Wat zijn vrm, smoorspoelen en hun componenten?

We gaan de belangrijkste componenten bekijken die het voedingssysteem van een moederbord vormen, voornamelijk de processor, omdat uitbreidingskaarten hun eigen spanningsregelaars gebruiken en de herinneringen meestal minder zorg vereisen, hoewel dit ook verandert in de laatste generaties moederborden. Het sleutelwoord dat we in dit artikel zullen zien, is VRM en we zullen alles wat je moet weten in detail uitleggen.

Ben je er klaar voor? Laten we beginnen!

Inhoudsindex

Wat zijn VRM's?

Solide condensatoren naast de smoorspoelen van een Z370-moederbord. De heatsink bedekt het VRM-systeem met de MosFET's en de controller.

De VRM is een afkorting van " Voltage Regulator Module " of " Voltage Regulation Module " en is een elektronische component die het mogelijk maakt om met meer of mindere efficiëntie de spanning te regelen die wordt geleverd in een elektronisch circuit en in het geval dat het bij de hand is aan de processor en geheugens, en in mindere mate andere componenten.

Een moederbord wordt gevoed door een ATX-bron die, standaard en specificatie, een of meer stroomrails levert met spanningen van 12v, 5v en 3.3v. In het verleden gebruikten processors en andere componenten deze spanningen rechtstreeks voor stroom, maar de nieuwste generaties hebben hun ingangsspanning aanzienlijk verlaagd om het verbruik te verminderen, thermisch efficiënter te zijn en daarom minder dissipatie te vereisen.

Momenteel is het gemakkelijk om te zien dat processors werken met spanningen onder de inactieve volt en net boven 1, 2 V wanneer ze zich volledig ontwikkelen. Momenteel leveren alle kaarten 12v aan de processor, met speciale connectoren, en van daaruit wordt het geregeld naar de functionele vereisten van de CPU.

Een goede regeling van spanning (spanning) is essentieel om stabiliteit te geven aan de werking van de processor die te allen tijde voldoende energie verbruikt. Het is belangrijk voor overklokken omdat minder spanning (vdroop) dan nodig een onstabiele werking betekent en meer spanning dan nodig warmte kan produceren die onaanvaardbaar is voor het koelsysteem en daarom instabiliteit of catastrofale storingen die, gelukkig, normaal gesproken normaal gesproken Moderne processors zijn (tot op zekere hoogte) beschermd.

Sommige moderne processors kozen ervoor om de VRM- besturing door te geven in de inkapseling van de processor, om een ​​efficiënter model te hebben en dat de processor zelf de leiding had over het werk, de Haswell-processors werkten op deze manier en noemden zichzelf iVRM (Integrated VRM), maar Latere Intel-modellen negeerden dit type ontwerp en vertrouwden op het traditionele externe VRM-model op het moederbord. Skylake en latere modellen zijn teruggekeerd naar het externe model.

Hoe meer VRM-fasen, hoe beter

Vaak praten we over het aantal fasen dat de processor van ons moederbord zo voedt dat altijd wordt geïmpliceerd dat hoe meer voedingsfasen, hoe meer correctiefasen, hoe beter de kwaliteit van het elektrische signaal dat de processor bereikt. Dit is zeker zo en de reden is simpel en het wordt meestal verklaard door te zeggen dat de voeding naar de processor schoner aankomt.

De EVGA EPOWER V is een goed voorbeeld van een extern en massief VRM-systeem, met 12 + 2 fasen gericht op het aanbieden van een nog schonere lijn aan high-end grafische kaarten waar een hoge mate van overklokken wordt gezocht.

Wanneer we wisselstroom (die zoals u weet een sinusgolfvorm heeft (meestal omdat er andere typen zijn, met een piek en een dal, een periode, enz.), Omzetten in gelijkstroom, wat onze processor gebruikt, is er altijd een deel van die resterende conversiegolf. Hoe meer fasen van levering, hoe meer we die golfpieken zullen elimineren en hoe stabieler de levering zal zijn, die een platter signaal zal hebben, dat de processor bereikt.

We raden u aan om onze gids voor de beste moederborden op de markt te bekijken

We zullen ook spanningsverliezen in de hoogspanningslijn beperken en verminderen die even gevaarlijk of gevaarlijk zijn om de stabiliteit van de werking van onze processor te behouden.

