Co to są vrm, dławiki i ich elementy?

Zamierzamy dokonać przeglądu głównych komponentów, które kształtują system zasilania płyty głównej, głównie procesora, ponieważ karty rozszerzeń używają własnych regulatorów napięcia, a pamięci zwykle wymagają mniejszej uwagi, chociaż to również zmienia się w ostatnich generacjach płyt głównych. Kluczowym słowem, które zobaczymy w tym artykule jest VRM i szczegółowo wyjaśnimy wszystko, co musisz wiedzieć.

Jesteś gotowy Zacznijmy!

Indeks treści

Co to są VRM?

Solidne kondensatory obok dławików płyty głównej Z370. Radiator pokrywa system VRM z urządzeniami MosFET i jego kontrolerem.

VRM jest akronimem „ modułu regulatora napięcia ” lub „ modułu regulacji napięcia ” i jest komponentem elektronicznym, który umożliwia regulację, z mniejszą lub większą wydajnością, napięcia dostarczanego w obwodzie elektronicznym oraz w danym przypadku do procesora i pamięci oraz, w mniejszym stopniu, innych komponentów.

Płyta główna jest zasilana ze źródła ATX, które zgodnie ze standardem i specyfikacją dostarcza jedną lub więcej szyn zasilających o napięciu 12 V, 5 V i 3, 3 V. W przeszłości procesory i inne komponenty używały tych napięć bezpośrednio do zasilania, ale najnowsze generacje znacznie zmniejszyły napięcie wejściowe, aby zmniejszyć zużycie, były bardziej wydajne termicznie, a zatem wymagają mniejszego rozproszenia.

Obecnie łatwo zauważyć procesory pracujące z napięciami poniżej napięcia jałowego i nieco powyżej 1, 2 V, gdy rozwijają się do pełnego potencjału. Obecnie wszystkie płytki zasilają procesor napięciem 12 V, z dedykowanymi złączami, a stamtąd są one regulowane do wymagań funkcjonalnych procesora.

Dobra regulacja napięcia (napięcia) jest niezbędna, aby zapewnić stabilność pracy procesora zużywającego odpowiednią ilość energii przez cały czas. Jest to ważne w przypadku podkręcania, ponieważ mniejsze napięcie (vdroop) niż to konieczne oznacza niestabilną pracę, a więcej napięcia niż to konieczne może wytwarzać ciepło nieakceptowalne przez układ chłodniczy, a zatem niestabilność lub katastrofalne awarie, które na szczęście zwykle Nowoczesne procesory są chronione (do pewnego stopnia).

Niektóre nowoczesne procesory zdecydowały się przekazać kontrolę VRM wewnątrz enkapsulacji procesora, aby mieć bardziej wydajny model i że sam procesor był odpowiedzialny za pracę, procesory Haswell działały w ten sposób, nazywając się iVRM (Integrated VRM), ale Później modele Intela zaniedbały ten typ konstrukcji, opierając się na tradycyjnym zewnętrznym modelu VRM na płycie głównej. Skylake i nowsze modele powróciły do ​​modelu zewnętrznego.

Im więcej faz VRM, tym lepiej

Wiele razy mówimy o liczbie faz, które zasilają procesor naszej płyty głównej w taki sposób, że zawsze implikuje się, że im więcej faz zasilania, tym więcej faz korekcji, tym lepsza jakość sygnału elektrycznego docierającego do procesora. Jest to z pewnością tak, a powód jest prosty i zwykle tłumaczy się tym, że zasilacz procesora dociera czystsze.

EVGA EPOWER V jest dobrym przykładem zewnętrznego i masywnego systemu VRM, z 12 + 2 fazami, mającymi na celu zaoferowanie jeszcze czystszej linii do wysokiej klasy kart graficznych, w których wymagane jest wysokie podkręcanie.

Kiedy przekształcamy prąd przemienny (który, jak wiadomo, ma przebieg sinusoidalny (ogólnie dlatego, że istnieją inne typy, ze szczytem i doliną, kropką itp.), Na prąd stały, którego używa nasz procesor, zawsze jest część tej pozostałej fali konwersji. Im więcej faz zasilania, tym bardziej wyeliminujemy te szczyty fal i bardziej stabilna będzie podaż, która będzie miała bardziej płaski sygnał, który dociera do procesora.

