vrm, chokes และส่วนประกอบคืออะไร

เราจะทบทวนส่วนประกอบหลักที่กำหนดระบบพลังงานของมาเธอร์บอร์ดซึ่งส่วนใหญ่เป็นโปรเซสเซอร์เนื่องจากการ์ดส่วนต่อขยายจะใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและหน่วยความจำของตัวเองโดยทั่วไปจะต้องใช้ความระมัดระวังน้อยกว่า มีการเปลี่ยนแปลงในเมนบอร์ดรุ่นสุดท้าย คำสำคัญที่เราจะเห็นในบทความนี้คือ VRM และเราจะอธิบายรายละเอียดทุกอย่างที่คุณต้องรู้

คุณพร้อมหรือยัง เริ่มกันเลย!

ดัชนีเนื้อหา

VRM คืออะไร

Solid capacitors ติดกับ Chokes ของมาเธอร์บอร์ด Z370 ฮีทซิงค์ครอบคลุมระบบ VRM ด้วย MosFET และตัวควบคุม

VRM เป็นตัวย่อสำหรับ " โมดูลควบคุมแรงดันไฟฟ้า " หรือ " โมดูลปรับแรงดันไฟฟ้า " และเป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ช่วยให้การควบคุมมีประสิทธิภาพมากขึ้นหรือน้อยลงแรงดันไฟฟ้าที่ให้มาในวงจรอิเล็กทรอนิกส์และในกรณีที่มือ หน่วยประมวลผลและความทรงจำและส่วนประกอบอื่น ๆ

มาเธอร์บอร์ดใช้พลังงานจากแหล่ง ATX ที่ตามมาตรฐานและสเปคจะจ่ายรางไฟอย่างน้อยหนึ่งเส้นด้วยแรงดันไฟฟ้า 12v, 5v และ 3.3v ในอดีตโปรเซสเซอร์และส่วนประกอบอื่น ๆ ใช้แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้โดยตรงสำหรับพลังงาน แต่รุ่นล่าสุดได้ลดแรงดันไฟฟ้าอินพุตลงอย่างมีนัยสำคัญเพื่อลดการใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนดังนั้นจึงต้องใช้การกระจายน้อยลง

ในปัจจุบันมันเป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นโปรเซสเซอร์ที่ทำงานกับแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าโวลต์ไม่ได้ใช้งาน และสูงกว่า 1.2 โวลต์ เมื่อพวกเขากำลังพัฒนาให้เต็มศักยภาพ ขณะนี้บอร์ดทั้งหมดจัดหา 12v ไปยังโปรเซสเซอร์พร้อมตัวเชื่อมต่อเฉพาะและจากนั้นจะถูกควบคุมตามข้อกำหนดการทำงานของ CPU

กฎระเบียบที่ดีของแรงดันไฟฟ้า (ความตึงเครียด) เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้เสถียรภาพในการทำงานของโปรเซสเซอร์ที่ใช้พลังงานเพียงพอตลอดเวลา มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการโอเวอร์คล็อกเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่า (vdroop) เกินความจำเป็นหมายถึงการทำงานที่ไม่เสถียรและแรงดันไฟฟ้าเกินความจำเป็นสามารถผลิตความร้อนที่ระบบเครื่องทำความเย็นไม่สามารถยอมรับได้และดังนั้นความไม่เสถียรหรือหายนะล้มเหลว โปรเซสเซอร์สมัยใหม่ได้รับการคุ้มครอง (ในระดับหนึ่ง)

โปรเซสเซอร์รุ่นใหม่บางรุ่นเลือกที่จะส่งผ่านการควบคุม VRM ภายใน encapsulation ของโปรเซสเซอร์เพื่อให้มีแบบจำลองที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นและตัวประมวลผลเองรับผิดชอบการทำงานตัวประมวลผล Haswell ทำงานในลักษณะนี้เรียกตัวเองว่า iVRM (Integrated VRM) แต่ รุ่นต่อมาของ Intel ได้ละเลยการออกแบบประเภทนี้โดยอาศัยรุ่น VRM ภายนอกดั้งเดิมบนเมนบอร์ด Skylake และรุ่นที่ใหม่กว่าได้กลับไปเป็นรุ่นภายนอกแล้ว

