ויסות החשמל הוא קריטי בכל הנוגע להגנה על לוח האם שלך ורכיביו.

עבור רוב חובבי המחשבים האישיים, בחירת לוח האם המתאים כרוכה בשיקולים מרכזיים כמו גורם צורה, תאימות מעבד, תצורת זיכרון, אפשרויות קישוריות ומרווח שעון אוברקלוקינג. עם זאת, רכיב מרכזי אחד של לוח האם שלעתים קרובות אינו מורגש, אפילו בגיליון מפרט, הוא ה-VRM שלו (מודול ווסת מתח) - מעגל אלקטרוני שאחראי על הבטחת המערכת הכוללת יַצִיבוּת.

כדי להעריך את חשיבותו של רגולטור המיתוג הלא מוערך הזה, הבה נתעמק ישירות בתפקוד של VRM, רכיבים הקשורים אליו, כיצד להבדיל בין VRM איכותי והנדסי גרוע, כמו גם השפעתו על המעבד ביצועים.

איך עובד VRM?

קרדיט תמונה: ROG Global/יוטיוב

בבסיסו, מודול ווסת המתח בלוח האם שלך (המכונה גם מודול כוח המעבד) הוא כסף מיוחד ממיר (DC לDC) המווסת וממיר מתחים כדי להתיישר עם הדרישות הספציפיות של המעבד, הזיכרון ועוד רכיבים. חשבו על VRMs כעל ספקי כוח מיני, בדומה ליחידה הראשית, שמוציאה 120 או 240V AC מהשקע החשמלי ומורדת אותו למתח DC נמוך בהרבה (12V/5V/3.3V).

בהקשר זה, VRMs של לוח אם מבצעים את אותה פעולה כמו ה-PSU, אבל ברמה משנית. המטרה העיקרית שלהם היא להמיר את ה-12V הנכנס ממחברי EPS 8/4 פינים למתח הפעלה מתאים למעבדים מודרניים (בדרך כלל בטווח של 1.1-1.5V).

instagram viewer

יתר על כן, מכשירי VRM הם מכריעים בהעברת מתח נקי ועקבי לכל רכיב זולל חשמל במחשב האישי שלך, ומפחיתים את הסבירות לעליות אבסורדיות או VDroops. הודות ליכולות ההמרה היציבות שלהם, מעגלי ויסות מתח מאפשרים גם לדורות מרובים של מעבדים (עם מתח ליבה דינמי) לתפקד בצורה אופטימלית במכשיר תואם ערכת שבבים של לוח אם.

רכיבים של VRM

בעוד שרבים מאתנו רואים ב-VRM יחידה עצמאית, עצמאית, ראשי התיבות מייצגים אוסף של רכיבים אלקטרוניים מובהקים המקיפים את שקע המעבד (LGA או PGA) וחריצי DIMM בלוח האם שלנו. עבור אלה שאינם מתחילים, מעגלי ויסות מתח משלבים שילוב של מתגי MOSFET שעובדים במקביל עם קבלים, משנקים ובקרי PWM כדי להקל על שלב ההספק תהליך.

להלן סקירה מקיפה של כל הרכיבים החיוניים המהווים VRMs של לוח אם.

1. MOSFETs

MOSFET (טרנזיסטורי שדה-אפקט מתכת-תחמוצת-חצי מוליכים) פועלים כשערים מבודדים המגבירים או מחלישים אותות אלקטרוניים בתוך מעגל ויסות מתח. במילים פשוטות יותר, מוליכים למחצה אלו שולטים בזרימת הזרם למעבד על סמך אותות וערכים המתקבלים משבב הבקר PWM.

VRM חד פאזי משתמש בשני מתגי MOSFET (צד נמוך וצד גבוה) כדי לסייע באפנון מתח המוצא הממוצע של מעגל על ​​ידי החלפת מתח כניסה לסירוגין. מכיוון שמנגנון המיתוג מתרחש מאות פעמים בשנייה, MOSFETs נוטים ליצור כמות גדולה של חום, עם טמפרטורות שעלולות לעלות על 150 מעלות צלזיוס בעומסים כבדים או ללא קירור מספק.

