Mitä ovat vrm, kuristimet ja niiden komponentit?

Aiomme tarkastella tärkeimpiä komponentteja, jotka muodostavat emolevyn sähköjärjestelmän, lähinnä prosessorin, koska laajennuskortit käyttävät omia jännitesäätimiä ja muistot vaativat yleensä vähemmän hoitoa, vaikka tämäkin on muuttumassa emolevyjen viimeisissä sukupolvissa. Avainsana, jonka näemme tässä artikkelissa, on VRM ja selitämme yksityiskohtaisesti kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää.

Oletko valmis Aloitetaan!

Sisällysluettelo

Mitä ovat VRM: t?

Kiinteät kondensaattorit Z370-emolevyn kuristimien vieressä. Jäähdytyslevy peittää VRM-järjestelmän MosFET-laitteilla ja sen ohjaimella.

VRM on lyhenne sanoista " Voltage Regulator Module " tai " Voltage Regulation module ", ja se on elektroninen komponentti, joka mahdollistaa suuremman tai pienemmän tehokkuuden avulla sähköjännitteeseen syötetyn jännitteen säätämisen kyseessä olevassa tapauksessa. prosessorille ja muistoille ja vähäisemmässä määrin muille komponenteille.

Emolevy saa virtansa ATX-lähteestä, joka toimittaa standardin ja eritelmien mukaan yhden tai useamman voimakiskon jännitteillä 12v, 5v ja 3, 3v. Aikaisemmin prosessorit ja muut komponentit käyttivät näitä jännitteitä suoraan sähköön, mutta viimeisimmät sukupolvet ovat merkittävästi vähentäneet syöttöjännitettä kulutuksen vähentämiseksi, ovat lämpötehokkaampia ja vaativat siksi vähemmän häviötä.

Tällä hetkellä on helppo nähdä prosessoreita, jotka toimivat jännitteillä tyhjäkäynnin voltin alapuolella ja hiukan yli 1, 2 voltin, kun ne kehittyvät täyteen potentiaaliinsa. Tällä hetkellä kaikki levyt toimittavat prosessorille 12v: n erillisillä liittimillä, ja siitä lähtien sitä säädellään prosessorin toiminnallisten vaatimusten mukaisesti.

Jännitteen (jännityksen) hyvä säätely on välttämätöntä, jotta prosessorin toiminta, joka kuluttaa jatkuvasti riittävästi energiaa, toimisi vakaasti. Se on tärkeä ylikellotukselle, koska vähemmän jännitettä (vdroop) kuin tarvitaan tarkoittaa epävakaa toiminta ja enemmän jännitettä kuin tarvitaan, mikä voi johtaa lämmöntuotantoon, jota jäähdytysjärjestelmä ei voi hyväksyä, ja siten epävakautta tai katastrofaalisia vikoja, jotka onneksi yleensä Nykyaikaiset prosessorit ovat suojattu (jossain määrin).

Jotkut nykyaikaiset prosessorit päättivät siirtää VRM- ohjaimen prosessorin koteloinnin sisällä, saadakseen tehokkaamman mallin ja koska prosessori itse vastasi työstä, Haswell-prosessorit työskentelivät tällä tavalla, kutsuen itseään iVRM (Integrated VRM), mutta Myöhemmin Intel-mallit ovat jättäneet huomiotta tämän tyyppisen suunnittelun tukeutuen emolevyn perinteiseen ulkoiseen VRM-malliin. Skylake ja myöhemmät mallit ovat palanneet ulkoiseen malliin.

Mitä enemmän VRM-vaiheita, sitä parempi

Puhumme monta kertaa vaiheiden lukumäärästä, jotka syöttävät emolevyn prosessoria siten, että aina viitataan siihen, että mitä enemmän syöttövaiheita, sitä enemmän korjausvaiheita, sitä parempi prosessoriin saavan sähköisen signaalin laatu on. Tämä on varmasti niin ja syy on yksinkertainen, ja se selitetään yleensä sanomalla, että prosessorin virransyöttö tulee puhtaampaa.

EVGA EPOWER V on hyvä esimerkki ulkoisesta ja massiivisesta VRM-järjestelmästä, jossa on 12 + 2 vaihetta, joiden tarkoituksena on tarjota entistä puhtaampi linja huippuluokan näytönohjaimille, joissa halutaan korkeaa ylikellotusta.

Kun muuntamme vaihtovirtaa (jolla, kuten tiedät, on siniaalto (yleensä koska on olemassa muita tyyppejä, joilla on huippu ja laakso, jakso jne.), Tasavirtaan, jota prosessorimme käyttää, siellä on aina osa Mitä enemmän syöttövaiheita sitä enemmän poistamme nuo aallonhuiput ja sitä vakaampi tarjonta on, jolla on tasaisempi signaali, joka saavuttaa prosessorin.

Suosittelemme, että tutustut markkinoiden parhaiden emolevyjen oppaaseemme

Rajoitamme ja vähennämme myös johtojännitehäviöitä, jotka ovat yhtä vaarallisia tai prosessorin toiminnan vakauden ylläpitämisessä.

