Kas ir VRM mātesplatē un kāpēc tas ir svarīgi?

Lielākajai daļai datoru entuziastu, izvēloties pareizo mātesplati, ir jāņem vērā tādi galvenie apsvērumi kā formas faktors, CPU saderība, atmiņas konfigurācija, savienojamības iespējas un pārspīlēšanas iespējas. Tomēr viens no galvenajiem mātesplates komponentiem, kas bieži paliek nepamanīts, pat specifikācijas lapā, ir tā VRM (sprieguma regulatora modulis) — elektroniska shēma, kas ir atbildīga par sistēmas kopējo nodrošināšanu stabilitāte.

Lai novērtētu šī nenovērtētā komutācijas regulatora nozīmi, iedziļināsimies tieši VRM darbībā. ar to saistītie komponenti, kā atšķirt augstas kvalitātes un slikti izstrādātu VRM, kā arī tā ietekme uz centrālo procesoru sniegumu.

Kā darbojas VRM?

Pamatplates sprieguma regulatora modulis (saukts arī par procesora jaudas moduli) ir specializēts maksājums. pārveidotājs (līdzstrāvas uz līdzstrāvas), kas regulē un pārveido spriegumus, lai tie atbilstu īpašajām CPU, atmiņas un citu prasībām. sastāvdaļas. Uztveriet VRM kā mini barošanas avotus, kas ir līdzīgi galvenajai ierīcei, kas paņem 120 vai 240 V maiņstrāvu no elektrības kontaktligzdas un samazina to līdz daudz zemākam līdzstrāvas spriegumam (12 V/5 V/3,3 V).

Šajā sakarā mātesplates VRM veic tādas pašas darbības kā PSU, bet sekundārā līmenī. To galvenais mērķis ir pārveidot ienākošos 12 V no 8/4 kontaktu EPS savienotājiem piemērotā darba spriegumā mūsdienu CPU (parasti diapazonā no 1,1 līdz 1,5 V).

Turklāt VRM ir izšķiroša nozīme tīra un konsekventa sprieguma pārsūtīšanā uz katru datora komponentu, kas prasa enerģiju, samazinot absurda pārsprieguma vai VDroops iespējamību. Pateicoties pastāvīgajām pārveidošanas iespējām, sprieguma regulēšanas shēmas ļauj arī vairāku paaudžu CPU (ar dinamisku serdes spriegumu) optimāli darboties saderīgā ierīcē. mātesplates mikroshēmojums.

VRM sastāvdaļas

Lai gan daudzi no mums uzskata VRM par neatkarīgu, autonomu vienību, akronīms apzīmē atšķirīgu elektronisku komponentu kopumu, kas ieskauj CPU ligzdu (LGA vai PGA) un DIMM sloti mūsu mātesplatē. Nezinātājiem sprieguma regulēšanas ķēdēs ir iekļauta MOSFET slēdžu kombinācija kas darbojas tandēmā ar kondensatoriem, droseles un PWM kontrolleriem, lai atvieglotu jaudas fāzēšanu process.

Šeit ir sniegts visaptverošs pārskats par visiem svarīgākajiem komponentiem, kas veido mātesplates VRM.

1. MOSFET

MOSFET (metāla-oksīda-pusvadītāju lauka efekta tranzistori) darbojas kā izolēti vārti, kas pastiprina vai vājina elektroniskos signālus sprieguma regulēšanas ķēdē. Vienkāršāk sakot, šie pusvadītāji kontrolē strāvas plūsmu uz CPU, pamatojoties uz signāliem un vērtībām, kas saņemtas no PWM kontrollera mikroshēmas.

Vienfāzes VRM izmanto divus MOSFET slēdžus (zemās un augšējās puses), lai palīdzētu modulēt ķēdes vidējo izejas spriegumu, periodiski pārslēdzot ieejas spriegumu. Tā kā pārslēgšanas mehānisms notiek simtiem reižu sekundē, MOSFET mēdz ģenerēt lielu daudzumu siltuma, ar temperatūru, kas var potenciāli pārsniegt 150°C pie lielas slodzes vai bez atbilstošas ​​dzesēšanas.