Zalecamy zapoznanie się z naszym przewodnikiem po najlepszych płytach głównych dostępnych na rynku

Ograniczymy również i zmniejszymy straty napięcia w linii elektroenergetycznej, które są tak samo lub bardziej niebezpieczne w utrzymywaniu stabilności działania naszego procesora.

Wspólnicy w dowolnym systemie VRM

System regulacji napięcia (VRM) wymaga kilku ważnych elementów, zwłaszcza magazynów, w których energia gromadzi się przed przejściem przez filtr, który jest samym regulatorem napięcia. To zadanie jest wykonywane przez trenerów, którymi są małe magazyny, z których korzystają MosFET, z bramkami, które pozwalają na przejście odpowiedniego napięcia na żądanie klienta, w tym przypadku procesora.

VRM składa się z następujących elementów:

• MosFETs Kondensatory sterowników ICC Dławiki lub wstrząsy

Omówiliśmy, że procesor cały czas mówi systemowi MosFET, jakiego napięcia potrzebuje, ponieważ teraz napięcia mogą być zmienne, a do tego wymaga kontrolera, który mówi MosFET, jakie napięcie musi przepuścić. Odbywa się to przez „Driver IC” lub „Driver IC”.

Wielu producentów skoncentrowało kontrolery IC z samymi MosFET w rozwiązaniach zwanych cyfrowym VRM lub wysokowydajnym VRM, ponieważ koncentracja pozwala na zwiększenie liczby faz, wydajności i logicznie ciepła wydzielanego w tych elementach, co jest Logicznie rzecz biorąc, są dość wrażliwe na ciepło, ale również, w zależności od jakości, dobrze przygotowane do pracy w wysokich temperaturach.

Dławiki to inne podstawowe elementy elektroniczne w dowolnym systemie VRM. Tego rodzaju elementy służą do precyzyjnej konwersji sygnałów prądu przemiennego na prąd stały. Składa się ze spirali, która biegnie przez namagnesowane jądro i chociaż są przewodnikami obu rodzajów prądów, ich reaktancja powoduje znaczne zmniejszenie przepływu prądu przemiennego. Jakość płyty głównej do podkręcania zależy w dużej mierze od jej jakości.

W tej płycie głównej Gigabyte Aorus z mikroukładem X470 możemy policzyć 8 wstrząsów rdzenia stopowego, które tworzą 8 faz zasilania. Główne elementy VRM, MosFET i ich cyfrowe kontrolery znajdują się pod aluminiowymi radiatorami połączonymi rurą cieplną.

Dla każdej fazy, którą widzimy na talerzu, możemy policzyć dławik, w rzeczywistości jest to najbardziej widoczny element w tego rodzaju konfiguracji i wiele razy mylimy je z samymi MosFET - ami, ale bez wątpienia będą to te, które są ukryte Pod radiatorem, który zazwyczaj wszystkie płyty główne montuje w systemach zasilania procesora. Kluczem do stabilności jest ich jakość oraz jakość wszystkich elementów wokół nich, w tym liczba warstw płytki drukowanej, więc nic nie można pozostawić przypadkowi.

Rodzaje VRM

Wszyscy obecni producenci przeszli na cyfrowe systemy VRM, w porównaniu do starych systemów analogowych lub systemów zintegrowanych z procesorami, w ostatnich generacjach, a także skoncentrowali swoje kontrolery na układach sterujących, takich jak ASUS EPU lub na zintegrowanych, dodając MosFET i kontroler jak w przypadku Gigabyte. Sprawa polega na zmniejszeniu przestrzeni, zwiększeniu wydajności i dodaniu kolejnych faz, gdy płyta ma wyraźny cel przetaktowywania.

Karty graficzne, szczególnie te z wyższej półki, wykorzystują również złożone cyfrowe systemy zasilania VRM. Tutaj widzimy 8 faz z MosFETS po prawej (zintegrowany układ scalony) i kondensatory po lewej w Nvidia Geforce GTX 1080Ti.

Solidne kondensatory, japońskie trenery, komponenty klasy wojskowej … wszystkie te ulepszenia, które widzieliśmy na płytach głównych, zostały również zreplikowane w podsystemach, takich jak zintegrowane karty dźwiękowe, w których wykorzystywane są nawet elementy VRM zaprojektowane specjalnie dla tego typu. funkcjonalności.

Wszystko w celu zmniejszenia tych szczytów, które pozostają z zasilacza prądu przemiennego, szczególnie tych, które mogą zmniejszyć napięcie (vdroop) na żądanie procesora lub na tym, co skonfigurowaliśmy naszą płytę główną do dostarczania do procesora.