ยิ่งระยะ VRM ยิ่งดี

หลายครั้งที่เราพูดถึงจำนวนขั้นตอนที่กินหน่วยประมวลผลของเมนบอร์ดของเราในลักษณะที่มันส่อเสมอว่ายิ่งเฟสที่จัดหามากขึ้นขั้นตอนการแก้ไขเพิ่มเติมที่ดีกว่าคุณภาพของสัญญาณไฟฟ้าที่มาถึงโปรเซสเซอร์ นี่เป็นเหตุผลอย่างนั้นและเหตุผลนั้นง่ายและมักอธิบายโดยบอกว่าแหล่งจ่ายไฟสำหรับโปรเซสเซอร์มาถึงที่สะอาดกว่า

EVGA EPOWER V เป็นตัวอย่างที่ดีของระบบ VRM ภายนอกและขนาดใหญ่โดยมีขั้นตอน 12 + 2 ที่มุ่งเสนอสายที่สะอาดยิ่งขึ้นไปยังการ์ดกราฟิกระดับไฮเอนด์ที่ต้องการการโอเวอร์คล็อกระดับสูง

เมื่อเราแปลงกระแสสลับ (อย่างที่คุณรู้ว่ามีรูปคลื่นไซน์ (โดยทั่วไปเนื่องจากมีประเภทอื่น ๆ ที่มีจุดสูงสุดและหุบเขาระยะเวลา ฯลฯ)) เป็นกระแสตรงซึ่งเป็นสิ่งที่หน่วยประมวลผลของเราใช้มีส่วนเสมอ ของคลื่นที่เหลืออยู่ของการแปลงยิ่งช่วงของแหล่งจ่ายมากเท่าใดเรายิ่งจะกำจัดจุดยอดคลื่นเหล่านั้นให้มากขึ้นและอุปทานที่มีเสถียรภาพยิ่งขึ้นซึ่งจะมีสัญญาณที่ประจบซึ่งมาถึงโปรเซสเซอร์

เราขอแนะนำให้คุณดูที่คู่มือของเรา เกี่ยวกับเมนบอร์ดที่ดีที่สุดในตลาด

นอกจากนี้เรายังจะ จำกัด และลดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายไฟที่อันตรายหรือเป็นอันตรายในการรักษาเสถียรภาพการทำงานของโปรเซสเซอร์ของเรา

ความสำเร็จในระบบ VRM ใด ๆ

ระบบ ควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VRM) ต้องการองค์ประกอบที่สำคัญหลายประการโดยเฉพาะอย่างยิ่งคลังสินค้าที่พลังงานสะสมก่อนที่จะผ่านตัวกรองนั่นคือตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า งานนี้ดำเนินการโดยผู้ฝึกสอนซึ่งเป็นโกดังเก็บของขนาดเล็กที่ MosFET ใช้โดย มีประตูที่ให้แรงดันไฟฟ้าที่เหมาะสมผ่านตามคำขอของลูกค้าในกรณีนี้โปรเซสเซอร์

VRM ประกอบด้วยองค์ประกอบเหล่านี้:

• MosFETs ตัวเก็บประจุไดรเวอร์ ICC โช้คหรือแรงกระแทก

เราได้พูดคุยกันว่าหน่วยประมวลผลบอกระบบ MosFET ว่าต้องการแรงดันไฟฟ้าตลอดเวลาตั้งแต่ตอนนี้แรงดันไฟฟ้าสามารถแปรผันได้และสำหรับสิ่งนี้มันต้องการตัวควบคุมที่บอก MosFET ว่าแรงดันไฟฟ้านั้นมีการปล่อยผ่าน ทำได้โดย "Driver IC" หรือ "Driver IC"

