Wat is VRM en hoe dit de CPU-prestaties beïnvloedt

Omdat het zo gemakkelijk is om een ​​computer te bouwen, hebben we vaak geen waardering voor de elektrotechniek die daarvoor nodig is. Hoe beheert het moederbord bijvoorbeeld de manier waarop uw CPU stroom krijgt? Via een spanningsregelaarmodule (VRM). Maar wat is een VRM en welke invloed heeft dit op uw CPU-prestaties? Deze gids wil deze vragen beantwoorden.

Wat is een VRM?

De VRM van uw moederbord is een cruciale maar ondergewaardeerde reeks elektronische componenten, waaronder condensatoren, smoorspoelen en MOSFET’s, die ervoor zorgen dat uw CPU of GPU schone stroom ontvangt met een consistente spanning.

Een slechte VRM kan leiden tot verminderde prestaties en het vermogen van een processor om onder belasting te functioneren beperken. Het kan zelfs leiden tot onverwachte afsluitingen, vooral bij het overklokken van de CPU . Dit kan gebeuren als gevolg van een slecht VRM-koellichaam of onvoldoende VRM-koeling.

Hoe werkt een VRM?

De eerste taak van een VRM is het omzetten van de 12 volt-stroom van de voeding van uw computer naar een bruikbare spanning. Voor processors ligt dit doorgaans tussen 1,1 V en 1,3 V. De delicate elektronica binnenin kan gemakkelijk worden kortgesloten door te veel volt. Precisie is ook van cruciaal belang bij het voeden van een processor, en de vereiste spanning moet zo exact mogelijk worden geleverd. Daarom zijn VRM’s complexer dan een simpel stukje draad. Maar in wezen zijn ze in feite een buck-converter, die de spanning precies naar het juiste niveau verlaagt.

De VRM gebruikt drie componenten om zijn werk te doen: MOSFET’s, inductoren (ook wel smoorspoelen genoemd) en condensatoren. Er is ook een geïntegreerd circuit (IC) om alles te besturen, ook wel een PWM-controller genoemd. Een vereenvoudigd schema van een enkelfasige VRM kan worden gebruikt om deze structuur te visualiseren.

Meerfasige VRM’s

Moderne computers hebben meer nodig dan een enkelfasige VRM. Moderne energiesystemen gebruiken een meerfasige VRM. Meerdere fasen spreiden de stroombelasting over een breder fysiek gebied, waardoor de warmteproductie en de belasting van componenten worden verminderd, en andere elektrische verbeteringen worden geboden met betrekking tot efficiëntie en kosten per onderdeel.

Elke fase van een moderne meerfasige VRM levert een fractie van het benodigde vermogen en levert om de beurt stroom aan de CPU. Afzonderlijk genomen levert elke fase een kort moment van kracht op, gevisualiseerd als een vierkante golf.

De krachtuitbarsting van elke fase is gespreid ten opzichte van de vorige, zodat, hoewel er slechts één fase tegelijk actief is, de totale hoeveelheid stroom nooit verandert. Dit levert op zijn beurt een soepele, betrouwbare stroombron op: de ‘schone’ stroom die nodig is om een ​​CPU optimaal te laten functioneren. Hieronder ziet u een vereenvoudigd systeem in werking.

VRM-fasenummering en waarheid in advertenties

VRM’s worden doorgaans verkocht als ‘8+1′ of ’10+1’. Het getal vóór de plus geeft het aantal fasen aan dat is gewijd aan de reinigingskracht van de CPU. Het getal na de plus geeft de resterende VRM-fasen aan om andere moederbordcomponenten, zoals RAM, van stroom te voorzien.

Wanneer het eerste getal groter is dan 8, zoals ‘12+1’, ‘18+1’, of zelfs hoger, zoals in het geval van de beste gaming-moederborden , maakt de fabrikant vaak gebruik van een apparaat dat een verdubbelaar wordt genoemd. Met een verdubbelaar kunnen ze het voordeel van de bestaande fasen vermenigvuldigen zonder extra fasen in het bord te bouwen.