Past in elk VRM-systeem

Een spanningsregelsysteem (VRM) vereist verschillende belangrijke elementen, vooral magazijnen waar energie zich ophoopt voordat ze het filter passeren, dat is de spanningsregelaar zelf. Deze taak wordt uitgevoerd door de trainers, dat zijn die kleine magazijnen die de MosFET's gebruiken, met de poorten die de juiste spanning doorlaten op vraag van de klant, in dit geval de processor.

Een VRM bestaat uit deze elementen:

• MosFET's ICC Driver Condensatoren Smoorspoelen of schokken

We hebben besproken dat de processor het MosFET- systeem te allen tijde vertelt welke spanning hij wil, aangezien de spanningen nu variabel kunnen zijn, en hiervoor heeft hij een controller nodig die de MosFET vertelt welke spanning hij moet doorlaten. Dit wordt gedaan door het "Driver IC" of "Driver IC".

Veel fabrikanten hebben IC-controllers met de MosFET's zelf geconcentreerd in oplossingen die digitale VRM of hoogrenderende VRM worden genoemd, omdat door concentratie het aantal fasen, de efficiëntie en, logischerwijs, de warmte die in deze elementen wordt afgegeven, kan toenemen. Logischerwijs zijn ze behoorlijk gevoelig voor hitte, maar ook, afhankelijk van de kwaliteit, goed voorbereid om bij hoge temperaturen te werken.

Smoorspoelen zijn andere elementaire elektronische componenten in elk VRM- systeem. Dit soort elementen dient juist om wisselstroomsignalen om te zetten in gelijkstroom. Het bestaat uit een spiraal die door een gemagnetiseerde kern loopt en hoewel ze geleiders zijn van beide soorten stromen, zorgt hun reactantie ervoor dat de doorgang van wisselstroom aanzienlijk wordt verminderd. De kwaliteit van een moederbord voor overklokken hangt grotendeels af van de kwaliteit hiervan.

In dit Gigabyte Aorus moederbord met X470 chipset kunnen we 8 gelegeerde kernschokken tellen die 8 vermogensfasen vormen. De belangrijkste componenten van de VRM, de MosFET's en hun digitale controllers bevinden zich onder de aluminium heatsinks verbonden door een heatpipe.

Voor elke fase die we op een bord zien, kunnen we een vernauwing tellen, in feite is dit het meest zichtbare element in dit type opstelling, en vaak verwarren we ze met de MosFET's zelf, maar dit zullen ongetwijfeld degenen zijn die verborgen zijn Onder het koellichaam dat alle moederborden doorgaans monteren voor hun processorsystemen. De sleutel tot stabiliteit zit erin en in de kwaliteit van alle componenten eromheen, inclusief het aantal lagen van de printplaat, zodat niets aan het toeval kan worden overgelaten.

VRM-typen

Alle huidige fabrikanten zijn in de laatste generaties overgestapt op digitale VRM-systemen, vergeleken met oude analoge systemen of geïntegreerde processorsystemen, en hebben hun controllers ook geconcentreerd op besturingschips zoals de ASUS EPU of op geïntegreerde toevoeging van MosFET's en controller zoals het geval is bij Gigabyte. Het geval is om ruimte te verminderen, de efficiëntie te verhogen en meer fasen toe te voegen wanneer het bord een duidelijk doel heeft voor overklokken.

De grafische kaarten, vooral de high-end, gebruiken ook complexe digitale VRM-voedingssystemen. Hier zien we 8 fasen met rechts MosFETS (geïntegreerde IC) en condensatoren links op een Nvidia Geforce GTX 1080Ti.

De solide condensatoren, de Japanse trainers, de componenten van militaire klasse… al deze verbeteringen die we hebben gezien op de moederborden zijn ook gerepliceerd naar subsystemen zoals geïntegreerde geluidskaarten waar zelfs VRM-elementen die speciaal voor dit type zijn ontworpen, worden gebruikt. van functionaliteit.

Allemaal op zoek naar het verminderen van die pieken die overblijven van de AC-voeding, vooral die die de spanning (vdroop) kunnen verminderen op wat de processor vraagt ​​of op wat we ons moederbord hebben geconfigureerd om aan de processor te leveren.

