Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messen der Spannungsversorgung von CPUs


von Brigitte M. (hugendubel165)


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Hallo,

ich repariere ab und zu Laptops von Lenovo. Einer der ersten Checks die 
ich mache, sind die verschiedenen Spannungsschienen. Dabei habe ich das 
Problem, dass ich an den beiden CPU Spannungen VCCCPUCORE und VCCGFXCORE 
häufig nichts messe. Zur Kontrolle habe ich diese Messungen dann auch 
immer an funktionierenden Laptops gemacht im laufenden Betrieb mit graf. 
Oberfläche. Für VCCCPUCORE kann ich je nach CPU Modell manchmal etwas 
messen, bei VCCGFXCORE habe bisher noch nie etwas gemessen. Multimeter 
sind ein Fluke 187 und ein Peaktech 4095.
Um das ganze genauer zu untersuchen habe ich auch die Spannungen mit 
einem Oszi angeschaut. Meßpunkt ist immer die Spule der 
Spannungsschiene. Je nachdem auf welcher Seite ich messe, sehe ich 
entweder das volle PWM Eingangssignal oder eben das DC Ausgangssignal 
mehr oder weniger überlagert mit ein paar Störungen, die nicht 
vollständig weggesiebt wurden. Bei VCCCPUCORE sehe ich manchmal ein 
Ausgangssignal ohne DC Anteil und manchmal nichts, bei VCCGFXCORE sehe 
ich gar nichts.

Wie kann das sein?

von Monk (roehrmond)


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Ein paar Fotos dazu wären hilfreich

von Brigitte M. (hugendubel165)


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das ist z.B. das Signal von VCCCPUCORE auf der Ausgangsseite der Spule. 
Es hat KEINEN sichtbaren DC Offset.

: Bearbeitet durch User
von Peter D. (peda)


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Moderne Meßgeräte versuchen oft "mitzudenken". Wenn der Ripple eine 
Schwelle übersteigt, schalten sie automatisch auf AC um.
Irgendwo auf dem Display ist dann im Kleingedruckten ein "AC" oder "~".
Ich habe daher noch alte Geräte, die man händisch umschalten muß.
Kann aber auch sein, daß Dein GND nicht richtig angeschlossen ist.

von Brigitte M. (hugendubel165)


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Die Masse vom Tastkopf ist an den GND Layer des Mainboards geklemmt. Das 
sollte doch reichen. Beim Oszi kann ich manuell zwischen DC und AC 
umschalten. Das Symbol links unten links neben den 50 mV zeigt auch an, 
dass es auf DC steht. Bei allen anderen Spannungsschienen funktioniert 
es ja auch. Nur nicht bei VCCCPUCORE und VCCGFXCORE.

von Monk (roehrmond)


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Komisch, das ist ja fast nichts.Kann mir kaum vorstellen, dass die CPU 
damit wirklich läuft. Ist das vielleicht eine optionale "Schiene" für 
andere CPU Modelle?

von Brigitte M. (hugendubel165)


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Laut Schaltplan sind das die einzigen Spannungsversorgungen der CPU.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Wenn du an einem Ende der Speicherdrossel Rechteck misst und an der 
Ausgangsseite kein Kurzschluss ist, muss da DC sein, die Drossel frisst 
ja nix für sich. In älteren HP Notebooks hatte ichs aber schon, das sich 
die Lötstellen der Drossel gelöst hatten.
Du solltest aber auch messen können, ob die CPU losläuft, indem du am 
BIOS Chip nach dem Reset Aktivität auf Adress- und Datenleitungen hast. 
Voltmeter ist da ungeeignet, aber ein Oszi hast du ja. Moderne BIOSe 
sind in seriellen Speichern, aber auch da muss nach dem Reset was 
passieren, da ja das BIOS ins RAM kopiert wird.

Brigitte M. schrieb:
> das ist z.B. das Signal von VCCCPUCORE auf der Ausgangsseite der Spule

Entweder arbeitet der Wandler auf einen Kurzschluss oder der Siebelko 
hats hinter sich.