W każdym razie ważne jest, aby rozproszyć je, ponieważ są to elementy, które stają się bardzo gorące i nagłe. Każda konwersja energii ma straty w postaci ciepła, a ten typ elementu robi to naprawdę szybko, ponieważ musi dostosować się do nagłych zmian częstotliwości współczesnych procesorów.

Z tego powodu wielu overclockerów, nawet tych, którzy szukają tylko łatwych do utrzymania średnich częstotliwości, chcą, aby procesor nie zmieniał częstotliwości, nawet jeśli całkowite zużycie jest wyższe. i utrzymywać VRM w stabilnych, kontrolowanych temperaturach i tam, gdzie napięcia są doskonale ustabilizowane.

Co to znaczy, że nasza tablica mówi, że ma 8 + 2 faz zasilania?

Może to być 4 + 1, 8 + 2, 6 + 2, 16 + 1… istnieje tyle kombinacji, ile producent chce lub może zainstalować na swoich płytach głównych. Więcej jest zwykle lepsze, ale jak już zauważyłeś, ważna jest jakość komponentów.

To były szalone czasy i Zotac wypuścił płytę główną z chipsetem Z68 dla gniazda LGA1155 z 24 fazami + 2 fazy dla pamięci RAM. ZT-Z68 Crown Edition. Miał cyfrowy kontroler, super solidne kondensatory, superferrytyczne dławiki rdzeniowe itp. Najbardziej z najbardziej.

Pierwsza cyfra to fazy zasilania procesora, a druga zwykle odnosi się do banków pamięci płyty głównej, 1 lub 2 na najbardziej złożonych płytach, chociaż może również odnosić się do mocy niektórych magistral, które mają niektóre procesory, procesory które nie są już dostępne na rynku, ponieważ teraz ten typ magistrali jest zintegrowany z samym procesorem.

Znaczenie dobrego zasilacza

Rozmawialiśmy o jakości komponentów płyty głównej, na których składa się VRM płyty głównej, skąd możemy wiedzieć, ile ma naszej płyty głównej, jakie typy istnieją i jak działa każdy element, a nawet jak ważne jest jego rozproszenie.

Ale równie ważne lub ważniejsze jest to, że źródło, które dostarcza linię 12 V do naszej płyty głównej, do zintegrowanego z nią systemu VRM, jest równie ważne lub ważniejsze niż zespół, który może mieć nasza płyta główna. Stabilne napięcie 12 V, w prądzie stałym, z „tętnieniem” lub zmniejszonymi pikami sprawia, że ​​nasz system VRM jest mniej stresujący, jeśli chodzi o stabilizację napięcia wymaganego przez nasz procesor. Właśnie dlatego konstrukcje źródeł zasilania DC-DC (z własnymi VRM) są tak cenione przez ekspertów i dlaczego inwestowanie w dobry zasilacz jest tak ważne.

Im większa wydajność u źródła, tym mniejszy nacisk na nią, tym mniej ciepła do rozproszenia, tym mniej vdroop na samej linii źródła i mniejsza potrzeba korekty na naszej płycie głównej. Wszystko to składa się na osiągnięcie doskonałej stabilności, która zwiększa szanse na przetaktowanie i / lub żywotność naszego komputera.

Ostatnie słowa i zakończenie naszego przewodnika po VRM

Rezultatem dobrego podkręcania jest jakość mocy, którą możemy zapewnić procesorowi, zwłaszcza unikanie spadków napięcia (vdroop), ale tyle samo lub więcej jakości rozpraszania, którą możemy zastosować do procesora. Im więcej chłodzenia, tym więcej napięcia możemy, i im więcej napięcia będzie potrzebne chłodzenie, ponieważ zwiększymy przekształcanie energii w ciepło.

Będziemy musieli zastosować chłodzenie do systemu zasilania procesora, do systemu VRM, ponieważ są to delikatne elementy z nagłymi zmianami temperatury i większego napięcia, mniejszą wydajnością i większą energią zamienioną na ciepło. Jest to trudna równowaga, z którą będziemy musieli sobie poradzić, ale producenci płytek ułatwiają, szczególnie przy umiarkowanym poziomie podkręcania, używając bardziej wydajnych systemów VRM, wyższej jakości, z większą liczbą faz i ze wstępnie skonfigurowanymi profilami bios w swoich laboratoria dla procesorów z możliwością podkręcania mnożnika.