Was ist VRM und wie wirkt es sich auf die CPU-Leistung aus?

Obwohl es so einfach ist, einen Computer zu bauen, wissen wir oft nicht, welche Elektrotechnik dafür nötig ist. Wie verwaltet das Motherboard beispielsweise die Art und Weise, wie Ihre CPU mit Strom versorgt wird? Über ein Spannungsreglermodul (VRM). Aber was ist ein VRM und wie wirkt es sich auf Ihre CPU-Leistung aus? Dieser Leitfaden soll Antworten auf diese Fragen geben.

Was ist ein VRM?

Der VRM Ihres Motherboards ist eine wichtige, aber unterschätzte Reihe elektronischer Komponenten, darunter Kondensatoren, Drosseln und MOSFETs, die dafür sorgen, dass Ihre CPU oder GPU sauberen Strom mit einer konstanten Spannung erhält.

Ein schlechter VRM kann zu Leistungseinbußen führen und die Funktionsfähigkeit eines Prozessors unter Last einschränken. Es kann sogar zu unerwarteten Abschaltungen kommen, insbesondere beim Übertakten der CPU . Dies kann auf einen schlechten VRM-Kühlkörper oder eine unzureichende VRM-Kühlung zurückzuführen sein.

Wie funktioniert ein VRM?

Die erste Aufgabe eines VRM besteht darin, die 12-Volt- Stromversorgung Ihres Computers in eine nutzbare Spannung umzuwandeln. Bei Prozessoren liegt diese typischerweise zwischen 1,1 V und 1,3 V. Die empfindliche Elektronik im Inneren kann leicht durch zu viele Volt kurzgeschlossen werden. Präzision ist auch bei der Stromversorgung eines Prozessors von entscheidender Bedeutung und die erforderliche Spannung muss möglichst genau geliefert werden. Deshalb sind VRMs komplexer als ein einfaches Stück Draht. Im Kern handelt es sich jedoch im Grunde um einen Tiefsetzsteller, der die Spannung präzise auf ein geeignetes Niveau herunterregelt.

Der VRM verwendet für seine Arbeit drei Komponenten: MOSFETs, Induktivitäten (auch Drosseln genannt) und Kondensatoren. Es gibt auch einen integrierten Schaltkreis (IC), um alles zu steuern, manchmal auch PWM-Controller genannt. Zur Visualisierung dieser Struktur kann ein vereinfachtes Schema eines einphasigen VRM verwendet werden.

Mehrphasen-VRMs

Moderne Computer benötigen mehr als ein einphasiges VRM. Moderne Stromversorgungssysteme verwenden ein mehrphasiges VRM. Mehrere Phasen verteilen die Stromlast über einen größeren physikalischen Bereich, reduzieren die Wärmeproduktion und die Belastung der Komponenten und sorgen für weitere elektrische Verbesserungen im Zusammenhang mit der Effizienz und den Kosten pro Teil.

Jede Phase eines modernen mehrphasigen VRM liefert einen Bruchteil der benötigten Leistung und versorgt abwechselnd die CPU mit Strom. Für sich genommen sorgt jede Phase für einen kurzen Kraftmoment, der als quadratische Welle dargestellt wird.

Der Leistungsstoß jeder Phase ist gegenüber der letzten gestaffelt, sodass sich die Gesamtleistung nie ändert, auch wenn jeweils nur eine Phase in Betrieb ist. Dies wiederum sorgt für eine reibungslose, zuverlässige Stromquelle – den „sauberen“ Strom, den eine CPU benötigt, um optimal zu funktionieren. Unten sehen Sie ein vereinfachtes System in Betrieb.

VRM-Phasennummerierung und Wahrheit in der Werbung

VRMs werden normalerweise als „8+1“ oder „10+1“ verkauft. Die Zahl vor dem Plus gibt die Anzahl der Phasen an, die der Reinigungsleistung für die CPU gewidmet sind. Die Zahl nach dem Pluszeichen gibt die verbleibenden VRM-Phasen an, um andere Motherboard-Komponenten wie RAM mit Strom zu versorgen.

Wenn die erste Zahl größer als 8 ist, beispielsweise „12+1“, „18+1“ oder sogar höher, wie im Fall der besten Gaming-Motherboards , verwendet der Hersteller häufig ein Gerät namens „Doppler“. Ein Verdoppler ermöglicht es ihnen, den Nutzen der vorhandenen Phasen zu vervielfachen, ohne zusätzliche Phasen in die Platine einzubauen.

