensing, tiene conto della caduta di tensione su cavi e connettori; maggiore è la caduta, maggiore sarà la reazione di incremento della tensione. Posso quindi "ingannare" il feedback facendogli apparire la resistenza maggiore di quanto essa sia, in modo che si abbia una tensione maggiore di quella prevista dalla taratura del costruttore.
A cosa serve questo ? Sostanzialmente,  nel caso di overclock, la richiesta di corrente diventa molto elevata e di conseguenza, per le varie cadute di tensione (cavi, connettori, circuito stampato), la tensione diminuisce. Anche con il sensing,  per evitare una reazione positiva (più carico, più tensione) che potrebbe andare fuori controllo,  si ottiene una tensione stabile, ma con tendenza alla discesa. 

Se vogliamo essere precisi, poi, il sensing compensa solo la caduta di tensione cavi-connettori, ma non quella che introducono le piste del circuito stampato (Ri) , che, per quanto piccola possa essere, esiste e, trovandosi a valle del sensing, non viene considerata. Per cui, in proporzione alla corrente :

Vc < Vmb

Con una tensione bassa, non si riescono ad ottenere le correnti richieste dalle frequenze in gioco nel circuito e non se supera un certo limite.

Se, però, nel momento in cui la richiesta di corrente è intensa, riesco a mantenere elevata la tensione, ecco che le possibilità di superere questi limiti di clock diventano più ampie.
La modifica sul sensing introduce una correzione in salita della tensione e fa si che ai componenti sul circuito stampato arrivi una tensione elevata anche con correnti elevate.

Come si esegue ? 
Sostanzialmente creando un partitore con due resistenze in modo che la tensione del sensing sia più bassa di quella esistente sul connettore, cosicchè il feedback agisca sovra elevando la tensione prodotta dallo switching all' origine del cavo.

La soluzione è schematizzata a fianco : 
La tensione prelevata sul connettore verso la scheda madre viene ridotta con un partitore costituito da R1 e R2. Quindi la tensione del sensing (Vs) è MINORE di quella reale sulla scheda madre, per cui il controller dell' alimentatore reagirà fornendo una tensione maggiore, come se la caduta sulla resistenza R fosse maggiore. 

Siccome la Vmb dipende sempre dal valore della corrente, anche la Vs sarà dipendente dalla corrente e si avrà una sovra correzione del valore della tensione Val che non solo compenserà la caduta su R (cavi e connettori), ma fornirà un valore tanto maggiore quanto maggiore sarà il rapporto di riduzione della Vs.
R2 è riferito ovviamente a massa ed è un trimmer variabile, in modo da poter aggiustare il fattore di moltiplicazione del feedback e variare di conseguenza il valore della tensione generata.
ovviamente va posta una grandissima cura nella scelta dei valori del partitore ed ancor più nella regolazione di R2, perchè se, ad esempio, si partisse con il cursore che imposta il valore minimo, la tensione Vs sarebbe vicino allo zero e la conseguente  reazione del controller sarebbe quella di generare la massima tensione possibile all' uscita Val, con conseguenze imprevedibili, ma probabilmente poco gradite.
Un consiglio è quello di disporre di un tester digitale e verificare con questo i valori delle tensioni ottenute sui vari punti, in quanto i monitor di tensione presenti nelle schede madri non sempre sono precisi, per svariate ragioni ed è capitata esperienza di casi in cui le indicazioni erano molto sballate, tanto per le tensioni quanto per le temperature. Si potrà fare fede di quello che l' Healt Monitor riporta solo dopo averlo controllato con uno strumento preciso.

Serve ?
Secondo gli estensori di vari articolo reperibili sul web, si, ed, in effetti, dal punto di vista tecnico non c'è ragione per contraria : disponendo di un plus di tensione, si può mantenere alta la corrente e tirare il collo al PC fino all' ultimo MHz. 
Se si vuole essere precisi, va detto che questo aumento della tensione ha effetto diretto solo sui componenti alimentati direttamente dalla tensione modificata, mentre ne dovrebbe avere ben di meno su tutte le parti dipendenti da VRM locali, che convertono ad esempio il 3.3V in tensioni minori. Questi VRM, se bene progettati e realizzati, hanno una risposta alle variazioni della tensione di alimentazione molto limitate, per cui la loro uscita dovrebbe cambiare in modo insensibile per ampi valori della tensione di ingresso. Quindi alimentare il VRM che produce la Vcore di 1,85V a 3.3V piuttosto che a 3.6V non influirà sull' uscita che di millivolt, senza alcun effetto pratico. Queste tensioni dipendenti dai VRM, proprio per gli amanti dell' overclock, sono invece rese, assai spesso, regolabili dal setup del BIOS. Questo non toglie che VRM un pochetto mosci risentano sensibilmente delle variazioni della tensione alimentante, ma, teoricamente, dovrebbe essere caso raro.

E' una procedura sensata ?
In primo luogo, va considerato che ognuno è libero, nei limiti delle Leggi, di fare quello che vuole delle proprie cose; quindi ci si può richiamare al vecchio "buon senso" solo marginalmente.
In seconda battuta, si può dire questo :

- Variazioni della tensione di alimentazione rispetto ai valori nominali sono ampiamente accettate dalla maggior parte dei componenti elettronici. Certamente non è possibile definire quale sarà la vita del componente, che, tendenzialmente, si ridurrà quanto più ci si troverà lontani dai limiti suddetti. Siccome qui stiamo parlando di variazioni percentuali piuttosto piccole, queste non dovrebbero pregiudicare più che tanto la durata della vita di un componente di buona qualità. Certamente quelli meno "ottimi" saranno sollecitati più pericolosamente.