Het is in ieder geval belangrijk om ze te laten verdwijnen omdat het elementen zijn die erg heet en plotseling worden. Elke energieomzetting heeft verlies in de vorm van warmte en dit type element doet het heel snel omdat het zich moet aanpassen aan de plotselinge frequentieveranderingen van moderne processors.

Om deze reden willen veel overklokkers, zelfs degenen die alleen op zoek zijn naar gemakkelijk duurzame middenfrequenties, dat de processor de frequenties niet verandert, zelfs als het algehele verbruik hoger is. en houd VRM's in stabiele, gecontroleerde temperaturen en waar spanningen perfect gestabiliseerd zijn.

Wat betekent het als ons bord zegt dat het 8 + 2 vermogensfasen heeft?

Het kan 4 + 1, 8 + 2, 6 + 2, 16 + 1 zijn… er zijn zoveel combinaties als de fabrikant wil of kan installeren op hun moederborden. Meer is meestal beter, maar zoals je ook hebt gezien is de kwaliteit van de componenten belangrijk.

Het waren gekke tijden en Zotac bracht een moederbord uit met Z68-chipset voor LGA1155-socket met 24 fasen + 2 fasen voor RAM. De ZT-Z68 Crown-editie. Het had een digitale controller, super solide condensatoren, superferritische kernsmoorspoelen, enz. Het meeste van het meeste.

Het eerste cijfer is de voedingsfasen van de processor en het tweede verwijst meestal naar de geheugenbanken van het moederbord, 1 of 2 op de meest complexe kaarten, hoewel het ook kan verwijzen naar de kracht van sommige bussen met sommige processors, processors die niet meer op de markt zijn aangezien dit type bus nu geïntegreerd is in de processor zelf.

Het belang van een goede stroomvoorziening

We hebben het gehad over de kwaliteit van de componenten van het bord, waarin de VRM van een moederbord is samengesteld, hoe we kunnen weten hoeveel ons moederbord heeft, de soorten die er zijn en hoe elk element werkt en zelfs hoe belangrijk de dissipatie ervan is.

Maar hoe belangrijk of belangrijker ook is dat de bron die die 12v-lijn aan ons moederbord levert, aan het VRM-systeem dat erin is geïntegreerd, stabiel is, is evenveel of belangrijker dan de montage die ons moederbord kan hebben. Een stabiele 12v-spanning, in gelijkstroom, met een "rimpel" of verminderde pieken, maakt ons VRM-systeem minder stressvol als het gaat om het stabiliseren van de spanning die onze processor nodig heeft. Dit is de reden waarom DC-DC monteerbare bronontwerpen (met hun eigen VRM's) zo gewaardeerd worden door deskundige gebruikers en waarom investeren in een goede voeding zo belangrijk is.

Hoe meer efficiëntie bij de bron, hoe minder stress erop, hoe minder warmte wordt afgevoerd, hoe minder vdroop op de bronlijn zelf en hoe minder correctie er nodig is op ons moederbord. Het komt allemaal neer op een perfecte stabiliteit die de kans op overklokken en / of de levensduur van onze computer vergroot.

Laatste woorden en conclusie van onze gids over VRM

Het resultaat van een goede overklok is de kwaliteit van het vermogen dat we aan de processor kunnen leveren, met name het vermijden van spanningsdalingen (vdroop), maar evenzeer of meer in de kwaliteit van de dissipatie die we op de processor kunnen toepassen. Hoe meer koeling, hoe meer spanning we kunnen hebben en hoe meer spanning we nodig hebben, omdat we de omzetting van energie in warmte zullen verhogen.

We zullen de koeling ook moeten toepassen op het voedingssysteem van de processor, op het VRM-systeem, omdat het delicate elementen zijn met plotselinge temperatuurveranderingen en meer spanning, minder efficiëntie en meer energie die wordt omgezet in warmte. Het is een moeilijke balans die we moeten weten te hanteren, maar die de plaatfabrikanten gemakkelijker hebben gemaakt, vooral bij gematigde overklokniveaus, met behulp van meer capabele VRM-systemen, van hogere kwaliteit, met meer fasen en met vooraf geconfigureerde bioprofielen in hun laboratoria voor processors met overklokmogelijkheden voor multiplier.