כתוצאה מכך, מוליכים למחצה אלה מצוידים לרוב בגוף קירור פסיבי, מאווררים מיניאטוריים או בלוקי מים כדי להפחית בעיות התחממות יתר ולשפר את היעילות התפעולית.

2. חנק

משנקים הם משרנים בצורת מעוקב אשר הופכים אותות AC בתדר גבוה לתדרים נמוכים יותר או זרמים ישרים בתוך מעגל ויסות מתח. כולל ליבה מגנטית בצורת סופגניה עם סליל מבודד עטוף סביבה, מכשיר אלקטרוני זה משרת כפול מטרה - אחסון, סינון וחידוד כוח והיכולת לווסת את אספקת החשמל בתרחישים קיצוניים כמו אוברקלוקינג או מתח יתר.

יתר על כן, יש לציין כי כל משנק מתאים לשלב הספק בלוח האם שלך. ככל שמספר השלבים גבוה יותר, כך העברת המתח למעבד שלך תהיה יציבה יותר.

3. קבלים

בניגוד למשנקים, קבלים אוגרים אנרגיה בתוך שדה חשמלי ופורקים במהירות את הזרם המצטבר למעגלים מחוברים בעת הצורך. המטרה העיקרית של רכיבים גליליים אלה היא למנוע עליות מתח פתאומיות ולמזער אדוות במעגל ויסות מתח.

בהקשר של VRMs לוח אם והשלבים המתאימים להם, קבלים, מתפקדים כזמניים יחידות אחסון, לצבור את הזרם החשמלי המתקבל מהמשנקים ולספק את הכוח הדרוש לרשותכם מעבד. כל מטען עודף מהתקנים אלה נספג או משתחרר דרך הארקת המעגל.

4. בקרי PWM

בקרי PWM (אפנון רוחב דופק) או Driver ICs (מעגלים משולבים) מייצרים פולסי PWM, אשר מתועלים לאחר מכן לרכיבים אנלוגיים הליבה של מעגל ויסות מתח - MOSFETs ו חנק. מלבד ניטור, הבקרים הרב-פאזיים הללו מתאימים באופן דינמי את אספקת החשמל למעבד, ומאפשרים לו לשמור על יעילות שיא במהלך עומסי עבודה אינטנסיביים.

למעשה, בקר ה-PWM רוכש את מתח הייחוס של המעבד שלך (המכונה גם VRef בתוך ה-BIOS) ומודד אותו עם המתח השורר מה-VRM של לוח האם שלך. הבדלים כלשהם בין ה-VRef למתח הממשי מניחים את המכשיר הזה לכייל מחדש את האותות, ומאפנן את מתח המוצא באופן מיידי.

רכיבי הליבה של VRM משלימים גם על ידי דיודות ומנגדים, אשר מגנים מפני זרימת זרם חשמלי למכשירים אלה מפני מעבר מהסף שצוין.

VRMs רב-פאזי על לוח אם

CPUs ו-GPUs מודרניים דורשים מערכת אספקת חשמל חזקה, שמתרחבת מעבר ליכולות הפשוטות של VRM חד פאזי. כדי להשיג הליך שידור יציב ויעיל יחסית, יצרני לוחות אם משלבים כמעט תמיד מספר ממירי buck במקביל, ויוצרים פתרון VRM רב פאזי.

בתור התחלה, הסידור המדורג של מערך VRM רב-שלבי מחלק את העומס לשלבי כוח נפרדים, ומחלק אותו על פני שטח פיזי רחב יותר. גישת ניהול צריכת חשמל מתוחכמת זו מספקת למעבד מתח הפעלה נקי ומווסת במדויק ומצמצמת את ייצור החום והמתח בתוך רכיבי הליבה.