Hoewel dit niet zo effectief is als volledig gescheiden fasen, zijn er wel enkele elektrische verbeteringen mogelijk tegen lagere kosten. En omdat het fabrikanten in staat stelt om tegen een kleine vergoeding voor zichzelf een kopersaantal te verhogen, profiteren ze daar vaak van.

Hoe verbetert een VRM de prestaties?

Het doel van een VRM is het leveren van schone en betrouwbare stroom. Toch kan zelfs een standaard VRM voldoende prestaties leveren om een ​​CPU uit het middensegment op standaardsnelheden te houden. Bij het overklokken of het verleggen van componentlimieten wordt de kwaliteit van de VRM belangrijker – zaken als VRM-koellichaam en VRM-koeling worden cruciaal.

Overklokkers moeten op zoek gaan naar een VRM die is gemaakt van betrouwbare componenten. Als de componenten goedkoop zijn, kunnen ze onder belasting mogelijk niet voldoende spanning leveren, wat verrassende uitschakelingen veroorzaakt. Door te zorgen voor de juiste inlaat-/uitlaatconfiguratie voor een optimale luchtstroom, wordt extra koeling van het VRM-koellichaam mogelijk, waardoor dergelijke situaties worden voorkomen. De meest variabele VRM-componenten zijn condensatoren en smoorspoelen.

Zoek naar lekbestendige condensatoren. Deze worden vaak op de markt gebracht onder namen als ‘Japanse condensatoren’, ‘Dark Capacitors’ of ‘Solid Capacitors’. Hoge overklokken vereisen ook betere smoorspoelen. Je kunt deze vinden met namen als ‘Super Ferrite Chokes’ (SFC’s) of ‘Premium Alloy Chokes’. Zoek ook naar koellichamen over sommige of alle MOSFET’s, indien mogelijk met vinnen.

Bovendien moeten degenen die CPU’s met een hoger vermogen kopen , zoals de Core i9-13900K, Ryzen 9 7950X of Ryzen Threadripper CPU’s, ervoor zorgen dat ze VRM’s van goede kwaliteit op hun moederborden krijgen. Veel fabrikanten zijn in dit opzicht voorbereid op Threadripper, maar met zulke energievretende CPU’s is het superbelangrijk om ervoor te zorgen dat je zo vaak mogelijk schone stroom kunt krijgen.

Moederbord-VRM’s – kies verstandig

Zelfs met kennis van VRM’s kan het moeilijk zijn om een ​​moederbord met hoogwaardige VRM’s te kopen. De kosten alleen helpen weinig, en marketingmateriaal kan, zoals gezegd, opzettelijk misleidend zijn. Gedetailleerde informatie over componenten en onderdeelnummers is niet gemakkelijk beschikbaar voor consumenten.

Het is het beste om onafhankelijke recensies te bekijken of te lezen voordat je een gaming-moederbord koopt voor het overklokken van je high-end CPU. De volgende tips of kenmerken kunnen als must-haves worden beschouwd bij het winkelen voor een goed moederbord:

• Koop een middenklasse of high-end moederbord van een betrouwbare fabrikant, zoals Asus, ASRock, MSI en Gigabyte.
• Specificaties alleen geven niet het volledige beeld, maar idealiter neem je geen moederbord met minder dan een 8-fase VRM.
• Verzamel beoordelingen uit meerdere bronnen voordat u de definitieve keuze maakt voor een specifiek model. Je kunt ook de feedback van Reddit-gebruikers raadplegen over de modellen die je op de shortlist hebt gezet.
• Zelfs als je je CPU overklokt, hoef je over het algemeen niet meer dan $160 tot $180 uit te geven voor een moederbord van hoge kwaliteit, zelfs niet voor een ontgrendelde Intel-chipset uit de Z-serie.
• Voor de basisgebruiker zijn zelfs budget-moederborden van gerenommeerde fabrikanten meer dan voldoende.

Afbeelding tegoed: Unsplash