ผู้ผลิตหลายรายมีตัวควบคุม IC แบบเข้มข้นกับ MosFET ในโซลูชันที่เรียกว่า Digital VRM หรือ VRM ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากความเข้มข้นช่วยให้เพิ่มจำนวนเฟสประสิทธิภาพและตรรกะความร้อนที่ปล่อยออกมาในองค์ประกอบเหล่านี้ซึ่งก็คือ เหตุผลพวกเขาค่อนข้างไวต่อความร้อน แต่ยังขึ้นอยู่กับคุณภาพเตรียมพร้อมที่จะทำงานที่อุณหภูมิสูง

โช้ค เป็นส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานอื่น ๆ ในระบบ VRM ใด ๆ องค์ประกอบประเภทนี้ให้บริการแม่นยำในการแปลงสัญญาณกระแสสลับเป็นกระแสตรง มันถูกสร้างขึ้นจากเกลียวที่ไหลผ่านนิวเคลียสที่มีแม่เหล็กและแม้ว่าพวกเขาจะเป็นตัวนำของกระแสทั้งสองประเภทปฏิกิริยาของพวกเขาทำให้กระแสของกระแสสลับลดลงอย่างมาก คุณภาพของเมนบอร์ดสำหรับการโอเวอร์คล็อกส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับคุณภาพของเมนบอร์ดเหล่านี้

ในเมนบอร์ด Gigabyte Aorus นี้มาพร้อมกับชิปเซ็ต X470 เราสามารถนับ 8 coreed alloyed core ที่เกิดขึ้นใน 8 เฟสกำลัง ส่วนประกอบหลักของ VRM, MosFETs และตัวควบคุมดิจิตอลของพวกเขาอยู่ภายใต้ฮีทซิงค์อลูมิเนียมที่เชื่อมต่อโดย heatpipe

สำหรับแต่ละขั้นตอนที่เราเห็นบนจานเราสามารถนับการ สำลัก ในความเป็นจริงมันเป็นองค์ประกอบที่มองเห็นได้มากที่สุดในการตั้งค่าประเภทนี้และหลายครั้งที่เราสับสนพวกเขาด้วย MosFETs แต่สิ่งเหล่านี้โดยไม่ต้องสงสัยจะเป็นคนที่ถูกซ่อน ภายใต้แผงระบายความร้อนที่มาเธอร์บอร์ดทั้งหมดมักจะติดตั้งสำหรับระบบพลังงานตัวประมวลผล กุญแจสู่ความมั่นคงอยู่ในตัวพวกเขาและในคุณภาพของส่วนประกอบทั้งหมดที่อยู่รอบตัวพวกเขารวมถึงจำนวนเลเยอร์ของ PCB ดังนั้นจึงไม่มีอะไรเหลือให้โอกาสได้

ประเภท VRM

ผู้ผลิตในปัจจุบันทั้งหมดได้เปลี่ยนไปใช้ระบบ VRM แบบดิจิตอลเมื่อเทียบกับระบบแอนะล็อกเก่าหรือระบบประมวลผลแบบบูรณาการในรุ่นที่แล้วและยังมีความเข้มข้นของตัวควบคุมในชิปควบคุมเช่น ASUS EPU หรือแบบบูรณาการที่เพิ่ม MosFET และคอนโทรลเลอร์ เป็นกรณีที่มี Gigabyte กรณีคือการลดพื้นที่เพิ่มประสิทธิภาพและเพิ่มขั้นตอนมากขึ้นเมื่อคณะกรรมการมีวัตถุประสงค์ที่ชัดเจนสำหรับการโอเวอร์คล็อก

