Anakart Üzerindeki VRM Nedir ve Neden Önemlidir?

Çoğu bilgisayar meraklısı için doğru anakartı seçmek, form faktörü, CPU uyumluluğu, bellek yapılandırması, bağlantı seçenekleri ve hız aşırtma payı gibi önemli hususları içerir. Bununla birlikte, bir özellik tablosunda bile genellikle fark edilmeyen önemli bir anakart bileşeni, VRM'sidir. (voltaj regülatör modülü)—bir sistemin genel performansını sağlamaktan sorumlu bir elektronik devre istikrar.

Bu yeterince takdir edilmeyen anahtarlama regülatörünün önemini değerlendirmek için, doğrudan bir VRM'nin işleyişini inceleyelim; bununla ilişkili bileşenler, yüksek kaliteli ve kötü tasarlanmış bir VRM arasında nasıl ayrım yapılacağı ve bunun CPU üzerindeki etkisi verim.

Bir VRM Nasıl Çalışır?

Temelde, ana kartınızdaki voltaj regülatör modülü (işlemci güç modülü olarak da adlandırılır) özel bir para birimidir. CPU, bellek ve diğerlerinin özel gereksinimleriyle uyumlu hale getirmek için voltajları düzenleyen ve dönüştüren dönüştürücü (DC'den DC'ye). bileşenler. VRM'leri, elektrik prizinden 120 veya 240V AC alan ve çok daha düşük bir DC voltajına (12V/5V/3,3V) indiren ana üniteye benzeyen mini güç kaynakları olarak düşünün.

Bu bağlamda, anakart VRM'leri PSU ile aynı işlemi gerçekleştirir, ancak ikincil düzeyde. Birincil hedefleri, 8/4-pin EPS konektörlerinden gelen 12V'u modern CPU'lar için uygun bir çalışma voltajına (tipik olarak 1,1-1,5V aralığında) dönüştürmektir.

Ayrıca, VRM'ler PC'nizdeki güce aç her bileşene temiz ve tutarlı voltaj iletmede çok önemlidir ve saçma dalgalanmalar veya VDroops olasılığını azaltır. İstikrarlı dönüştürme yetenekleri sayesinde, voltaj düzenleme devreleri aynı zamanda birden fazla nesil CPU'nun (dinamik çekirdek voltajı ile) uyumlu bir platformda en iyi şekilde çalışmasına izin verir. anakart yonga seti.

Bir VRM'nin bileşenleri

Birçoğumuz VRM'yi bağımsız, kendi kendine yeten bir birim olarak görsek de, kısaltma CPU soketini çevreleyen farklı elektronik bileşenlerin bir koleksiyonunu temsil eder (LGA veya PGA) ve anakartımızdaki DIMM yuvaları. Deneyimsiz olanlar için voltaj düzenleme devreleri, MOSFET anahtarlarının bir kombinasyonunu içerir güç fazını kolaylaştırmak için kapasitörler, bobinler ve PWM denetleyicileri ile birlikte çalışan işlem.

İşte anakart VRM'lerini oluşturan tüm temel bileşenlere kapsamlı bir genel bakış.

1. MOSFET'ler

MOSFET'ler (Metal Oksit Yarı İletken Alan Etkili Transistörler), bir voltaj düzenleme devresindeki elektronik sinyalleri yükselten veya zayıflatan yalıtımlı kapılar olarak işlev görür. Daha basit bir ifadeyle, bu yarı iletkenler, PWM denetleyici yongasından alınan sinyallere ve değerlere dayalı olarak CPU'ya giden akım akışını kontrol eder.

Tek fazlı bir VRM, bir giriş voltajını aralıklı olarak değiştirerek bir devrenin ortalama çıkış voltajını modüle etmeye yardımcı olmak için iki MOSFET anahtarı (düşük taraf ve yüksek taraf) kullanır. Anahtarlama mekanizması saniyede yüzlerce kez gerçekleştiğinden, MOSFET'ler büyük miktarda üretme eğilimindedir. ağır yükler altında veya yeterli soğutma olmadan potansiyel olarak 150°C'yi aşabilen sıcaklıklarla.

