Что такое ВРМ, дроссели и их компоненты?

Мы собираемся рассмотреть основные компоненты, которые формируют систему питания материнской платы, в основном процессор, поскольку платы расширения используют свои собственные регуляторы напряжения, а память, как правило, требует меньшего внимания, хотя это также меняется в последних поколениях материнских плат. Ключевое слово, которое мы увидим в этой статье, - VRM, и мы подробно объясним все, что вам нужно знать.

Вы готовы Давайте начнем!

Указатель содержания

Что такое VRM?

Твердые конденсаторы рядом с дросселями материнской платы Z370. Радиатор покрывает систему VRM с помощью MosFET и его контроллера.

VRM является аббревиатурой от « Модуль регулятора напряжения » или « Модуль регулирования напряжения » и представляет собой электронный компонент, который позволяет с большей или меньшей эффективностью регулировать напряжение, подаваемое в электронной схеме и в корпусе под рукой. к процессору и памяти, и в меньшей степени, другие компоненты.

Материнская плата питается от источника ATX, который в соответствии со стандартом и спецификацией питает один или несколько шин питания напряжением 12 В, 5 В и 3, 3 В. В прошлом процессоры и другие компоненты использовали эти напряжения непосредственно для питания, но последние поколения значительно снизили свое входное напряжение, чтобы уменьшить потребление, быть более термически эффективными и, следовательно, требуют меньшего рассеяния.

В настоящее время легко увидеть процессоры, работающие с напряжениями ниже напряжения холостого хода и чуть выше 1, 2 В, когда они развивают свой полный потенциал. В настоящее время все платы подают на процессор напряжение 12 В с выделенными разъемами, и оттуда оно регулируется в соответствии с функциональными требованиями процессора.

Хорошая регулировка напряжения (напряжения) необходима для обеспечения стабильности работы процессора, постоянно потребляющего достаточную энергию. Это важно для разгона, поскольку меньшее напряжение (vdroop), чем необходимо, означает нестабильную работу и большее напряжение, чем необходимо, может привести к выработке тепла, неприемлемой для системы охлаждения, и, следовательно, к нестабильности или катастрофическим сбоям, которые, к счастью, обычно Современные процессоры защищены (в некоторой степени).

Некоторые современные процессоры решили передать управление VRM внутри инкапсуляции процессора, чтобы иметь более эффективную модель и чтобы за работу отвечал сам процессор, процессоры Haswell работали таким образом, называя себя iVRM (Integrated VRM), но Более поздние модели Intel пренебрегали этим типом дизайна, полагаясь на традиционную внешнюю модель VRM на материнской плате. Skylake и более поздние модели вернулись к внешней модели.

Чем больше фаз VRM, тем лучше

Много раз мы говорим о количестве фаз, которые питают процессор нашей материнской платы таким образом, что всегда подразумевается, что чем больше фаз питания, тем больше фаз коррекции, тем лучше качество электрического сигнала, который достигает процессора. Это, конечно, так, и причина проста, и обычно объясняется тем, что питание процессора поступает чище.

EVGA EPOWER V является хорошим примером внешней и массивной системы VRM с 12 + 2 фазами, нацеленными на предложение еще более четкой линейки высокопроизводительным видеокартам, где требуется высокий уровень разгона.

Когда мы преобразуем переменный ток (который, как вы знаете, имеет синусоидальную форму (обычно потому, что существуют другие типы, с пиком и долиной, периодом и т. Д.), В постоянный ток, который используется нашим процессором, всегда есть часть этой оставшейся волны преобразования. Чем больше фаз питания, тем больше мы будем устранять эти волновые пики и тем более стабильным будет источник питания, который будет иметь более плоский сигнал, который достигает процессора.

Мы рекомендуем вам взглянуть на наше руководство по лучшим материнским платам на рынке

Мы также ограничим и уменьшим потери напряжения в линии электропередачи, которые являются или более опасными для поддержания стабильности работы нашего процессора.

Участвует в любой системе VRM

Система регулирования напряжения (VRM) требует нескольких важных элементов, особенно складов, где энергия накапливается перед прохождением фильтра, который является самим регулятором напряжения. Эта задача выполняется инструкторами, которые представляют собой те небольшие склады, которые используют MosFET, с воротами, которые позволяют пропускать соответствующее напряжение по требованию заказчика, в данном случае - процессору.

VRM состоит из следующих элементов:

• MosFETs ICC Драйвер Конденсаторы Дроссели или Удары

Мы обсуждали, что процессор сообщает системе MosFET, какое напряжение он хочет в любое время, поскольку теперь напряжения могут быть переменными, и для этого ему требуется контроллер, который сообщает MosFET, какое напряжение он должен пропустить. Это делается с помощью «Драйвер IC» или «Драйвер IC».

Многие производители сконцентрировали контроллеры ИС на самих MosFET в решениях, называемых цифровыми VRM или высокоэффективными VRM, поскольку концентрация позволяет увеличить число фаз, эффективность и, по логике, тепло, выделяемое этими элементами, что является Логично, что они достаточно чувствительны к теплу, но также, в зависимости от качества, хорошо подготовлены к работе при высоких температурах.

Дроссели - это другие основные электронные компоненты в любой системе VRM. Эти типы элементов служат именно для преобразования сигналов переменного тока в постоянный ток. Он состоит из спирали, которая проходит через намагниченное ядро, и хотя они являются проводниками обоих типов токов, их реактивное сопротивление вызывает значительное уменьшение прохождения переменного тока. Качество материнской платы для разгона во многом зависит от их качества.

