سومین نسل از مادربردهایی که زیاد عمر می کنند!

[پروانه]

اگر یادتان باشد، چند وقت پیش شرکت گیگابایت تکنولوژی را معرفی کرد که نام "طراحی با طول عمر بالا" بر روی آن گذاشته شده بود. این تکنولوژی که در ابتدا بر روی تعداد محدودی از مادربردهای گران قیمت این شرکت مورد استفاده قرار گرفت، با استفاده از خازن های حالت جامد در تمامی مادربرد، طول عمر آن را تا حد 6 برابر افزایش می داد. البته آن وقت ها هم بودند کسانی که با دیده تردید به این ادعا می نگریستند و آن را حربه ای تبلیغاتی برای فروش بیشتر می دانستند. اما کم کم و با ثابت شدن کارایی این تکنولوژی و افزایش واقعی طول عمر مادربردها، کاربران اندک اندک به سوی آن جذب شده و شروع به استفاده از آن کردند. درست به همین دلیل، بسیاری از شرکت های سازنده دیگر نیز به استفاده از این خازن ها روی آورده و در حقیقت باعث به وجود آمدن تحولی در تولید مادربردها شدند که می توانست به کاربران کمک کند تا با اطمینان خاطر بیشتری از کامپیوترهای خود استفاده کنند. پس از مدتی، نسل دوم این تکنولوژی نیز به بازار عرضه شد. نسل دوم علاوه بر خازن های حالت جامد از قطعات بهینه شده دیگری نیز استفاده می کرد تا با کاهش حرارت تولیدی باز هم طول عمر مادربرد را بیشتر افزایش دهد. "نسخه دوم طراحی با طول عمر بالا" توانست به خوبی کارایی خود را در مادربردهایی که از پردازنده های قدرتمند به همراه آن ها استفاده می شد به نمایش بگذارد. اما اکنون نوبت گام بعدی بود.
"نسل سوم طراحی با طول عمر بالا" اینبار با تاخیری تقریبا یک ساله به بازار معرفی شد. البته این تاخیر ناشی از عدم نیاز به طراحی های جدید در این مدت نبود، اما با توجه به این که در این بازه زمانی، تکنولوژی های مربوط به کاهش مصرف توان، مانند تکنولوژی "بهینه ساز پویای مصرف انرژی" معرفی شدند. این تکنولوژی که با کاهش تعداد واحدهای فعال تغذیه ای پردازنده بر روی برد علاوه بر کاهش مصرف توان در مواقع بی کاری، حرارت تولیدی مادربرد را نیز کاهش می داد، سبب شد تا برای نخستین بار بهینه سازی مصرف انرژی بر روی مادربردها مورد توجه ویژه قرار بگیرد.

اما در این میان "نسخه سوم طراحی با طول عمر بالا" داستان دیگری دارد. این روش از شیوه متفاوتی برای افزایش طول عمر مادربردها استفاده می کند. همانطور که می دانید اصولا طول عمر قطعات کامپیوتری نسبت مستقیمی با دمای کاری آن ها دارد و یکی از روش های افزایش طول عمر هم کاهش دمای کاری است، یعنی دقیقا همان کاری که نسخه دوم طراحی با طول عمر بالا انجام می داد. اما مهمترین تفاوت این تکنولوژی جدید با تکنولوژی های قدیمی تر این است که شما سعی در خنک تر کردن کدام قسمت دارید. تا پیش از این تمامی سازندگان سعی می کردند قطعات روی برد را به نحوی خنک تر کنند و این کار یا با استفاده از خنک کننده های بهتر صورت می گرفت و یا اینکه اصلا از قطعاتی استفاده می شد که حرارت کمتری تولید میکردند، اما باز هم نتیجه یکی بود، یعنی قطعات خنک تر. چیزی که در این شیوه ها و تکنولوژی ها فراموش می شد، خنک سازی یکی از مهترین بخش های هر مادربرد بود. بخشی که به عنوان پایه و در حقیقت استخوان بندی یک مادربرد شناخته می شود. بله دقیقا منظورم PCB و یا برد مدار چاپی است.