Sonuç olarak, bu yarı iletkenler aşırı ısınma sorunlarını azaltmak ve operasyonel verimliliği artırmak için genellikle pasif ısı emiciler, minyatür fanlar veya su blokları ile donatılır.

2. şoklar

Bobinler, yüksek frekanslı AC sinyallerini bir voltaj düzenleme devresinde daha düşük frekanslara veya doğru akımlara dönüştüren kübik şekilli indüktörlerdir. Çevresine sarılı yalıtımlı bir bobin ile çörek şeklinde bir manyetik çekirdeğe sahip olan bu elektronik cihaz, ikili bir işlev görür. amaç—gücün depolanması, filtrelenmesi ve iyileştirilmesi ve hız aşırtma gibi aşırı senaryolarda güç dağıtımını düzenleme yeteneği veya aşırı gerilim.

Ayrıca, her bobinin ana kartınızdaki bir güç fazına karşılık geldiğine dikkat edilmelidir. Faz sayısı ne kadar yüksek olursa, CPU'nuza voltaj iletimi o kadar kararlı olacaktır.

3. kapasitörler

Bobinlerin aksine, kapasitörler enerjiyi bir elektrik alanı içinde depolar ve gerektiğinde birikmiş akımı hızla bağlı devrelere boşaltır. Bu silindirik bileşenlerin ana amacı, ani voltaj artışlarını önlemek ve voltaj düzenleme devresindeki dalgalanmaları en aza indirmektir.

Anakart VRM'leri ve bunlara karşılık gelen fazlar bağlamında, geçici olarak işlev gören kapasitörler depolama üniteleri, bobinlerden alınan elektrik akımını biriktirir ve gerekli gücü cihazınıza iletir. İŞLEMCİ. Bu cihazlardan gelen herhangi bir fazla şarj, devre toprağı aracılığıyla emilir veya serbest bırakılır.

4. PWM Denetleyicileri

PWM (darbe genişliği modülasyonu) denetleyicileri veya Sürücü IC'leri (entegre devreler), PWM darbeleri üretir; daha sonra bir voltaj düzenleme devresinin çekirdek analog bileşenlerine - MOSFET'ler ve boğulma İzlemenin yanı sıra, bu çok fazlı denetleyiciler CPU'ya güç dağıtımını dinamik olarak ayarlayarak yoğun iş yükleri sırasında en yüksek verimliliği korumasına olanak tanır.

Özünde, PWM denetleyicisi CPU'nuzun referans voltajını (BIOS'ta VRef olarak da anılır) alır ve bunu ana kartınızın VRM'sinden gelen geçerli voltajla ölçer. VRef ile gerçek voltaj arasındaki herhangi bir fark, bu cihazın çıkış voltajını anında modüle ederek sinyalleri yeniden kalibre etmesini ister.

Bir VRM'nin temel bileşenleri, bu cihazlara akan elektrik akımının belirtilen eşikleri aşmasını önleyen diyotlar ve dirençlerle de tamamlanır.

Bir Anakartta Çok Aşamalı VRM'ler

Modern CPU'lar ve GPU'lar, tek fazlı bir VRM'nin salt yeteneklerinin ötesine geçen sağlam bir güç dağıtım sistemi gerektirir. Nispeten kararlı ve verimli bir aktarım prosedürü elde etmek için, anakart üreticileri neredeyse her zaman birden çok buck dönüştürücüyü paralel olarak birleştirerek çok fazlı bir VRM çözümü oluşturur.

Yeni başlayanlar için, çok fazlı bir VRM kurulumunun kademeli düzenlemesi, yükü daha geniş bir fiziksel alana dağıtarak ayrı güç aşamalarına böler. Bu sofistike güç yönetimi yaklaşımı, CPU'ya temiz ve hassas şekilde düzenlenmiş bir çalışma voltajı sağlar ve çekirdek bileşenlerde ısı oluşumunu ve stresi azaltır.

