Регулирование мощности имеет решающее значение, когда речь идет о защите вашей материнской платы и ее компонентов.
Для большинства энтузиастов ПК правильный выбор материнской платы зависит от таких ключевых факторов, как форм-фактор, совместимость с процессором, конфигурация памяти, параметры подключения и запас разгона. Однако одним из основных компонентов материнской платы, который часто остается незамеченным даже в спецификации, является VRM (модуль регулятора напряжения) — электронная схема, отвечающая за обеспечение общей стабильности системы.
Чтобы оценить важность этого недооцененного регулятора , давайте углубимся непосредственно в функционирование VRM, связанные с ним компоненты, как отличить высококачественную VRM от плохо спроектированной, а также ее влияние на производительность процессора.
Как работает VRM?
По своей сути модуль регулятора напряжения на вашей материнской плате (также называемый модулем питания процессора) представляет собой специализированный понижающий преобразователь (DC в постоянный ток), который регулирует и преобразует напряжения в соответствии с конкретными требованиями процессора, памяти и других компонентов. Представьте VRM как мини-источники питания, похожие на основной блок, который питается от электрической розетки напряжением 230 В переменного тока и понижает его до гораздо более низкого постоянного напряжения (12 В / 5 В / 3,3 В).
В этом отношении VRM материнской платы выполняют ту же операцию, что и блок питания, но на вторичном уровне. Их основная цель - преобразовать входное напряжение 12 В от 8/4-контактных разъемов EPS в подходящее рабочее напряжение для современных процессоров (обычно в диапазоне 1,1-1,5 В).
Более того, VRM играют ключевую роль в передаче чистого и стабильного напряжения на каждый энергопотребляющий компонент вашего ПК, снижая вероятность любых абсурдных скачков напряжения или сбоев VDroops. Благодаря своим возможностям постоянного преобразования схемы регулирования напряжения также позволяют процессорам нескольких поколений (с динамическим напряжением ядра) оптимально функционировать на совместимом чипсете материнской платы.
Компоненты VRM
Хотя многие из нас считают VRM независимым автономным устройством, аббревиатура обозначает набор различных электронных компонентов, окружающих разъем процессора (LGA или PGA) и слоты DIMM на нашей материнской плате. Для непосвященных схемы регулирования напряжения включают комбинацию переключателей MOSFET, которые работают в паре с конденсаторами, дросселями и ШИМ-контроллерами для облегчения процесса фазирования питания.
Вот полный обзор всех основных компонентов, составляющих VRM материнской платы.
1. МОП-транзисторы
МОП-транзисторы (металлоксидно-полупроводниковые полевые транзисторы) действуют как изолированные вентили, которые усиливают или ослабляют электронные сигналы в цепи регулирования напряжения. Проще говоря, эти полупроводники управляют подачей тока на центральный процессор на основе сигналов и значений, получаемых от микросхемы контроллера PWM.
В однофазном VRM используются два переключателя MOSFET (на стороне низкого и высокого напряжения), которые помогают модулировать среднее выходное напряжение схемы путем периодического переключения входного напряжения. Поскольку механизм переключения происходит сотни раз в секунду, МОП-транзисторы, как правило, выделяют большое количество тепла, температура которого потенциально может превышать 150 ° C при больших нагрузках или без надлежащего охлаждения.
Эти полупроводниковые устройства часто оснащаются пассивными радиаторами, миниатюрными вентиляторами или водяными блоками для устранения проблем с перегревом и повышения эффективности работы.
2. Дроссели
Дроссели представляют собой катушки индуктивности, которые преобразуют высокочастотные сигналы переменного тока в более низкие частоты или постоянный ток в цепи регулирования напряжения. Это электронное устройство, имеющее магнитный сердечник в форме кольца с обернутой вокруг него изолированной катушкой, служит двойной цели — хранению, фильтрации и оптимизации энергопотребления, а также способности регулировать подачу питания в экстремальных ситуациях, таких как разгон или перенапряжение.
Кроме того, следует отметить, что каждый дроссель соответствует фазе питания на вашей материнской плате. Чем больше число фаз, тем стабильнее будет передача напряжения на ваш процессор.
3. Конденсаторы
В отличие от дросселей, конденсаторы накапливают энергию в электрическом поле и при необходимости быстро разряжают накопленный ток в подключенных цепях. Основное назначение этих цилиндрических компонентов - предотвращать внезапные скачки напряжения и минимизировать пульсации в цепи регулирования напряжения.
В контексте VRM материнской платы и соответствующих им фаз конденсаторы, функционирующие как блоки временного хранения, накапливают электрический ток, получаемый от дросселей, и подают необходимую мощность на ваш центральный процессор. Любой избыточный заряд от этих устройств поглощается или высвобождается через заземление цепи.
4. ШИМ-контроллеры
Контроллеры PWM (широтно-импульсная модуляция) или микросхемы драйвера (интегральные схемы) генерируют импульсы PWM, которые впоследствии направляются в основные аналоговые компоненты схемы регулирования напряжения — МОП-транзисторы и дроссели. Помимо мониторинга, эти многофазные контроллеры динамически регулируют подачу питания на центральный процессор, позволяя ему поддерживать максимальную эффективность при интенсивных рабочих нагрузках.
