Cos’è il VRM e come influisce sulle prestazioni della CPU

Per quanto sia facile costruire un computer, spesso non apprezziamo l’ingegneria elettrica necessaria per realizzarlo. Ad esempio, come gestisce la scheda madre il modo in cui la CPU riceve energia? Attraverso un modulo regolatore di tensione (VRM). Ma cos’è un VRM e in che modo influisce sulle prestazioni della CPU? Questa guida mira a rispondere a queste domande.

Cos’è un VRM?

Il VRM della tua scheda madre è una serie di componenti elettronici cruciali ma sottovalutati, inclusi condensatori, induttanze e MOSFET, che garantiscono che la tua CPU o GPU riceva energia pulita a una tensione costante.

Un VRM scadente può portare a prestazioni ridotte e limitare la capacità del processore di funzionare sotto carico. Può anche portare a arresti imprevisti, soprattutto durante l’overclocking della CPU . Ciò può accadere a causa di un dissipatore di calore VRM scadente o di un raffreddamento VRM insufficiente.

Come funziona un VRM?

Il primo compito di un VRM è convertire la potenza a 12 volt proveniente dall’alimentatore del computer in una tensione utilizzabile. Per i processori, questo è in genere compreso tra 1,1 V e 1,3 V. La delicata elettronica interna può essere facilmente cortocircuitata da troppi volt. La precisione è fondamentale anche quando si alimenta un processore e la tensione richiesta deve essere erogata nel modo più esatto possibile. Ecco perché i VRM sono più complessi di un semplice pezzo di filo. Ma in sostanza, sono fondamentalmente un convertitore buck, che riduce con precisione la tensione a livelli appropriati.

Il VRM utilizza tre componenti per svolgere il proprio lavoro: MOSFET, induttori (chiamati anche induttanze) e condensatori. C’è anche un circuito integrato (IC) per controllare il tutto, a volte chiamato controller PWM. Per visualizzare questa struttura è possibile utilizzare uno schema semplificato di un VRM monofase.

VRM multifase

I computer moderni richiedono più di un VRM monofase. I moderni sistemi di alimentazione utilizzano un VRM multifase. Più fasi distribuiscono il carico di potenza su un’area fisica più ampia, riducendo la produzione di calore e lo stress sui componenti, oltre a fornire altri miglioramenti elettrici relativi all’efficienza e ai costi per parte.

Ciascuna fase di un moderno VRM multifase fornisce una frazione della potenza richiesta, a turno per fornire energia alla CPU. Presa singolarmente, ciascuna fase fornisce un breve momento di potenza, visualizzato come un’onda di forma quadrata.

L’esplosione di potenza di ciascuna fase è scaglionata rispetto all’ultima in modo che, mentre è in funzione solo una fase alla volta, la quantità totale di potenza non cambia mai. Questo, a sua volta, produce una fonte di alimentazione fluida e affidabile: l’energia “pulita” necessaria affinché una CPU funzioni in modo ottimale. Di seguito è possibile vedere un sistema semplificato in funzione.

Numerazione delle fasi VRM e verità nella pubblicità

I VRM vengono generalmente venduti come qualcosa come “8+1” o “10+1”. Il numero prima del più indica il numero di fasi dedicate alla potenza di pulizia della CPU. Il numero dopo il segno più indica le fasi VRM rimaste per alimentare altri componenti della scheda madre, come la RAM.

Quando il primo numero è maggiore di 8, come “12+1”, “18+1” o anche superiore, come nel caso delle migliori schede madri da gaming , il produttore spesso si avvale di un dispositivo chiamato duplicatore. Un duplicatore consente loro di moltiplicare i benefici delle fasi esistenti senza aggiungere fasi aggiuntive sul tabellone.

Anche se questo non è altrettanto efficace delle fasi completamente separate, consente alcuni miglioramenti elettrici a un costo inferiore. E poiché consente ai produttori di aumentare il numero di contatti con gli acquirenti con una piccola spesa, spesso ne approfittano.

In che modo un VRM migliora le prestazioni?

L’obiettivo di un VRM è la fornitura di energia pulita e affidabile. Tuttavia, anche un VRM di base può fornire prestazioni sufficienti per mantenere una CPU di fascia media a velocità stock. Quando si effettua l’overclocking o si spingono oltre i limiti dei componenti, la qualità del VRM diventa più importante: cose come il dissipatore di calore VRM e il raffreddamento VRM diventano cruciali.

Gli overclocker dovrebbero cercare un VRM realizzato con componenti affidabili. Se i suoi componenti sono economici, potrebbero non riuscire a fornire una tensione sufficiente sotto carico, causando arresti imprevisti. Garantire la giusta configurazione di aspirazione/scarico per un flusso d’aria ottimale consentirà un raffreddamento aggiuntivo per il dissipatore di calore VRM, prevenendo tali situazioni. I componenti VRM più variabili sono condensatori e induttanze.

Cerca condensatori resistenti alle perdite. Questi sono spesso commercializzati con nomi come “Condensatori giapponesi”, “Condensatori scuri” o “Condensatori solidi”. Overclock elevati richiederanno anche induttanze migliori. Puoi trovarli con nomi come “Super Ferrite Chokes” (SFC) o “Premium Alloy Chokes”. Inoltre, cerca i dissipatori di calore su alcuni o tutti i MOSFET, se possibile con alette.

Inoltre, coloro che acquistano CPU più potenti , come le CPU Core i9-13900K, Ryzen 9 7950X o Ryzen Threadripper, dovrebbero assicurarsi di ottenere VRM di buona qualità sulle proprie schede madri. Molti produttori sono preparati per Threadripper sotto questo aspetto, ma con CPU così assetate di energia è estremamente importante assicurarsi di poter ottenere energia pulita il più spesso possibile.

VRM della scheda madre: scegli saggiamente

Anche con la conoscenza dei VRM, può essere difficile acquistare una scheda madre con VRM di alta qualità. Il costo da solo è di scarso aiuto e il materiale di marketing, come accennato, può essere intenzionalmente fuorviante. Informazioni dettagliate sui componenti e sui numeri di parte non sono facilmente disponibili per i consumatori.

È meglio guardare o leggere recensioni indipendenti prima di acquistare una scheda madre da gioco per overclockare la tua CPU di fascia alta. I seguenti suggerimenti o funzionalità possono essere considerati indispensabili quando si acquista una buona scheda madre:

• Acquista una scheda madre di fascia media o alta da un produttore affidabile, come Asus, ASRock, MSI e Gigabyte.
• Le schede tecniche da sole non raccontano il quadro completo, ma idealmente, non acquistare una scheda madre con un VRM inferiore a 8 fasi.
• Consulta recensioni da più fonti prima di finalizzare un modello specifico. Puoi anche fare riferimento al feedback degli utenti Reddit sui modelli che hai selezionato.
• Anche se stai overcloccando la tua CPU, generalmente non è necessario spendere più di $ 160-$ 180 per una scheda madre di alta qualità, anche per un chipset Intel serie Z sbloccato.
• Per l’utente base, anche le schede madri economiche di produttori rinomati saranno più che sufficienti.

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