Osallistuu mihin tahansa VRM-järjestelmään

Jännitteensäätöjärjestelmä (VRM) vaatii useita tärkeitä elementtejä, etenkin varastot, joissa energia kerääntyy ennen suodattimen ohittamista, joka on itse jännitesäädin. Tämän tehtävän suorittavat kouluttajat, jotka ovat MosFETien käyttämiä pieniä varastoja, porteilla, jotka mahdollistavat asianmukaisen jännitteen kulkemisen asiakkaan, tässä tapauksessa prosessorin, pyynnöstä.

VRM koostuu seuraavista elementeistä:

• MosFETs ICC -ohjainkondensaattorit kuristimet tai iskut

Olemme keskustelleet siitä, että prosessori kertoo MosFETs- järjestelmälle, mitä jännitettä se haluaa jatkuvasti, koska nyt jännitteet voivat olla muuttuvia, ja tätä varten se vaatii ohjaimen, joka kertoo MosFETille, minkä jännitteen sen on päästävä läpi. Tämän tekee "Driver IC" tai "Driver IC".

Monet valmistajat ovat keskittäneet IC-säätimet MosFET-laitteiden kanssa itse ratkaisuihin, joita kutsutaan digitaaliseksi VRM: ksi tai korkeahyötysuhteiseksi VRM: ksi, koska keskittäminen mahdollistaa vaiheiden määrän, tehokkuuden ja loogisesti näiden elementtien aiheuttaman lämmön lisäämisen, mikä on Loogisesti, ne ovat melko herkkiä lämmölle, mutta myös laadusta riippuen hyvin valmistautuneet toimimaan korkeissa lämpötiloissa.

Kuristimet ovat muita perus- elektronisia komponentteja missä tahansa VRM- järjestelmässä. Tämäntyyppiset elementit toimivat tarkasti vaihtovirta-signaalien muuntamiseksi tasavirroiksi. Se koostuu spiraalista, joka kulkee magnetoidun ytimen läpi, ja vaikka ne ovat molemmat tyyppisten virtojen johtimia, niiden reaktanssi aiheuttaa vaihtovirran kulun huomattavasti heikentymisen. Ylikellotettavan emolevyn laatu riippuu suuresti näiden laadusta.

Tässä Gigabyte Aorus-emolevyssä, jossa on X470-piirisarja, voimme laskea 8 seostettua ytimen iskua, jotka muodostavat 8 tehovaihetta. VRM: n pääkomponentit, MosFET: t ja niiden digitaaliset ohjaimet ovat alumiinijäähdyttimien alla, jotka on kytketty lämpöputken avulla.

Jokaiselle levylle näkemälle vaiheelle voidaan laskea kuristin, itse asiassa se on näkyvin elementti tämän tyyppisissä kokoonpanoissa, ja sekoitamme ne monta kertaa itse MosFET-järjestelmiin, mutta nämä, epäilemättä, ovat piilotetut. Jäähdytyselementin alla, jota kaikki emolevyt tyypillisesti asennetaan prosessorijärjestelmäänsä varten. Vakauden avain on niissä ja niiden ympärillä olevien komponenttien laadussa, mukaan lukien piirilevykerrosten lukumäärä, joten mitään ei voida jättää sattuman varaan.

VRM-tyypit

Kaikki nykyiset valmistajat ovat siirtyneet digitaalisiin VRM-järjestelmiin verrattuna vanhoihin analogisiin järjestelmiin tai prosessoriin integroituihin järjestelmiin viimeisimpien sukupolvien aikana ja ovat myös keskittäneet ohjaimensa ohjauspiiriin, kuten ASUS EPU, tai integroituihin, jotka lisäävät MosFET: itä ja ohjainta kuten Gigabyten tapauksessa. Tapaus on vähentää tilaa, lisätä tehokkuutta ja lisätä uusia vaiheita, kun levyllä on selkeä tavoite ylikellotukseen.

Näytönohjaimet, etenkin huippuluokan kortit, käyttävät myös monimutkaisia ​​digitaalisia VRM-virtojärjestelmiä. Täällä näemme 8 vaihetta, joissa MosFETS oikealla (integroitu IC) ja kondensaattorit vasemmalla Nvidia Geforce GTX 1080Ti.

Kiinteät kondensaattorit, japanilaiset kouluttajat, sotilasluokan komponentit… kaikki nämä parannukset, jotka olemme nähneet saapuvan emolevyihin, on myös toistettu alajärjestelmiin, kuten integroituihin äänikortteihin, joissa käytetään jopa erityisesti tätä tyyppiä varten suunniteltuja VRM-elementtejä. toiminnallisuudesta.

Kaikki etsivät vähentää niitä huippuja, jotka jäävät vaihtovirtalähteestä, etenkin sellaisia, jotka voivat vähentää jännitettä (vdroop) prosessorin pyynnöstä tai siitä, minkä olemme määrittäneet emolevyn toimittamaan prosessorille.