การ์ดกราฟิกโดยเฉพาะอย่างยิ่งการ์ดระดับไฮเอนด์ก็ใช้ระบบพลังงาน VRM แบบดิจิทัลที่ซับซ้อนเช่นกัน ที่นี่เราเห็น 8 ขั้นตอนด้วย MosFETS ทางด้านขวา (รวม IC) และตัวเก็บประจุทางด้านซ้ายบน Nvidia Geforce GTX 1080Ti

ตัวเก็บประจุที่เป็นของแข็งผู้ฝึกสอนชาวญี่ปุ่นส่วนประกอบระดับทหาร …การปรับปรุงทั้งหมดที่เราได้เห็นมาถึงเมนบอร์ดก็ถูกจำลองแบบไปยังระบบย่อยเช่นการ์ดเสียงในตัวที่ใช้องค์ประกอบ VRM ที่ออกแบบมาสำหรับประเภทนี้โดยเฉพาะ ของฟังก์ชั่น

ทั้งหมดในการค้นหาการลดยอดที่เหลือจากแหล่งจ่ายไฟ AC โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่สามารถลดแรงดันไฟฟ้า (vdroop) ในสิ่งที่หน่วยประมวลผลร้องขอหรือสิ่งที่เราได้กำหนดค่ามาเธอร์บอร์ดของเราเพื่อจัดหาโปรเซสเซอร์

ไม่ว่าในกรณีใด ๆ มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะทำให้พวกเขากระจายไปเพราะมันเป็นองค์ประกอบที่ร้อนจัดและฉับพลัน การแปลงพลังงานใด ๆ มีการสูญเสียในรูปแบบของความร้อนและองค์ประกอบประเภทนี้ทำในวิธีที่เร็วมากเนื่องจากต้องปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงความถี่ของโปรเซสเซอร์สมัยใหม่อย่างฉับพลัน

ด้วยเหตุนี้โอเวอร์คล็อกเกอร์จำนวนมากแม้กระทั่งผู้ที่กำลังมองหาความถี่กลางที่ยั่งยืนอย่างง่ายดายต้องการโปรเซสเซอร์ที่จะไม่เปลี่ยนความถี่แม้ว่าการบริโภคโดยรวมจะสูงขึ้น และรักษา VRMs ในอุณหภูมิที่คงที่ควบคุมได้และที่แรงดันไฟฟ้ามีความเสถียรอย่างสมบูรณ์แบบ

มันหมายความว่าอย่างไรเมื่อบอร์ดของเราบอกว่ามันมีเฟสกำลัง 8 + 2?

มันสามารถเป็น 4 + 1, 8 + 2, 6 + 2, 16 + 1… มีชุดค่าผสมให้มากที่สุดเท่าที่ผู้ผลิตต้องการหรือสามารถติดตั้งบนเมนบอร์ดของพวกเขา มากกว่าปกติจะดีกว่า แต่เมื่อคุณได้เห็นคุณภาพของส่วนประกอบเป็นสิ่งสำคัญ

มันเป็นช่วงเวลาที่บ้าคลั่งและ Zotac เปิดตัวเมนบอร์ดที่มีชิปเซ็ต Z68 สำหรับซ็อกเก็ต LGA1155 พร้อม 24 เฟส + 2 เฟสสำหรับ RAM ZT-Z68 Crown Edition มันมีตัวควบคุมแบบดิจิตอลตัวเก็บประจุที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษแกนสำลักแบบซุปเปอร์เฟอร์ริติก ฯลฯ ที่สุดของที่สุด

รูปแรกคือเฟสของแหล่งจ่ายไฟของตัวประมวลผล และส่วนที่สองมักจะหมายถึงหน่วยความจำของเมนบอร์ด 1 หรือ 2 บนแผงวงจรที่ซับซ้อนที่สุดแม้ว่ามันจะยังสามารถอ้างถึงพลังของบัสบางตัวที่มีโปรเซสเซอร์บางตัวโปรเซสเซอร์ ที่ไม่ได้อยู่ในตลาดอีกต่อไปตั้งแต่ตอนนี้รถบัสประเภทนี้รวมอยู่ในโปรเซสเซอร์