Rezultātā šie pusvadītāji bieži ir aprīkoti ar pasīvām siltuma izlietnēm, miniatūriem ventilatoriem vai ūdens blokiem, lai mazinātu pārkaršanas problēmas un uzlabotu darbības efektivitāti.

2. Aizrīšanās

Droseles ir kubveida induktori, kas sprieguma regulēšanas ķēdē pārveido augstfrekvences maiņstrāvas signālus zemākās frekvencēs vai līdzstrāvās. Šai elektroniskajai ierīcei ir donut formas magnētiskais kodols ar izolētu spoli, kas aptīts ap to, un šī elektroniskā ierīce kalpo diviem Mērķis — jaudas uzglabāšana, filtrēšana un uzlabošana, kā arī spēja regulēt jaudas padevi ekstremālos gadījumos, piemēram, pārtaktēšana vai pārsprieguma.

Turklāt jāņem vērā, ka katrs drosele atbilst jaudas fāzei jūsu mātesplatē. Jo lielāks ir fāžu skaits, jo stabilāka būs sprieguma pārraide uz jūsu centrālo procesoru.

3. Kondensatori

Atšķirībā no droseles, kondensatori uzglabā enerģiju elektriskā laukā un nepieciešamības gadījumā ātri izlādē uzkrāto strāvu savienotajās ķēdēs. Šo cilindrisko komponentu galvenais mērķis ir novērst pēkšņus sprieguma lēcienus un samazināt pulsāciju sprieguma regulēšanas ķēdē.

Mātesplates VRM un to atbilstošo fāžu kontekstā kondensatori, kas darbojas kā pagaidu uzglabāšanas vienības, uzkrāt elektrisko strāvu, kas saņemta no droseles, un piegādāt nepieciešamo jaudu jūsu ierīcei PROCESORS. Jebkurš pārmērīgs lādiņš no šīm ierīcēm tiek absorbēts vai atbrīvots caur ķēdes zemējumu.

4. PWM kontrolieri

PWM (impulsa platuma modulācijas) kontrolleri vai draivera IC (integrētās shēmas) ģenerē PWM impulsus, kas pēc tam tiek novirzīti sprieguma regulēšanas ķēdes galvenajos analogajos komponentos — MOSFET un aizrīšanās. Papildus uzraudzībai šie daudzfāzu kontrolleri dinamiski pielāgo strāvas padevi CPU, ļaujot tam uzturēt maksimālo efektivitāti intensīvas darba slodzes laikā.

Būtībā PWM kontrolleris iegūst jūsu CPU atsauces spriegumu (BIOS saukts arī par VRef) un mēra to ar dominējošo spriegumu no jūsu mātesplates VRM. Jebkuras atšķirības starp VRef un faktisko spriegumu liek šai ierīcei atkārtoti kalibrēt signālus, nekavējoties modulējot izejas spriegumu.

VRM galvenos komponentus papildina arī diodes un rezistori, kas pasargā no elektriskās strāvas, kas ieplūst šajās ierīcēs, pārsniegšanas noteiktos sliekšņus.

Daudzfāzu VRM mātesplatē

Mūsdienu CPU un GPU ir nepieciešama spēcīga jaudas piegādes sistēma, kas pārsniedz vienfāzes VRM iespējas. Lai panāktu salīdzinoši stabilu un efektīvu pārraides procedūru, mātesplates ražotāji gandrīz vienmēr paralēli iestrādā vairākus buck pārveidotājus, radot daudzfāžu VRM risinājumu.

Iesācējiem daudzfāzu VRM iestatījuma pakāpeniskais izvietojums sadala slodzi atsevišķos jaudas posmos, sadalot to plašākā fiziskajā zonā. Šī izsmalcinātā jaudas pārvaldības pieeja nodrošina CPU tīru un precīzi regulētu darba spriegumu un samazina siltuma veidošanos un stresu galvenajos komponentos.