В этой материнской плате Gigabyte Aorus с чипсетом X470 мы можем сосчитать 8 шоков с легированными сердечниками, которые образуют 8 фаз питания. Основные компоненты VRM, MosFET и их цифровые контроллеры находятся под алюминиевыми радиаторами, соединенными тепловой трубкой.

Для каждой фазы, которую мы видим на пластине, мы можем подсчитать удушение, фактически, это наиболее видимый элемент в этом типе установки, и много раз мы путаем их с самими MosFET, но это, без сомнения, будут те, которые скрыты Под радиатором, который обычно устанавливают все материнские платы для своих систем питания процессора. Ключ к стабильности лежит в них и в качестве всех компонентов вокруг них, включая количество слоев печатной платы, поэтому ничто не может быть оставлено на волю случая.

Типы VRM

Все нынешние производители в последние поколения переключились на цифровые системы VRM по сравнению со старыми аналоговыми системами или интегрированными в процессор системами, а также сконцентрировали свои контроллеры на микросхемах управления, таких как ASUS EPU, или на интегрированных микросхемах с добавлением MosFET и контроллера. как в случае с Gigabyte. Дело в том, чтобы уменьшить пространство, повысить эффективность и добавить больше фаз, когда у платы есть четкая цель для разгона.

Графические карты, особенно высококлассные, также используют сложные цифровые системы питания VRM. Здесь мы видим 8 фаз с MosFETS справа (встроенная микросхема) и конденсаторами слева на Nvidia Geforce GTX 1080Ti.

Твердые конденсаторы, японские тренажеры, компоненты военного класса… все эти улучшения, которые мы видели, достигают материнских плат, также были перенесены на подсистемы, такие как интегрированные звуковые карты, где используются даже элементы VRM, специально предназначенные для этого типа. функциональности.

Все в поисках уменьшения тех пиков, которые остаются от источника питания переменного тока, особенно тех, которые могут снизить напряжение (vdroop) на то, что запрашивает процессор, или на том, что мы настроили нашу материнскую плату для питания на процессор.

В любом случае, важно держать их рассеянными, потому что они являются элементами, которые становятся очень горячими и внезапными. Любое преобразование энергии имеет потери в виде тепла, и этот тип элемента делает это очень быстро, так как он должен адаптироваться к внезапным изменениям частоты современных процессоров.

По этой причине многие оверклокеры, даже те, кто ищет только устойчивые средние частоты, хотят, чтобы процессор не менял частоты, даже если общее потребление выше. и держите VRM в стабильных, контролируемых температурах и там, где напряжения идеально стабилизированы.

Что это значит, когда наша плата говорит, что имеет 8 + 2 фазы питания?

Это может быть 4 + 1, 8 + 2, 6 + 2, 16 + 1… существует столько комбинаций, сколько производитель хочет или может установить на свои материнские платы. Чем больше, тем лучше, но, как вы уже видели, важно качество компонентов.

Это были безумные времена, и Zotac выпустила материнскую плату с чипсетом Z68 для разъема LGA1155 с 24 фазами + 2 фазами для оперативной памяти. ZT-Z68 Crown Edition. Он имел цифровой контроллер, сверхтвердые конденсаторы, дроссели с суперферритическими сердечниками и т. Д. Большинство из самых.

Первая цифра представляет собой фазы питания процессора, а вторая обычно относится к банкам памяти материнской платы, 1 или 2 на самых сложных платах, хотя это может также относиться к мощности некоторых шин, которые имеют некоторые процессоры, процессоры которых больше нет на рынке, так как теперь этот тип шины интегрирован в сам процессор.

Важность хорошего блока питания

Мы говорили о качестве компонентов платы, из которой состоит VRM материнской платы, как мы можем узнать, сколько у нас материнской платы, какие типы существуют и как работает каждый элемент и даже насколько важно его рассеяние.,

Но столь же или более важно то, что источник, который подает эту линию 12 В на нашу материнскую плату, в интегрированную в нее систему VRM, является стабильным, так же, как и сборка, которую может иметь наша материнская плата. Стабильное напряжение 12 В в постоянном токе с «пульсациями» или уменьшенными пиками делает нашу систему VRM менее напряженной, когда речь идет о стабилизации напряжения, которое требуется нашему процессору. Именно поэтому конструкции монтируемых источников постоянного тока (со своими собственными VRM) так ценятся опытными пользователями, и поэтому инвестиции в хорошее энергоснабжение так важны.

Чем выше эффективность источника, чем меньше нагрузка на него, тем меньше рассеивается тепла, тем меньше vdroop на самой линии источника и меньше необходимость в коррекции на нашей материнской плате. Все это в совокупности обеспечивает идеальную стабильность, которая повышает шансы на разгон и / или срок полезного использования нашего компьютера.

Заключительные слова и заключение нашего гида по VRM

Результатом хорошего разгона является качество мощности, которую мы можем предоставить процессору, особенно избегая падений напряжения (vdroop), но столько же или больше в качестве рассеяния, которое мы можем применить к процессору. Чем больше охлаждение, тем больше напряжения мы можем, и чем больше напряжение, тем больше охлаждения нам понадобится, так как мы увеличим преобразование энергии в тепло.

Нам также придется применить охлаждение к системе питания процессора, к системе VRM, поскольку они представляют собой тонкие элементы с резкими перепадами температуры и с большим напряжением, меньшей эффективностью и большей энергией, преобразованной в тепло. Это сложный баланс, с которым нам нужно будет уметь справляться, но производители пластин упростили его, особенно на умеренных уровнях разгона, с использованием более мощных систем VRM, более высокого качества, с большим количеством фаз и с предварительно сконфигурированными профилями BIOS в своих лаборатории для процессоров с возможностями разгона множителя.