Co to jest VRM i jak wpływa na wydajność procesora

Choć zbudowanie komputera jest łatwe, często nie doceniamy inżynierii elektrycznej, która została w to włożona. Na przykład, w jaki sposób płyta główna zarządza sposobem zasilania procesora? Poprzez moduł regulatora napięcia (VRM). Ale czym jest VRM i jaki ma wpływ na wydajność procesora? Celem tego przewodnika jest udzielenie odpowiedzi na te pytania.

Co to jest VRM?

Układ VRM Twojej płyty głównej to kluczowa, ale niedoceniana seria komponentów elektronicznych, w tym kondensatorów, dławików i tranzystorów MOSFET, które zapewniają, że Twój procesor lub procesor graficzny otrzymuje czystą moc przy stałym napięciu.

Słaby VRM może prowadzić do pogorszenia wydajności i ograniczenia zdolności procesora do działania pod obciążeniem. Może to nawet prowadzić do nieoczekiwanych przestojów, zwłaszcza podczas podkręcania procesora . Może się to zdarzyć z powodu słabego radiatora VRM lub niewystarczającego chłodzenia VRM.

Jak działa VRM?

Pierwszym zadaniem układu VRM jest konwersja napięcia 12 V z zasilacza komputera na napięcie użytkowe. W przypadku procesorów jest to zazwyczaj wartość od 1,1 V do 1,3 V. Delikatna elektronika wewnątrz może zostać łatwo zwarta przez zbyt duże napięcie. Precyzja ma również kluczowe znaczenie przy zasilaniu procesora, a wymagane napięcie musi być dostarczone możliwie dokładnie. Dlatego VRM są bardziej złożone niż zwykły kawałek drutu. Ale w istocie są one w zasadzie konwerterem buck, precyzyjnie obniżającym napięcie do odpowiedniego poziomu.

VRM do swojej pracy wykorzystuje trzy komponenty: tranzystory MOSFET, cewki indukcyjne (zwane także dławikami) i kondensatory. Istnieje również układ scalony (IC), który steruje tym wszystkim, czasami nazywany kontrolerem PWM. Do wizualizacji tej struktury można zastosować uproszczony schemat jednofazowego VRM.

Wielofazowe VRM

Nowoczesne komputery wymagają czegoś więcej niż jednofazowego VRM. Nowoczesne systemy zasilania wykorzystują wielofazowy VRM. Wiele faz rozkłada obciążenie mocy na szerszy obszar fizyczny, zmniejszając wytwarzanie ciepła i naprężenia komponentów, a także zapewniając inne ulepszenia elektryczne związane z wydajnością i kosztami jednostkowym.

Każda faza nowoczesnego wielofazowego układu VRM dostarcza ułamek wymaganej mocy, na zmianę dostarczając moc do procesora. Każda faza rozpatrywana indywidualnie zapewnia krótki moment mocy, wizualizowany jako kwadratowa fala.

Przypływ mocy każdej fazy jest rozłożony w stosunku do ostatniej, tak że chociaż w danym momencie działa tylko jedna faza, całkowita ilość mocy nigdy się nie zmienia. To z kolei zapewnia płynne i niezawodne źródło zasilania – „czystą” moc wymaganą do optymalnego działania procesora. Poniżej możesz zobaczyć uproszczony system w działaniu.

Numeracja faz VRM i prawda w reklamie

VRM są zazwyczaj sprzedawane jako „8+1” lub „10+1”. Liczba przed plusem wskazuje liczbę faz przeznaczonych do czyszczenia procesora. Liczba po plusie wskazuje fazy VRM pozostałe do zasilania innych komponentów płyty głównej, takich jak pamięć RAM.

Gdy pierwsza liczba jest większa od 8, np. „12+1”, „18+1” lub nawet większa, jak w przypadku najlepszych płyt głównych do gier, producent często korzysta z urządzenia zwanego podwajaczem . Podwajacz pozwala pomnożyć korzyści z istniejących faz bez konieczności budowania dodatkowych faz na planszy.