Yepyeni bir anakart satın alırken, pazarlama materyalinde, fazların ana kartlara tahsisini gösteren faz gücü tasarımı terminolojisiyle muhtemelen karşılaşacaksınız. PCB (baskılı devre kartı). Bu belirtim genellikle üreticiler tarafından "+" işaretinden önceki ilk değer olan "A+B" (8+2) veya "X+Y+Z" (16+2+2) biçiminde lanse edilir. artı işaretini takip eden kombinasyon bir sistemdeki diğer kritik bileşenlere aitken, CPU'ya ayrılan fazların sayısını gösterir. anakart. (RAM, Chipset, iGPU, vb.).

Ancak, CPU için ayrılan gerçek faz sayısının sekizi geçtiği durumlarda, Anakart üreticileri "18+2" veya daha yüksek gibi adlandırmalar için, anakart üreticileri genellikle "18+2" veya daha yüksek katlayıcı Basitçe söylemek gerekirse, VRM katlayıcılar, üreticilerin kontrol sinyallerini bir faz için ayırmasına izin vererek, kontrol açısından faz sayısını etkili bir şekilde ikiye katlar. Ancak, faydalar gerçek ek aşamalar kadar önemli olmayabilir.

Ayrıca, katlayıcıların "Gerçek" 8 fazlı bir VRM kurulumuna dahil edilmesi, güç fazlama sürecinde daha düşük bir üretim maliyetiyle önemli iyileştirmeler sağlar.

Yüksek Kaliteli ve Kötü Tasarlanmış VRM Yapılandırması Arasında Nasıl Ayrım Yapılır?

Anakartları VRM yapılandırmalarının kalitesine göre değerlendirirken birkaç faktör devreye giriyor. CPU'nuza hız aşırtma yapmayı planlamıyor olsanız bile, kötü tasarlanmış bir VRM çözümü gücü mahvedebilir. teslim mekanizmasını önemli ölçüde artırarak sistem kararsızlığına, çökmelere, BSOD'lere ve diğer göz kamaştırıcı sorunlara yol açar sorunlar.

Üst düzey bir VRM yapılandırması ile beklentilerin çok altında kalan bir yapılandırma arasında nasıl ayrım yapacağınız aşağıda açıklanmıştır.

• Faz Güç Tasarımı: Bir VRM yapılandırmasının kalitesini belirlemenin en kolay yöntemlerinden biri, ana kartınızda görünen toplam bobin sayısını fiziksel olarak incelemektir. Bir... için AMD A620 gibi giriş seviyesi yonga seti, bir ısı emicinin altına gizlenmiş maksimum dört ila altı güç fazı bulabilmeniz gerekir. Buna karşılık, orta sınıf veya üst düzey bir anakart, güce aç bileşenleri işlemek için çok daha büyük bir faz sayısından yararlanır.
• Sızdırmaz Kapasitörler: Yüksek kaliteli VRM'ler, genellikle "Japon Kapasitörler", "Karanlık Kapasitörler" veya "Hi-C" olarak pazarlanan katı hal kapasitörler kullanır. Kapaklar." Elektrolitik muadilleriyle karşılaştırıldığında, katı kapasitörler çok daha yüksek bir tolerans oranına sahiptir ve daha az eğilimlidir. yaşlanma
• Birinci Sınıf Alaşım Şok Bobinleri: Daha az güç tükettikleri, aşınmaya karşı dirençli oldukları ve daha düşük elektromanyetik parazit oluşturdukları için SFC'ler (Süper Ferrit Bobinler) veya Premium Alaşım Bobinler kullanan bir anakarta yatırım yapmanızı öneririz.

Elbette satın almadan önce bir anakartı incelemek kolay değildir. Ancak, geldiğinde her zaman iyi bir göz atabilir ve daha sonra sıfırlanmazsa geri gönderebilirsiniz.

Anakart VRM'leri: Modern Bilgi İşlemin Bilinmeyen Kahramanı

Temel olarak, bir VRM kavramı, çok sayıda teknik jargon içerdiğinden oldukça karmaşık olabilir. Ortalama bir PC'ye yabancı gelebilecek (MOSFET'ler, bobinler, kapasitörler, PWM denetleyicileri vb.) meraklısı. Bu tür karmaşıklıklara rağmen anakart VRM'leri, PC'nizdeki CPU'ya ve diğer temel bileşenlere verimli voltaj iletimi için omurga görevi görür.