Iegādājoties pilnīgi jaunu mātesplati, tā mārketinga materiālos, iespējams, sastapsities ar fāzes jaudas dizaina terminoloģiju, kas norāda fāžu sadalījumu PCB (iespiedshēmas plate). Šīs specifikācijas ražotāji bieži izmanto formātā "A+B" (8+2) vai "X+Y+Z" (16+2+2) — sākotnējā vērtība pirms "+" zīmes. apzīmē centrālajam procesoram veltīto fāžu skaitu, savukārt kombinācija, kas seko plus zīmei, attiecas uz citiem kritiskiem komponentiem mātesplatē. (RAM, Chipset, iGPU utt.).

Tomēr gadījumos, kad faktiskais centrālajam procesoram rezervēto fāžu skaits pārsniedz astoņas, kā redzams Apzīmējumi, piemēram, "18+2" vai pat augstāki, mātesplates ražotāji mēdz iekļaut viltotu ierīci, ko sauc par dubultnieks. Vienkārši sakot, VRM dubultotāji ļauj ražotājiem sadalīt vadības signālus vienai fāzei, efektīvi dubultojot fāžu skaitu no vadības viedokļa. Tomēr ieguvumi var nebūt tik nozīmīgi kā patiesās papildu fāzes.

Turklāt dubultotāju iekļaušana "īstajā" 8 fāžu VRM iestatījumā nodrošina ievērojamus uzlabojumus jaudas fāzēs ar zemākām ražošanas izmaksām.

Kā atšķirt kvalitatīvu un slikti izstrādātu VRM konfigurāciju?

Novērtējot mātesplates, pamatojoties uz to VRM konfigurāciju kvalitāti, tiek ņemti vērā vairāki faktori. Pat ja neplānojat pārspīlēt savu centrālo procesoru, slikti izstrādāts VRM risinājums var sabojāt jaudu piegādes mehānisms ar ievērojamu rezervi, izraisot sistēmas nestabilitāti, avārijas, BSOD un citus uzkrītošus jautājumiem.

Lūk, kā atšķirt augstākā līmeņa VRM konfigurāciju no konfigurācijas, kas neatbilst gaidītajam.

• Fāzes jaudas dizains: Viena no vienkāršākajām metodēm, kā noteikt VRM konfigurācijas kvalitāti, ir fiziski pārbaudīt kopējo mātesplatē redzamo droseles skaitu. Par an sākuma līmeņa mikroshēmojums, piemēram, AMD A620, jums vajadzētu būt iespējai atrast ne vairāk kā četras līdz sešas jaudas fāzes, kas paslēptas zem siltuma izlietnes. Turpretim vidējas vai augstākās klases mātesplatē tiek izmantots daudz lielāks fāžu skaits, lai apstrādātu jaudas izsalkušus komponentus.
• Noplūdes izturīgi kondensatori: Augstas kvalitātes VRM izmanto cietvielu kondensatorus, kas bieži tiek tirgoti kā "japāņu kondensatori", "tumšie kondensatori" vai "hi-C". vāciņi." Salīdzinot ar elektrolītiskajiem kolēģiem, cietajiem kondensatoriem ir daudz augstāka tolerance un tie ir mazāk pakļauti novecošanās.
• Premium sakausējuma droseles: Mēs iesakām ieguldīt mātesplatē, kas izmanto SFC (superferīta droseles) vai augstākās kvalitātes sakausējuma droseles, jo tās patērē mazāk enerģijas, ir izturīgas pret koroziju un rada mazākus elektromagnētiskos traucējumus.

Protams, pārbaudīt mātesplati pirms iegādes nav viegli. Tomēr jūs vienmēr varat to rūpīgi apskatīt, kad tas tiek saņemts, un pēc tam nosūtīt atpakaļ, ja tas nav līdz nullei.

Mātesplates VRM: mūsdienu skaitļošanas neapgūtais varonis

Būtībā VRM jēdziens var būt diezgan sarežģīts, jo tas ietver daudz tehniskā žargona (MOSFET, droseles, kondensatori, PWM kontrolleri utt.), kas parastajam personālajam datoram var būt sveši entuziasts. Neskatoties uz šādu sarežģītību, mātesplates VRM kalpo kā mugurkauls efektīvai sprieguma pārsūtīšanai uz CPU un citiem būtiskiem datora komponentiem.