Chociaż nie jest to tak skuteczne, jak całkowicie oddzielone fazy, pozwala na pewne ulepszenia elektryczne mniejszym kosztem. A ponieważ pozwala producentom niewielkim kosztem zwiększyć liczbę dostępnych dla siebie klientów, często z tego korzystają.

W jaki sposób VRM poprawia wydajność?

Celem VRM jest zapewnienie czystej i niezawodnej energii. Jednak nawet podstawowy układ VRM może zapewnić wystarczającą wydajność, aby utrzymać procesor średniej klasy przy standardowych szybkościach. Podczas podkręcania lub przekraczania limitów komponentów jakość VRM staje się ważniejsza – takie elementy jak radiator VRM i chłodzenie VRM stają się kluczowe.

Overclockerzy powinni szukać VRM wykonanego z niezawodnych komponentów. Jeśli jego komponenty są tanie, mogą nie dostarczać wystarczającego napięcia pod obciążeniem, powodując niespodziewane wyłączenia. Zapewnienie właściwej konfiguracji wlotu/wylotu dla optymalnego przepływu powietrza umożliwi dodatkowe chłodzenie radiatora VRM, zapobiegając takim sytuacjom. Najbardziej zmiennymi komponentami VRM są kondensatory i dławiki.

Poszukaj kondensatorów odpornych na wycieki. Są one często sprzedawane pod nazwami takimi jak „kondensatory japońskie”, „kondensatory ciemne” lub „kondensatory stałe”. Wysokie podkręcanie będzie wymagało również lepszych dławików. Można je znaleźć pod nazwami takimi jak „Dławiki superferrytowe” (SFC) lub „Dławiki ze stopu premium”. Poszukaj także radiatorów nad niektórymi lub wszystkimi tranzystorami MOSFET – jeśli to możliwe, żebrowanymi.

Ponadto ci, którzy kupują procesory o większej mocy , takie jak Core i9-13900K, Ryzen 9 7950X lub Ryzen Threadripper, powinni upewnić się, że na swoich płytach głównych otrzymują dobrej jakości moduły VRM. Wielu producentów jest pod tym względem przygotowanych na Threadripper, ale przy tak energochłonnych procesorach bardzo ważne jest, aby mieć pewność, że będziesz mógł uzyskać czystą moc tak często, jak to możliwe.

Płyty główne VRM – wybierz mądrze

Nawet mając wiedzę na temat VRM, zakup płyty głównej z wysokiej jakości VRM może być trudny. Sam koszt niewiele pomoże, a materiały marketingowe, jak wspomniano, mogą celowo wprowadzać w błąd. Szczegółowe informacje na temat komponentów i numerów części nie są łatwo dostępne dla konsumentów.

Przed zakupem płyty głównej do gier w celu podkręcenia swojego wysokiej klasy procesora najlepiej jest obejrzeć lub przeczytać niezależne recenzje . Poniższe wskazówki i funkcje można uznać za niezbędne przy zakupie dobrej płyty głównej:

• Kup płytę główną średniej lub wyższej półki od niezawodnego producenta, takiego jak Asus, ASRock, MSI i Gigabyte.
• Same arkusze specyfikacji nie dają pełnego obrazu, ale najlepiej nie kupować płyty głównej z układem VRM mniejszym niż 8-fazowym.
• Zanim zdecydujesz się na konkretny model, zapoznaj się z recenzjami z wielu źródeł. Możesz także zapoznać się z opiniami użytkowników Reddita na temat wybranych przez Ciebie modeli.
• Nawet jeśli podkręcasz swój procesor, na ogół nie musisz wydawać więcej niż 160–180 dolarów na wysokiej jakości płytę główną, nawet w przypadku odblokowanego chipsetu Intel z serii Z.
• Dla podstawowego użytkownika nawet budżetowe płyty główne renomowanych producentów będą więcej niż wystarczające.

Źródło obrazu: Unsplash