Joka tapauksessa on tärkeää pitää ne hajoavana, koska ne ovat elementtejä, jotka muuttuvat erittäin kuumiksi ja äkillisiksi. Kaikissa energian muuntamisissa tapahtuu menetyksiä lämmön muodossa, ja tämäntyyppiset elementit tekevät sen todella nopeasti, koska sen on mukauduttava nykyaikaisten prosessorien äkillisiin muutoksiin.

Tästä syystä monet ylikellottimet, jopa ne, jotka etsivät vain helposti kestäviä keskitaajuuksia, haluavat prosessorin muuttavan taajuuksia, vaikka kokonaiskulutus olisi suurempi. ja pidä VRM: t vakaassa, kontrolloidussa lämpötilassa ja missä jännitteet ovat vakaat.

Mitä se tarkoittaa, kun hallituksemme sanoo, että sillä on 8 + 2 virtafaasia?

Se voi olla 4 + 1, 8 + 2, 6 + 2, 16 + 1… on niin monta yhdistelmää kuin valmistaja haluaa tai voi asentaa emolevyilleen. Lisää on yleensä parempi, mutta kuten olette myös huomanneet, komponenttien laatu on tärkeä.

Oli hullua aikaa ja Zotac julkaisi emolevyn Z68-piirisarjalla LGA1155-liitäntään, jossa on 24 vaihetta + 2 vaihetta RAM: lle. ZT-Z68 Crown Edition. Siinä oli digitaalinen ohjain, erittäin kiinteät kondensaattorit, superferriittiset ytimen kuristimet jne. Eniten.

Ensimmäinen kuva on prosessorin virransyöttövaiheet ja toinen viittaa yleensä emolevyn muistipankeihin, 1 tai 2 monimutkaisimmissa levyissä, vaikka se voi viitata myös joidenkin väylien, joissa on prosessoreita, prosessoreita, tehoon joita ei enää ole markkinoilla, koska nyt tämäntyyppiset väylät on integroitu itse prosessoriin.

Hyvän virtalähteen merkitys

Olemme puhuneet emolevyn VRM: n muodostavien kortin komponenttien laadusta, kuinka voimme tietää, kuinka monta emolevyämme on, tyyppejä on olemassa ja miten kukin elementti toimii ja jopa kuinka tärkeätä sen hajoaminen on.

Mutta yhtä paljon tai tärkeämpää on, että lähde, joka toimittaa tämän 12v: n linjan emolevyllemme, siihen integroituun VRM-järjestelmään, on vakaa, on yhtä paljon tai tärkeämpi kuin emolevyllämme oleva kokoonpano. Vakaa 12 V: n jännite, tasavirta, jossa "ripple" tai pienentyneet huiput, tekee VRM-järjestelmästämme vähemmän stressaavaa, kun on kyse prosessorimme tarvitseman jännitteen vakauttamisesta. Tästä syystä asiantuntijakäyttäjät arvostavat DC-DC-asennettavia lähdemalleja (joilla on omat VRM: t) ja miksi sijoittaminen hyvään virtalähteeseen on niin tärkeää.

Mitä enemmän tehokkuutta lähteellä, sitä vähemmän siihen kohdistuvaa stressiä, sitä vähemmän lämpöä kuluu, sitä vähemmän vdroop-lähdelinjassa on vähemmän ja vähemmän korjaustarvetta tarvitaan emolevyllämme. Kaikki tämä tarkoittaa, että saavutetaan täydellinen vakaus, joka parantaa ylikellotusmahdollisuuksia ja / tai tietokoneemme käyttöikää.

VRM-oppaamme loppusanat ja johtopäätös

Hyvän ylikellotuksen tulos on prosessorille tarjoaman tehon laatu, etenkin jännitehäviöiden (vdroop) välttäminen, mutta yhtä paljon tai enemmän hajoamisen laadussa, jota voimme käyttää prosessoriin. Mitä enemmän jäähdytystä, sitä enemmän jännitettä pystymme ja sitä enemmän jännitettä enemmän jäähdytystä tarvitsemme, koska lisäämme energian muutosta lämmöksi.

Jäähdytystä on sovellettava myös prosessorin sähköjärjestelmään, VRM-järjestelmään, koska ne ovat herkkiä elementtejä, joiden lämpötilan muutokset ovat äkillisiä ja joilla on enemmän jännitettä, vähemmän tehokkuutta ja enemmän energiaa muuttuu lämmöksi. Se on vaikea tasapaino, joka meidän on tiedettävä käsittelemään, mutta että levyvalmistajat ovat helpottaneet joka kerta, etenkin maltillisissa ylikellotustasoissa, joissa käytetään tehokkaampia VRM-järjestelmiä, korkealaatuisempia, enemmän vaiheita ja ennalta määritettyjen bios-profiilien kanssa laboratoriot prosessoreille, joilla on kertoimen ylikellotusominaisuudet.