ความสำคัญของแหล่งจ่ายไฟที่ดี

เราได้พูดคุยเกี่ยวกับคุณภาพของส่วนประกอบของบอร์ดซึ่งประกอบด้วย VRM ของเมนบอร์ดเราจะทราบได้อย่างไรว่าเมนบอร์ดของเรามีกี่ประเภทที่มีอยู่และการทำงานของแต่ละองค์ประกอบและการกระจายตัวของมันสำคัญเพียงใด.

แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือแหล่งที่ให้สาย 12v กับเมนบอร์ดของเราไปยังระบบ VRM ที่รวมอยู่ในนั้นเสถียรภาพนั้นมีความสำคัญหรือสำคัญกว่าชุดประกอบที่เมนบอร์ดของเราอาจมี แรงดันไฟฟ้า 12v คงที่ในกระแสตรงด้วย "ripple" หรือยอดเขาที่ลดลงทำให้ระบบ VRM ของเรามีความกดดันน้อยลงเมื่อมันมาถึงเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าที่โปรเซสเซอร์ของเราต้องการ นี่คือเหตุผลที่การออกแบบแหล่งที่สามารถติดตั้ง DC-DC (ด้วย VRM ของตัวเอง) มีค่ามากสำหรับผู้ใช้ที่มีความเชี่ยวชาญและทำไมการลงทุนในแหล่งจ่ายไฟที่ดีจึงมีความสำคัญ

ประสิทธิภาพที่มากขึ้นของแหล่งกำเนิดความเครียดน้อยลงความร้อนน้อยลงเพื่อกระจาย vdroop น้อยลงในบรรทัดแหล่งที่มาตัวเองและความต้องการน้อยลงสำหรับการแก้ไขบนเมนบอร์ดของเรา ทุกอย่างเพิ่มขึ้นเพื่อให้เกิดเสถียรภาพที่สมบูรณ์แบบซึ่งช่วยเพิ่มโอกาสในการโอเวอร์คล็อกและ / หรืออายุการใช้งานของคอมพิวเตอร์ของเรา

คำพูดสุดท้ายและบทสรุปของคำแนะนำของเราเกี่ยวกับ VRM

ผลลัพธ์ของการโอเวอร์คล็อกที่ดีนั้นคือคุณภาพของพลังงานที่เราสามารถมอบให้กับโปรเซสเซอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งการหลีกเลี่ยงแรงดันไฟฟ้าตก (vdroop) แต่ลดลงอย่างมากจากคุณภาพการกระจายที่เราสามารถนำไปใช้กับโปรเซสเซอร์ การระบายความร้อนที่มากขึ้นเราสามารถทำได้มากขึ้นและการระบายความร้อนที่มากขึ้นเราจะต้องการเนื่องจากเราจะเพิ่มการแปลงพลังงานเป็นความร้อน

เราจะต้องใช้การระบายความร้อนกับระบบไฟฟ้าของโปรเซสเซอร์กับระบบ VRM เนื่องจากเป็นองค์ประกอบที่ละเอียดอ่อนที่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันของอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าที่มากขึ้นประสิทธิภาพที่ลดลงและพลังงานที่เปลี่ยนเป็นความร้อน มันเป็นเรื่องยากที่เราจะต้องรู้วิธีจัดการ แต่ผู้ผลิตเพลททำได้ง่ายขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในระดับการโอเวอร์คล็อกระดับปานกลางโดยใช้ระบบ VRM ที่มีความสามารถมากขึ้นคุณภาพสูงขึ้นด้วยเฟสที่มากขึ้นและโปรไฟล์ไบออสที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ห้องปฏิบัติการสำหรับโปรเซสเซอร์ที่มีความสามารถในการโอเวอร์คล็อกตัวคูณ