이 사양은 새로운 전력관리 기술들이 운영체제 및 하드웨어 내에서 독립적으로 발전함으로써 서로 협력해 나갈 수 있도록 해준다. PC 실버박스는 5V, 3.3V 및 12V를 제공하지만, 마더보드는 널리 사용되는 VRM/VRD CPU 전압 레귤레이터 말고도 추가적인 전압들을 필요로 한다. 여기서는 대부분의 마더보드 전압들(5V 듀얼, 3.3V 듀얼, DDR 메모리 전압(VDDQ 및 VTT-DDR2) 그리고 ACPI 하의 VTT-CPU/IO와 같은)을 효율적으로 제공하는 방법을 살펴보자.
동작 상태 S0(PWR_OK=1)에서는 실버박스가 제공하는 모든 전압들과 메인(3.3V, 5V 및12V) 그리고 5V 대기전압은 물론 마더보드 상에서 지엽적으로 생성되는 다른 전압들도 있다. S3(S3#는 S3의 “반대”이다)나 RAM의 중지는 휴면 상태로서, 이 때는 메인이 오프 상태이고 메모리는 저전력의 자동 리프레시나 자가 리프레시 상태에 놓인다. 이 상태에서 마더보드 상에 남아 있는 잔류 전압들은 실버박스로부터 오는 5V 대기 파워서 플라이 라인으로부터 전력을 얻는다.
S5나 Soft Off는 사실상의 오프 상태로서, 어떠한 시스템 콘텍스트도 유지되지 않지만, 어느 정도의 잔류 전력은 아직 남아있어 동작 상태 S0로 전환할 수 있다.
마더보드의 전력 공급
그림 1은 마더보드에 전력을 공급하기 위한 전략을보여준다. CPU와 그래픽은 동작 상태에서만 전력을 받지만, PCI Express, I/O 채널 허브(ICH8) 및 DDR 메모리와 같은 나머지 기능들은 ACPI 하에서 최소한의 전력 소모로 기능을 수행하도록 해주는 메인 및 대기 전원의최상의 조합을 통해 얻는전압들에 의해 전력을 공급 받는다.
그림 1의 스틱 다이어그램에 있는 스위치 심볼들은 진정한 MOSFET 스위치(SSx)나 선형 레귤레이터(SLx) 또는 스위칭 레귤레이터(SWx)를 나타낸다. S3 상태에서 5V 대기 상태는 스위치 SS1(p-채널 MOSFET 트랜지스터)을 통해 DDR 메모리에 전력을 공급한다. 이 때 SS2는 열려 있어 5V 메인을 차단한다. 그래서 이 중간 전압을 5V 듀얼이라고 한다. 이어서 벅 컨버터 SW1이 5V를 1.8V로 낮추며, 필요한 전압이 DDR 메모리 모듈에 전력을 공급한다. 이 1.8V는 선형 레귤레이터 SL1과 SL2를 통해서 DDR 메모리를 위한 터미네이션 전압(0.9V)과 CPU를 위한 터미네이션 전압(1.2V)을 생성하는 데도 사용된다. S5 상태에서 벅 컨버터 SW1은 전력이 끊겨 DDR 메모리로부터 보조 전력을 끌어오게 된다. 이 상태에서는 3.3V 듀얼만이 살아 있어 5V 대기 상태로부터 선형 레귤레이터 SL3를 통해 5V 대기 상태로부터 전력을 받게 되며 스위치 SS3는 열린 상태가 되어 5V 메인으로부터 전력을 차단하게 된다.ACPI 컨트롤러
ACPI 하의 모든 전압들은 Fair-child사의 FAN5068과 같은 하나의 다기능 컨트롤러 칩을 몇 개의 이산형 트랜지스터들과 함께 사용하여 생성 및 제어할 수 있다.
이 컨트롤러의 중심에는 ACPI 제어 장치를 구현하는 로직 블록은 물론, 모든 전압 조정 회로가 자리잡고 있다. 그림 1의 어플리케이션 회로는 DDR2 메모리에 맞춤화 되어 있다. 기존의 DDR에 비해 DDR2 파워서플라이 VDDQ는 2.5V로부터 1.8V로 감소되었으며, VTT는 1.25V로부터 0.9V로 감소되었다. 덕분에 DDR2 메모리는 1세대 DDR보다 훨씬 적은 전력을 소모하게 되었다.
예를 들어, DDR2-533은 DDR-400에 비해 절반 정도의 전력을 소모한다. DDR2의 터미네이션 방식은 DDR의 경우와는 다소 다르며, 터미네이션 저항기들이 마더보드가 아니라 칩에 있다. 그러나 외부 VTT 터미네이션 전압이 여전히 필요하다. DDR2의 전력소모 수준이 훨씬 낮기 때문에 VTT에 선형 레귤레이터를 사용할 수 있는데, 이는 단순성과 비용이 전력소모를 최소화 시키는 문제보다 중요한 고려 사항일 경우 특히 그렇다. FAN5068은 DDRx 메모리 시스템에 전력을 공급하는 데 필요한 모든 회로들을 갖고 있다. 이 단일 IC에는 VDDQ를 위한 스위처 컨트롤러와 VTT 터미네이션 전압을 위한 선형 컨트롤러가 둘 다 통합되어 있다. VDDQ를 위한 스위처는 5V 듀얼로 동작하며, VTT를 위한 선형 레
귤레이터는 VDDQ 전력으로 동작한다. FAN5068은 두 개의 외부 스위치인 SS2 및 SS3에 필요한 제어 로직도 제공하는데, 이 스위치들은 5V 듀얼 서플라이 전압은 물론 CPU를 위한 1.2V 터미네이션의 구현에 사용되는 선형 레귤레이터도 구현한다.
최종적으로, 그림 2는 FAN5068 ACPI/DDR 파워서플라이에 상응하는 마더보드 영역을 보여준다. 특징적인 정사각형 모양(24핀, 5x5 MLP 패키지)을 보여주는 컨트롤러 IC는 백색 고리 모양으로 강조된 부분이다. 컨트롤러 IC 부근에서 이산형 트랜지스터와 수동형 부품들, 그중에도 특히 덩치 큰 1.8μH의 인덕터와 출력 전해 콘덴서가 눈에 띈다. CPU에는 별도의 VRD(마더보드에 있는 전압 레귤레이터)가 필요하다. 예를 들어, Fairchild사의 칩셋인 FAN5019 PWM 컨트롤러와 FAN5009 드라이버 IC들이 VRM10 클래스의 마더보드에 권장되며, FAN6522A와 같은 벅 컨버터는 그래픽 카드에 전력을 공급하게 된다.
ACPI 전력관리(선형 레귤레이터와 스위칭 레귤레이터 그리고 포화 패스 트랜지스터의 조합을 솜씨 좋게 사용한 효과적인 전압 조정 방식들의 보드상 구현물과 함께)는 최소한의 비용으로 최적의 전력분배와 낮은 전력소모를 구현하는 최상급의 전력관리 방식을 제공한다. 여기서 살펴본 예제에서 ACPI 하의 모든 전원들은 하나의 다기능 IC에 의해 제어되며, 마더보드 전체에 전력을 공급하기 위해서는 다른 레귤레이터 컨트롤러 IC가 두 개만 더 있으면 된다.