: Bearbeitet durch User
von Brigitte M. (hugendubel165)


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nachdem ich diese Messungen an einem laufenden und damit 
funktionierenden Laptop gemacht habe, schliesse ich einen Defekt aus.

Es ist zwar richtig, dass ich diese Messungen ursprünglich an defekten 
Laptops gemacht habe um einen Fehler zu lokalisieren. Nachdem ich aber 
Zweifel an meiner Messmethode bekommen habe, habe ich alles an 
verschiedenen Laptops im laufenden Betrieb gemessen. Es geht hier also 
nicht darum einen Fehler im Laptop zu finden, sondern darum 
herauszufinden, was an meiner Messmethode falsch ist.

von Peter K. (chips)


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bez VCCGFXCORE kommt das von den Intel Powermanagement-Funktionen der 
CPU;
Für die Grafik gibt es sog. "RC6 Render Standby" - da ist die VCCGFXCORE 
fast immer aus und wird nur kurz zyklisch eingeschaltet - außer bei 
aktivem 3D-Betrieb - da sollte die VCCGFXCORE an bleiben;
RC6 Render Standby kann man auch abschalten (dann bleibt VCCGFXCORE an):
- teilweise über BIOS (CPU Powermanagement)
- über Registry
- über das Intel Control Panel des Gfx-Treibers

von H. H. (Gast)


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Brigitte M. schrieb:
> Die Masse vom Tastkopf ist an den GND Layer des Mainboards geklemmt. Das
> sollte doch reichen.

Mit dem Schweineschwänzchen ist das eine prima Antenne...

von Brigitte M. (hugendubel165)


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Die Begründung für VCCGFXCORE ist hilfreich, das erklärt warum ich da 
nie etwas messe. Das kann ich dann wohl in Zukunft bei einer Fehlersuche 
auch immer ausklammern.
Verbleibt nur noch VCCCPUCORE, bei der ich eigentlich einen DC Offset 
von 0,8 - 1,0 V erwarte. Manchmal sehe ich den auch, manchmal nicht. Bei 
neueren CPUs eher nicht.
Wobei es bei der CPU bei neueren Typen auch noch weitere Spannungen 
gibt, z.B. bei einer Core-i5 6300U gibt es die Spannung VCCSA, mit ca. 1 
V. Diese kann ich ohne Probleme messen. Sowohl mit einem Multimeter als 
auch mit dem Oszi.

: Bearbeitet durch User
von Peter K. (chips)


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bez VCCCPUCORE kommt das auch von den Intel Powermanagement-Funktionen 
der CPU - da sind im Laufe der Zeit immer "aggresivere" C-States bis C10 
dazugekommen;
Bei C0 mit EIST, Speedshift und Turboboost ist die VCCCPUCORE sehr 
schwankend, bei höheren C-States tw. abgeschaltet

VCCSA, mit ca. 1V ist für den System Agent - die bleibt meist an

bei manchen neueren Intel CPUs gibts auch integrated VRMs (da ist für 
manche Spannungen alles intern incl. Induktivitäten)

: Bearbeitet durch User
von (prx) A. K. (prx)


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Peter K. schrieb:
> bei manchen neueren Intel CPUs gibts auch integrated VRMs

Wobei die je nach Typ linear oder geschaltet arbeiten. Bei AMD gibt es 
das auch. Andernfalls wäre man nicht in der Lage, die heute vielen Cores 
mit verschiedenen Spannungen zu versorgen - was aber beim Stromverbrauch 
wichtig ist.