- Stiamo parlando non di quadri del Caravaggio, ma di oggetti appartenenti a pieno titolo al mercato consumer, la cui vita commerciale è ridotta a pochi mesi, prima di essere resi obsoleti. Quindi, se la vita stimata di un semiconduttore è 20 anni, già dopo 20 mesi la CPU è un ricordo storico e del chipset ne sono uscite quattro edizioni migliorative. Per cui l' idea di vita limitata è già intrinseca nel prodotto. Con questo non si vuole istigare alla distruzione massiccia di alimentatori e mainboard, sostituendoli ai fuochi d' artificio o per arrostire i wurstel. Tutto quanto ha un costo non solo in termini di denaro, ma di impatto con il mondo intero e poco c'è di peggio del consumismo. Si vuole solo dire che, durante una sperimentazione, un fattore di rischio c' è sempre e se chi la esegue ne sopporta le conseguenze, la questione è sua personale, al di là di qualsiasi moralismo fuori luogo.

- Inoltre non si tratta di strumenti elettromedicali indispensabili per la sopravvivenza di un paziente, ma esperimenti personali per cui il filo di fumo si ha solo conseguenze sul portafoglio e sul nervosismo dell' utente e fa bene all' economia (di venditori e costruttori). Il PC può essere tanto mezzo di lavoro quanto di svago e nel concetto di svago ci rientra benissimo farci sopra della sperimentazione, come si fanno rally con le auto che pure servono per andare un ufficio.

Per quanto riguarda la durata in condizione di sovra alimentazione, più che i valori di tensione, si tratta di tenere sotto stretto controllo quelli della temperatura, perchè il problema non è quello di una forte corrente, ma dell' effetto Joule di questa, e della conseguente necessità di eliminare il calore, onde non innescare un run-down distruttivo nei semiconduttori, che a questo sono molto più sensibili che non ad altri maltrattamenti. Come sempre, c'è la possibilità che qualcuno dei circuiti integrati sia particolarmente al limite con le tolleranze e che un amento di tensione gli sia pochissimo gradito già in periodi di tempo molto brevi, ma questo fa parte del gioco. 

Quindi, rimanendo entro limiti sensati, over voltage non è dannoso più che tanto. Statisticamente si avrà certamente una minore durata dei componenti ed un maggiore tasso di guasto, però, a conoscenza del problema e volendo sperimentare qualcosa di diverso, non ci sono contro indicazioni (in fondo gli €€€ per ricomperare mainboard o alimentatore sono vostri...) e la soddisfazione di aver raggiunto prestazioni non comuni ha pure un valore.

Dal punto di vista tecnico per quanto concerne l' alimentatore, non ci sono particolari problemi, sempre a patto di non eccedere e di considerare che la situazione non è quella per cui il costruttore supporta la garanzia. 
In particolare va considerato che gli ingressi di sensing sono forzatamente a bassissima impedenza, onde evitare di raccogliere disturbi; inserendo resistenze, cavi e cavetti vari, si varia questo valore e certamente, oltre certi limiti, si incorrerà in situazioni di instabilità, in cui l' alimentatore risponderà in maniera imprevedibile.

Se però si tiene sotto controllo i calore e non si arrischia qualche manovra kamikaze, alimentare il 3.3V a 3.3 o a 3.5 non è uno scandalo e, come detto, è l' unica via per spremere fino all' ultima goccia delle prestazioni di un PC.

E se non c'è il sensing ?
Dato che questo metodo agisce sui sensing, non è possibile su alimentatori che ne sono privi ed in cui, per variare le tensioni, occorre agire sul circuito interno all' alimentatore . Diverso, quindi, è il parere che si può dare su una modifica del genere. A parte l' eseguire paro paro le modifiche ad un modello preciso trovate un qualche articolo sul web, in cui qualcuno ha identificato i punti "di attacco" sul circuito stampato, negli altri casi (e anche in questi, peraltro...), il mettere le mani all' interno dell' alimentatore non è per niente consigliabile a chi non abbia una ben collaudata esperienza perchè, date le potenze e le correnti in gioco e la natura complessa del funzionamento degli SMPS, basta ben poco per avere un bel botto. Se in passato il feedback a volte era controllato da un solo trimmer, visibile e maneggiabile con relativa facilità, nei circuiti più recenti le cose possono essere più complicate e modificare più o meno a caso lo stampato senza disporre dello schema e delle cognizioni, non è per niente consigliabile.  E, visto che all' interno componenti alla tensione di picco della rete sono facilmente accessibili, il rischio di una brutta esperienza è in agguato.

In conclusione :
chi vuole far questo lo faccia pure; è equivalente al variare la tensione di core o il voltaggio delle RAM. Si tratta solo di scegliere di essere "PC enthusiast" consapevolmente.


Per chi è interessato a questo aspetto, consigli per l' esecuzione pratica sono disponibili i italiano a :

(si ringrazia Ferdinando Suffredini della segnalazione dei link)



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Aggiornato il 08/01/08 .