По сути, ШИМ-контроллер получает опорное напряжение вашего процессора (также называемое VRef в BIOS) и измеряет его с преобладающим напряжением VRM вашей материнской платы. Любые различия между значением VRef и фактическим напряжением побуждают это устройство к повторной калибровке сигналов, мгновенно модулируя выходное напряжение.
Основные компоненты VRM также дополняются диодами и резисторами, которые предотвращают попадание электрического тока в эти устройства от превышения установленных пороговых значений.
Многофазные VRM на материнской плате
Современные процессоры требуют надежной системы подачи питания, которая выходит за рамки простых возможностей однофазного VRM. Для достижения относительно стабильной и эффективной процедуры передачи производители материнских плат почти всегда включают несколько понижающих преобразователей параллельно, создавая многофазное VRM-решение.
Для начала, поэтапное расположение многофазной установки VRM разделяет нагрузку на отдельные каскады питания, распределяя ее по более широкой физической области. Такой сложный подход к управлению питанием обеспечивает процессору чистое и точно регулируемое рабочее напряжение и снижает тепловыделение и нагрузку в основных компонентах.
Покупая совершенно новую материнскую плату, вы, скорее всего, столкнетесь с терминологией проектирования фазового питания в ее маркетинговых материалах, указывающей на распределение фаз на печатной плате. Производители часто рекламируют эту спецификацию в виде "A + B" (8+ 2) или "X + Y + Z" (16+2+2 ) формат — начальное значение, предшествующее знаку "+", обозначает количество фаз, выделенных для центрального процессора, тогда как комбинация, следующая за знаком "плюс", относится к другим важным компонентам материнской платы. (Оперативная память, набор микросхем, iGPU и т.д.).
Однако в случаях, когда фактическое количество фаз, зарезервированных для центрального процессора, превышает восемь, как видно из обозначений типа "18 + 2" или даже выше, производители материнских плат, как правило, включают усовершенствованное устройство, называемое удвоителем. Проще говоря, удвоители VRM позволяют производителям разделять управляющие сигналы по фазам, эффективно удваивая количество фаз с точки зрения управления. Однако преимущества могут быть не такими значительными, как настоящие дополнительные фазы.
Более того, включение дублеров в "настоящую" 8-фазную установку VRM дает значительные улучшения в процессе фазирования питания при более низких производственных затратах.
Как отличить высококачественную конфигурацию VRM от плохо спроектированной?
При оценке материнских плат на основе качества их конфигураций VRM играют роль несколько факторов. Даже если вы не планируете разгонять свой процессор, плохо спроектированное VRM-решение может значительно испортить механизм подачи питания, что приведет к нестабильности системы, сбоям, сбоям BSOD и другим вопиющим проблемам.
Вот как отличить конфигурацию VRM верхнего уровня от той, которая не соответствует ожиданиям.
- Схема фазового питания: Одним из самых простых методов определения качества конфигурации VRM является физическая проверка общего количества дросселей, видимых на вашей материнской плате. Для чипсета начального уровня, такого как AMD A620, вы должны быть в состоянии определить местонахождение максимум четырех-шести фаз питания, скрытых под радиатором. В отличие от этого, материнская плата среднего или высокого класса использует гораздо большее количество фаз для работы с энергопотребляющими компонентами.
- Герметичные конденсаторы: в высококачественных VRM используются твердотельные конденсаторы, которые часто продаются как "японские конденсаторы", "Темные конденсаторы" или "Hi-C caps". По сравнению со своими электролитическими аналогами твердотельные конденсаторы имеют гораздо более высокий уровень допуска и менее подвержены старению.
- Дроссели из высококачественного сплава: Мы рекомендуем инвестировать в материнскую плату, в которой используются SFCS (дроссели из суперферритового сплава) или дроссели из высококачественного сплава, поскольку они потребляют меньше энергии, устойчивы к коррозии и создают меньше электромагнитных помех.
Конечно, проверить материнскую плату перед покупкой непросто. Однако вы всегда можете внимательно осмотреть ее, когда она прибудет, а затем отправить обратно, если она не соответствует требованиям.
VRM на материнской плате: невоспетый герой современных вычислений
По сути, концепция VRM может быть довольно сложной, поскольку включает в себя множество технических терминов (МОП-транзисторы, дроссели, конденсаторы, ШИМ-контроллеры и т.д.), Которые могут быть незнакомы среднему любителю ПК. Несмотря на такие сложности, VRM материнской платы служат основой для эффективной передачи напряжения на центральный процессор и другие важные компоненты вашего ПК.
Какой длины может быть кабель Ethernet до потери сигнала?
Как восстановить удаленные фотографии из WhatsApp
macOS против Linux: 5 ключевых отличий
10 альтернативных операционных систем
10 ОС Linux/дистрибутивов для установки и запуска с USB
Ставьте лайк .Смотрите другие наши статьи,подписывайтесь на канал чтобы не пропустить интересное.