電壓調節器 (VR) 系統中的可聽噪聲長期以來一直是一個問題。在 PC 行業，這個問題變得更加明顯，因為 CPU 開始負責顯著且重復的電壓變化，從而通過 VR 引起噪聲。這些電壓變化，以及陶瓷電容器和主板的物理特性，給 PC 制造商帶來了可聽噪聲問題，目前還沒有好的解決方案。

陶瓷電容器通常用于 VR 輸入和輸出級的去耦，因為它們成本低且尺寸小。當感應電壓變化時，陶瓷電容器的壓電特性會導致元件內部發生運動。當電壓向一個方向變化時，電容器向一個方向彎曲，然后當電壓變化相反時向相反方向彎曲。當電壓在可聽頻率范圍內重復變化時，這些陶瓷電容器會重復彎曲。然而，僅此一點還不足以產生噪音。柔性電容器的作用類似于揚聲器系統中的音圈。音圈移動錐體，而錐體實際上產生了聲音。

在我們的揚聲器類比中，主板是錐體。主板通過幾個點固定在外殼內，但通常有足夠的未固定板區域可以彎曲。當足夠多的陶瓷電容器一起彎曲時，它們可以很容易地在外殼內垂直彎曲主板，足以產生可聽噪聲。

在 VR 中產生可聽噪聲所需的最后一個組件是重復的電壓變化。多年來，CPU 一直在動態管理自己的性能、頻率、熱量和功耗。這種管理的一個重要部分是通過調整 CPU 的輸入電壓。在高性能需求中，電壓會增加。當不需要高性能時，降低電壓以減少 CPU 內的漏電流，從而節省電力。這些電壓變化旨在解決 PC 中的可聽噪聲。

圖 1顯示了來自 CPU 的電壓識別 (VID) 變化和來自 VR 的電壓響應的示例。更高的電壓需要更高的性能，然后降低電壓以減少泄漏電流。

圖 1：CPU 的 VID 變化和 VR Vout 電壓響應 2

MPS Smart-Ramp 可聽降噪技術如圖 2所示。如果來自 CPU 的新 VID 低于當前 VID 且電壓階躍大于寄存器 X 中定義的值，則電壓斜坡下降的開始將延遲寄存器 Y 中定義的持續時間。圖 2 顯示一個短暫延遲的例子，它可能足以破壞主板的彎曲，從而減少可聞噪音。CPU 的操作和來自 CPU 的命令不變。

圖 2：MPS 智能斜坡可聽降噪技術

MPS 解決方案的另一種實施方式是延長斜坡下降的延遲持續時間，直到接收到下一個更高級別的 VID 命令。當重復的電壓變化完全消除后，不再有可聽噪聲（參見圖 3）。

圖 3：消除了電壓引起的可聽噪聲

如前所述，降低 CPU 電壓的好處是減少了泄漏電流，因此 Smart-Ramp 解決方案對節能功能的影響很小。CPU 在較低 C 狀態下運行時可以節省更多功率。Smart-Ramp 技術不會干擾 CPU 進入自己的節能 C 狀態的能力。唯一的功耗影響是，如果電壓輸出沒有延遲地遵循每個 VID 命令，那么在電壓本來會很低的短時間內，流入 CPU 的泄漏電流會增加。

然而，改變電壓也有電力成本，需要從增加的泄漏功率中減去，以了解全功率影響。當 VID 降低時，系統會通過強制將電荷接地來丟棄（浪費）電荷。然后，當 VID 再次增加時，需要額外的電源來為輸出重新充電。在某些系統中，輸出放電和再充電的功率成本可能超過使用 MPS Smart-Ramp 可聽降噪解決方案時看到的泄漏功率。

此外，在引起噪聲的事件期間，只有在較低電壓下的短時間內，泄漏電流較高。一旦重復的電壓變化停止，在 MPS Smart-Ramp 技術將電壓設置為較低的 VID 之前會有最后一個延遲，以在預期的長時間 CPU 省電狀態期間節省泄漏電流。

MPS Smart-Ramp 技術的可配置性意味著客戶可以根據自己的意愿選擇保守或激進。在一個模型中，客戶可能會等到發現噪音問題，然后通過 BIOS 更改重新編程 MPS VR 控制器，以激活和配置該功能以解決他們特定的噪音問題。另一種方法是主動配置 VR 控制器，除了最小的 VID 變化外，再加上長延遲設置。這將消除 VR 中所有由電壓變化引起的噪聲，但顯然會帶來更大的功率影響。

結論

處理器輸入功率的電壓電平變化是一項必要的省電功能，可能會在未來的許多代 PC 中使用。當這些變化導致 PC 中出現可聽噪音時，制造商幾乎沒有什么昂貴的選擇來使他們的平臺在市場上可行。Smart-Ramp 可聽降噪技術為 PC 制造商提供了一種易于實施的有效選擇。

審核編輯：湯梓紅