Ce este un VRM pe o placă de bază și de ce este important?

Pentru majoritatea pasionaților de PC-uri, alegerea plăcii de bază potrivite implică considerații cheie, cum ar fi factorul de formă, compatibilitatea procesorului, configurația memoriei, opțiunile de conectivitate și spațiul de overclockare. Cu toate acestea, o componentă majoră a plăcii de bază care trece adesea neobservată, chiar și într-o fișă de specificații, este VRM-ul său. (modul de reglare a tensiunii) — un circuit electronic responsabil cu asigurarea întregului sistem stabilitate.

Pentru a evalua importanța acestui regulator de comutare subapreciat, să ne aprofundăm direct în funcționarea unui VRM, componentele asociate cu acesta, cum să diferențiezi între un VRM de înaltă calitate și prost proiectat, precum și impactul acestuia asupra procesorului performanţă.

Cum funcționează un VRM?

În esență, modulul de reglare a tensiunii de pe placa de bază (numit și modulul de alimentare al procesorului) este un dolar specializat convertor (DC la DC) care reglează și convertește tensiunile pentru a se alinia cu cerințele specifice ale procesorului, memoriei și altor componente. Gândiți-vă la VRM-uri ca mini surse de alimentare, asemănătoare unității principale, care preia 120 sau 240 V AC de la priza electrică și o reduce la o tensiune DC mult mai mică (12 V/5 V/3,3 V).

În acest sens, VRM-urile plăcii de bază efectuează aceeași operațiune ca și PSU, dar la nivel secundar. Obiectivul lor principal este de a converti 12V de intrare de la conectorii EPS cu 8/4 pini într-o tensiune de funcționare adecvată pentru procesoarele moderne (de obicei, în intervalul 1,1-1,5V).

În plus, VRM-urile sunt esențiale în transmiterea unei tensiuni curate și consistente către fiecare componentă care consumă energie din computerul dvs., reducând probabilitatea oricăror supratensiuni absurde sau VDroops. Datorită capacităților lor constante de conversie, circuitele de reglare a tensiunii permit, de asemenea, mai multor generații de procesoare (cu tensiune dinamică de bază) să funcționeze optim pe un dispozitiv compatibil. chipset-ul plăcii de bază.

Componentele unui VRM

În timp ce mulți dintre noi considerăm că VRM este o unitate independentă, autonomă, acronimul reprezintă o colecție de componente electronice distincte care înconjoară soclul CPU (LGA sau PGA) și sloturi DIMM de pe placa noastră de bază. Pentru cei neinițiați, circuitele de reglare a tensiunii încorporează o combinație de comutatoare MOSFET care funcționează în tandem cu condensatoare, șocuri și controlere PWM pentru a facilita fazarea alimentării proces.

Iată o prezentare cuprinzătoare a tuturor componentelor esențiale care constituie VRM-urile plăcii de bază.

1. MOSFET-uri

MOSFET-urile (tranzistoare cu efect de câmp metalic-oxid-semiconductor) acționează ca porți izolate care amplifică sau atenuează semnalele electronice într-un circuit de reglare a tensiunii. În termeni mai simpli, acești semiconductori controlează fluxul de curent către CPU pe baza semnalelor și valorilor primite de la cipul controlerului PWM.

Un VRM monofazat folosește două comutatoare MOSFET (partea joasă și partea superioară) pentru a ajuta la modularea tensiunii medii de ieșire a unui circuit prin comutarea intermitentă a unei tensiuni de intrare. Deoarece mecanismul de comutare are loc de sute de ori pe secundă, MOSFET-urile tind să genereze o cantitate mare de căldură, cu temperaturi care pot depăși 150°C sub sarcini mari sau fără răcire adecvată.

Drept urmare, acești semiconductori sunt adesea echipați cu radiatoare pasive, ventilatoare miniaturale sau blocuri de apă pentru a atenua problemele de supraîncălzire și pentru a îmbunătăți eficiența operațională.

2. Sufocă

Choke-urile sunt inductori de formă cubică care transformă semnalele de înaltă frecvență de curent alternativ în frecvențe inferioare sau curenți continui într-un circuit de reglare a tensiunii. Dispunând de un miez magnetic în formă de gogoașă cu o bobină izolată înfășurată în jurul său, acest dispozitiv electronic servește un dublu scop — stocarea, filtrarea și rafinarea puterii și capacitatea de a regla furnizarea de energie în scenarii extreme precum overclockarea sau supravoltare.

Mai mult, trebuie remarcat faptul că fiecare șoc corespunde unei faze de alimentare pe placa de bază. Cu cât numărul de faze este mai mare, cu atât transmisia tensiunii va fi mai stabilă către procesorul dumneavoastră.

3. Condensatoare

Spre deosebire de bobinele, condensatoarele stochează energie într-un câmp electric și descarcă rapid curentul acumulat în circuitele conectate atunci când este necesar. Scopul principal al acestor componente cilindrice este de a preveni vârfurile bruște de tensiune și de a minimiza ondulațiile într-un circuit de reglare a tensiunii.

În contextul VRM-urilor plăcii de bază și al fazelor corespunzătoare acestora, condensatorii funcționează ca temporar unități de stocare, acumulați curentul electric primit de la șocatoare și furnizați puterea necesară CPU. Orice încărcare în exces de la aceste dispozitive este absorbită sau eliberată prin împământarea circuitului.