همانطور که می دانید PCB ها هم مانند تمامی عناصر الکترونیکی دیگر انواع متفاوتی دارند. از انواع بسیار ساده که از یک فیبر کربنی به همراه لایه ای از مس تشکیل شده اند تا انواع بسیار پیچیده که در ابزارهای با تکنولوژی بالا مورد استفاده قرار می گیرد. حتما شما هم در کودکی کیت های الکترونیکی را دیده اید و شاید حتی یکی از آن هار ا هم خودتان سرهم کرده باشید. این می تواند دید بسیار خوبی به شما در باره اینکه اصولا PCB چیست و چه می کند، بدهد. همانطور که گفتیم PCB ها در انواع بسیار پیچیده ای هم تولید می شوند. انواعی که در ساختمان مادربرد ها به کار می روند از جمله پیچیده ترین PCB ها هستند و طراحی بسیار پیشرفته ای دارند. در حال حاظر اکثر مادربرد های از PCB های 4 تا 6 لایه استفاده می کنند و البته در برخی از موارد تعداد این لایه ها حتی ممکن است به 12 عدد هم برسد اما طراحی های معمولی به این تعداد لایه نیاز ندارند. در طراحی لایه لایه PCB، هر لایه وظیفه خاصی بر عهده دارد. تعدادی از لایه ها وظیفه برقراری اتصال مدارهای مربوط به اتقال داده را بر عهده دارند. این لایه ها از آنجایی که جریان الکتریکی زیادی را منتقل نمی کنند معمولا تلفات توان چندانی ندارند و بالطبع در افزایش حرارت تولیدی نیز نقشی ایفا نمی کنند. اما علاوه بر این لایه ها، لایه های دیگری نیز برای انتقال جریان الکتریکی و تامین انرژی مصرفی هر قطعه در PCB قرار گرفته اند. این لایه ها به دلیل عبور جریان معمولا در بسیاری از اوقات بسیار داغ شده و باعث تلف شدن مقدار بسیار زیادی انرژی خواهند شد. درست به همین دلیل است که PCB خود می تواند به تنهایی یکی از اصلی ترین عوامل افزایش حرارت مادربرد باشد.

ما برای کاهش تلفات توان در لایه های تامین توان در PCB که اتفاقا از جنس مس هستند نیز راه حل های متعددی وجود دارد. یکی از ساده ترین و موثر ترین راه های کاهش مقاومت این لایه و در نتیجه کاهش مصرف توان و کاهش حرارت تولیدی، افزایش ضخامت ان است. اگر با قوانین موجود در الکترونیک آشنا باشید، حتما می دانید که تلفات توان و حرارت تولیدی در یک سیم حامل جریان الکتریکی با جنس سیم و قطر آن رابطه مستقیم دارد. به ابن معنی که یک سیم مسی با قطر یک میلیمتر، دارای تلفات توان و مقاومت به مراتب بیشتری از یک سیم مسی با قطر دو میلیمتر خواهد بود. با توجه به این موضوع، در نسل سوم طراحی با طول عمر بالا که به تازگی معرفی شده است، علاوه بر تمامی مزایایی که از تکنولوژی های قبلی به مادربردهای استفاده کننده از آن به ارث رسیده است، می توانیم شاهد استفاده از لایه های انتقال توان داخلی قطورتری نسبت به انواع دیگر مادربردها باشیم. این لایه ها که قطر آن ها در مقایسه با انواع قبلی تقریبا دوبرابر شده است، می توانند تلفات توان را تا 50 درصد کاهش دهند و در نتیجه حرارت تولیدی توسط PCB نیز نسبت به مادربردهای قدیمی نصف خواهد شد. د نتیجه مادربردهایی در دسترس قرار خواهند گرفت که تمامی اجزای آن خنک هستند و می توان با اطمینان خاطر بیشتری از آن ها استفاده کرد.