Dies ist zwar nicht ganz so effektiv wie vollständig getrennte Phasen, ermöglicht jedoch einige elektrische Verbesserungen zu geringeren Kosten. Und da es den Herstellern ermöglicht, mit geringem Eigenaufwand eine käuferorientierte Zahl zu erhöhen, nutzen sie dies häufig aus.

Wie verbessert ein VRM die Leistung?

Das Ziel eines VRM ist die Bereitstellung sauberer und zuverlässiger Energie. Doch selbst ein einfaches VRM kann ausreichend Leistung liefern, um eine Mittelklasse-CPU auf Standardgeschwindigkeit zu halten. Beim Übertakten oder Ausreizen der Komponentengrenzen wird die Qualität des VRM immer wichtiger – Dinge wie der VRM-Kühlkörper und die VRM-Kühlung werden entscheidend.

Übertakter sollten nach einem VRM suchen, der aus zuverlässigen Komponenten besteht. Wenn die Komponenten billig sind, können sie unter Last möglicherweise nicht ausreichend Spannung liefern, was zu unerwarteten Abschaltungen führen kann. Die Gewährleistung der richtigen Einlass-/Auslasskonfiguration für einen optimalen Luftstrom ermöglicht eine zusätzliche Kühlung des VRM-Kühlkörpers und verhindert so solche Situationen. Die variabelsten VRM-Komponenten sind Kondensatoren und Drosseln.

Suchen Sie nach auslaufsicheren Kondensatoren. Diese werden oft unter Namen wie „Japanische Kondensatoren“, „Dunkle Kondensatoren“ oder „Feste Kondensatoren“ vermarktet. Hohe Übertaktungen erfordern auch bessere Drosseln. Sie finden diese unter Namen wie „Super Ferrite Chokes“ (SFCs) oder „Premium Alloy Chokes“. Suchen Sie außerdem nach Kühlkörpern über einigen oder allen MOSFETs – wenn möglich mit Rippen.

Darüber hinaus sollten diejenigen, die leistungsstärkere CPUs wie die Core i9-13900K-, Ryzen 9 7950X- oder Ryzen Threadripper-CPUs kaufen, sicherstellen, dass sie qualitativ hochwertige VRMs auf ihren Motherboards erhalten. Viele Hersteller sind in dieser Hinsicht auf Threadripper vorbereitet, aber bei solch stromhungrigen CPUs ist es super wichtig, sicherzustellen, dass man so oft wie möglich sauberen Strom bekommt.

Motherboard-VRMs – Wählen Sie mit Bedacht

Selbst wenn man sich mit VRMs auskennt, kann es schwierig sein, ein Motherboard mit hochwertigen VRMs zu kaufen. Die Kosten allein helfen wenig und Marketingmaterial kann, wie bereits erwähnt, absichtlich irreführend sein. Detaillierte Informationen zu Komponenten und Teilenummern sind für Verbraucher nicht leicht zugänglich.

Am besten schauen oder lesen Sie unabhängige Testberichte, bevor Sie ein Gaming-Motherboard zum Übertakten Ihrer High-End-CPU kaufen. Die folgenden Tipps oder Funktionen können beim Kauf eines guten Motherboards als unverzichtbar angesehen werden:

• Kaufen Sie ein Mittelklasse- oder High-End-Motherboard von einem zuverlässigen Hersteller wie Asus, ASRock, MSI und Gigabyte.
• Die Datenblätter allein geben kein vollständiges Bild wieder, aber im Idealfall besorgen Sie sich kein Motherboard mit weniger als einem 8-Phasen-VRM.
• Informieren Sie sich über Bewertungen aus mehreren Quellen, bevor Sie sich für ein bestimmtes Modell entscheiden. Sie können auch auf das Feedback der Reddit-Benutzer zu den Modellen zurückgreifen, die Sie in die engere Wahl gezogen haben.
• Selbst wenn Sie Ihre CPU übertakten, müssen Sie im Allgemeinen nicht mehr als 160 bis 180 US-Dollar für ein hochwertiges Motherboard ausgeben, selbst für einen freigeschalteten Intel-Chipsatz der Z-Serie.
• Für den einfachen Benutzer sind selbst preisgünstige Motherboards namhafter Hersteller mehr als ausreichend.

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