4. Controlere PWM

Controlerele PWM (modularea lățimii impulsului) sau circuitele integrate ale driverului generează impulsuri PWM, care sunt ulterior canalizate în componentele analogice de bază ale unui circuit de reglare a tensiunii—MOSFET-uri și se sufoca. Pe lângă monitorizare, aceste controlere cu mai multe faze ajustează dinamic furnizarea de energie către CPU, permițându-i să mențină eficiența maximă în timpul sarcinilor de lucru intense.

În esență, controlerul PWM dobândește tensiunea de referință a procesorului dvs. (denumită și VRef în BIOS) și o măsoară cu tensiunea predominantă de la VRM-ul plăcii de bază. Orice diferență între VRef și tensiunea reală determină acest dispozitiv să recalibreze semnalele, modulând instantaneu tensiunea de ieșire.

Componentele de bază ale unui VRM sunt, de asemenea, completate de diode și rezistențe, care protejează împotriva curentului electric care curge în aceste dispozitive de la depășirea pragurilor specificate.

VRM-uri multifazice pe o placă de bază

CPU-urile și GPU-urile moderne necesită un sistem robust de livrare a energiei, care se extinde dincolo de simplele capabilități ale unui VRM monofazat. Pentru a realiza o procedură de transmisie relativ stabilă și eficientă, producătorii de plăci de bază încorporează aproape întotdeauna mai multe convertoare buck în paralel, creând o soluție VRM cu mai multe faze.

Pentru început, aranjarea eșalonată a unei configurații VRM cu mai multe faze împarte sarcina în trepte de putere separate, distribuind-o într-o zonă fizică mai largă. Această abordare sofisticată de gestionare a energiei oferă procesorului o tensiune de operare curată și reglată cu precizie și reduce generarea de căldură și stresul în componentele de bază.

Când cumpărați o placă de bază nou-nouță, probabil că veți întâlni terminologia de proiectare a puterii de fază în materialul său de marketing, indicând alocarea fazelor către PCB (placa de circuite imprimate). Această specificație este adesea promovată de producători într-un format „A+B” (8+2) sau „X+Y+Z” (16+2+2) - valoarea inițială care precede semnul „+” semnifică numărul de faze dedicate procesorului, în timp ce combinația după semnul plus se referă la alte componente critice de pe un placa de baza. (RAM, Chipset, iGPU etc.).

Cu toate acestea, în cazurile în care numărul real de faze rezervate pentru CPU depășește opt, așa cum se vede în denumiri precum „18+2” sau chiar mai mari, producătorii de plăci de bază tind să includă un dispozitiv păcălit numit dublator. Mai simplu spus, dublatoarele VRM permit producătorilor să împartă semnalele de control pentru o fază, dublând efectiv numărul de faze din punct de vedere al controlului. Cu toate acestea, beneficiile ar putea să nu fie la fel de semnificative ca fazele suplimentare adevărate.

Mai mult, includerea dublatoarelor într-o configurație VRM cu 8 faze „adevărată” aduce îmbunătățiri semnificative procesului de fazare a puterii la un cost de producție mai mic.

Cum să faceți diferența între o configurație VRM de înaltă calitate și cea prost proiectată?

Mai mulți factori intră în joc atunci când se evaluează plăcile de bază pe baza calității configurațiilor lor VRM. Chiar dacă nu intenționați să vă overclockați procesorul, o soluție VRM prost proiectată poate distruge puterea mecanism de livrare cu o marjă considerabilă, ceea ce duce la instabilitate a sistemului, blocări, BSOD și alte apariții flagrante probleme.

Iată cum să diferențiezi între o configurație VRM de top și una care nu corespunde așteptărilor.

• Proiectarea puterii de fază: Una dintre cele mai ușoare metode de a determina calitatea unei configurații VRM este să inspectați fizic numărul total de șocuri vizibile pe placa de bază. Pentru un chipset entry-level precum AMD A620, ar trebui să puteți localiza maximum patru până la șase faze de putere ascunse sub un radiator. În schimb, o placă de bază de gamă medie sau high-end profită de un număr de faze mult mai mare pentru manipularea componentelor care consumă energie.
• Condensatori rezistenti la scurgeri: VRM-urile de înaltă calitate utilizează condensatoare cu stare solidă, adesea comercializate ca „Condensatori japonezi”, „Condensatori întunecați” sau „Hi-C”. capace.” În comparație cu omologii lor electrolitici, condensatoarele solide au o rată de toleranță mult mai mare și sunt mai puțin predispuse la îmbătrânire.
• Choke din aliaj premium: Vă recomandăm să investiți într-o placă de bază care utilizează SFC (Super Ferrite Chokes) sau Premium Alloy Chokes, deoarece acestea consumă mai puțină energie, rezistă la coroziune și generează interferențe electromagnetice mai mici.

Desigur, inspectarea unei plăci de bază înainte de a cumpăra nu este ușoară. Cu toate acestea, puteți oricând să-i aruncați o privire bine când sosește, apoi să-l trimiteți înapoi dacă nu este la îndemână.

VRM-urile plăcii de bază: Eroul necunoscut al computerului modern

În principiu, conceptul unui VRM poate fi destul de complicat, deoarece implică o multitudine de jargon tehnic (MOSFET-uri, șocuri, condensatoare, controlere PWM etc.) care ar putea fi nefamiliare pentru computerul obișnuit entuziast. În ciuda acestor complexități, VRM-urile plăcii de bază servesc drept coloană vertebrală pentru transmiterea eficientă a tensiunii către procesor și alte componente esențiale ale PC-ului.