: Bearbeitet durch User
von Brigitte M. (hugendubel165)


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Vielen Dank für die Beiträge. Ihnen entnehme ich , dass meine 
Messmethode nicht falsch ist, nur bei neueren CPUs ist es wohl normal, 
dass man bei VCCCPUCORE nicht zwingend eine Spannung nachweisen kann, 
und bei VCCGFXCORE schon gleich gar nicht, wenn aktuell keine 3D 
Beschleunigung benötigt wird.

von Monk (roehrmond)


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Dan müssten die kurzen Impulse auf VCCCPUCORE ja deutlich breiter 
werden, wenn man den Rechner hoch auslastet, oder?

von (prx) A. K. (prx)


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So langsam sollte man vielleicht die abstrakte Ebene verlassen, und über 
konkrete CPUs reden. Zwischen 8088 und Core i Gen13 hat sich bei der 
Stromversorgung ab und zu was geändert. Auch riecht die Bezeichnung 
VCCCPUCORE mehr nach Board als nach Intel.

: Bearbeitet durch User
von Peter K. (chips)


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Brigitte M. schrieb:
> z.B. bei einer Core-i5 6300U

Skylake +- ein paar Generationen ist doch konkret genug ?!

von (prx) A. K. (prx)


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Steve van de Grens schrieb:
> Dan müssten die kurzen Impulse auf VCCCPUCORE ja deutlich breiter
> werden, wenn man den Rechner hoch auslastet, oder?

Auf Vcc darf nur im Package C6 oder C7 Mode nichts zu messen sein. Dazu 
müssen alle Cores ebenfalls in C6/C7 sein, und die GPU in RC6, also 
alles abgeschaltet. Diese Modi kennzeichnen recht tiefe Ruhepausen. Hohe 
Auslastung ist für Dauerspannung nicht erforderlich, aber eine Art Last, 
die das System nicht in diesen Ruhezustand bringt.

Intels Nomenklatur:
Vcc   = Processor IA Cores Power Rail
VccGT = Processor Graphics Power Rails

: Bearbeitet durch User
von DSGV-Violator (Gast)


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Peter K. schrieb:
> Brigitte M. schrieb:
>> z.B. bei einer Core-i5 6300U
>
> Skylake +- ein paar Generationen ist doch konkret genug ?!
Das ist so konkret wie "Auspuffanlage für einen amerikanischen PKW mit 
vier Rädern" ...

Allein die Heizleistung TDP überstreicht beim "Himmelsteich" den Bereich 
von 255W bis 4,4 Watt. 
https://en.wikipedia.org/wiki/Skylake_(microarchitecture)

Und die Spannungsregelung ist mit Skylake wieder aus der CPU-Package zu 
einem dedizierten Chip/Module auf dem Motherboard gewandert. Also sollte 
man sich diese Ecke des PCB anschauen und nicht allein die 
CPU-Power-Ppins anschauen:

https://en.wikichip.org/w/images/8/83/Intel_Architecture%2C_Code_Name_Skylake_Deep_Dive-_A_New_Architecture_to_Manage_Power_Performance_and_Energy_Efficiency.pdf

https://tu-dresden.de/zih/forschung/ressourcen/dateien/projekte/energyefficiency/Energy-Efficiency-Features-of-the-Intel-Skylake-SP-Processor-and-Their-Impact-on-Performance.pdf?lang=de

https://en.wikichip.org/wiki/intel/microarchitectures/skylake_%28client%29#Power

von (prx) A. K. (prx)


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Peter K. schrieb:
> Skylake +- ein paar Generationen ist doch konkret genug ?!

Mein letzter Beitrag bezieht sich ausschliesslich auf "6th Generation 
Intel® Processor for U/Y-Platforms".

von Peter K. (chips)


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(prx) A. K. schrieb:
> So langsam sollte man vielleicht die abstrakte Ebene verlassen, und über
> konkrete CPUs reden

Peter K. schrieb:
> Skylake +- ein paar Generationen ist doch konkret genug ?!

von Peter K. (chips)


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tiefere Infos zu den Intel-VRMs bekommt man bei den VRM-Herstellern, 
indem man nach den Spezifikationen zu IMVP sucht, z.B. IMVP8 für Intel 
SKL, CFL, CNL und IMVP9 für spätere wie ICL, CML, TGL

: Bearbeitet durch User
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