כשאתה קונה לוח אם חדש לגמרי, סביר להניח שתתקל בטרמינולוגיה של תכנון עוצמת השלב בחומר השיווקי שלו, המציין את הקצאת השלבים ל- PCB (לוח מעגלים מודפס). מפרט זה מוצג לרוב על ידי יצרנים בפורמט "A+B" (8+2) או "X+Y+Z" (16+2+2) - הערך ההתחלתי שלפני הסימן "+" מסמל את מספר השלבים המוקדשים ל-CPU, בעוד שהשילוב אחרי סימן הפלוס מתייחס לרכיבים קריטיים אחרים ב- לוח אם. (RAM, ערכת שבבים, iGPU וכו').

עם זאת, במקרים שבהם מספר השלבים בפועל השמורים למעבד עולה על שמונה, כפי שניתן לראות ב ייעודים כמו "18+2" או אפילו גבוה יותר, יצרני לוחות אם נוטים לכלול מכשיר מטומטם הנקרא מַכפִּיל. במילים פשוטות, מכפילי VRM מאפשרים ליצרנים לפצל את אותות הבקרה לשלב, ולמעשה להכפיל את מספר השלבים מנקודת מבט של בקרה. עם זאת, ייתכן שהיתרונות לא יהיו משמעותיים כמו שלבים נוספים אמיתיים.

יתרה מזאת, הכללת מכפילים בתוך מערך VRM "אמיתי" בעל 8 פאזות מניבה שיפורים משמעותיים לתהליך שלב ההספק בעלות ייצור נמוכה יותר.

כיצד להבדיל בין תצורת VRM איכותית וחלשה מהונדסת?

מספר גורמים באים לידי ביטוי בעת הערכת לוחות אם על סמך איכות תצורות ה-VRM שלהם. גם אם אינך מתכנן לבצע אוברclock של המעבד שלך, פתרון VRM מעוצב בצורה גרועה יכול להרוס את הכוח מנגנון מסירה בהפרש ניכר, המוביל לאי יציבות המערכת, קריסות, BSODs ושאר בולטות נושאים.

הנה איך להבדיל בין תצורת VRM מהשורה העליונה לכזו שנוגדת בהרבה מהציפיות.

  • עיצוב כוח פאזה: אחת השיטות הקלות ביותר לקבוע את האיכות של תצורת VRM היא לבדוק פיזית את המספר הכולל של המשנקים הנראים בלוח האם שלך. עבור א ערכת שבבים ברמת כניסה כמו AMD A620, אתה אמור להיות מסוגל לאתר לכל היותר ארבעה עד שישה שלבי חשמל מוסתרים מתחת לגוף קירור. לעומת זאת, לוח אם בטווח בינוני או מתקדם מנצל ספירת פאזות גדולה בהרבה לטיפול ברכיבים זוללי חשמל.
  • קבלים עמידים בפני דליפות: VRMs איכותיים משתמשים בקבלים במצב מוצק, המשווקים לרוב כ"קבלים יפניים", "קבלים כהים" או "Hi-C" כובעים." בהשוואה למקביליהם האלקטרוליטיים, לקבלים מוצקים יש שיעור סובלנות גבוה בהרבה והם נוטים פחות הְזדַקְנוּת.
  • משנקי סגסוגת פרימיום: אנו ממליצים להשקיע בלוח אם המעסיק SFCs (Super Ferrite Chokes) או Premium Alloy Chokes שכן הם צורכים פחות חשמל, עמידים בפני קורוזיה ויוצרים הפרעות אלקטרומגנטיות נמוכות יותר.

כמובן, בדיקת לוח אם לפני הרכישה אינה פשוטה. עם זאת, אתה תמיד יכול לתת לו מבט טוב כשהוא מגיע, ואז לשלוח אותו בחזרה אם הוא לא מתאים.

לוח אם VRMs: הגיבור הבלתי מוכר של המחשוב המודרני

בעיקרון, הרעיון של VRM יכול להיות מורכב למדי מכיוון שהוא כרוך בשפע של ז'רגון טכני (MOSFETs, משנקים, קבלים, בקרי PWM וכו') שעשויים להיות לא מוכרים למחשב הממוצע נִלהָב. למרות מורכבויות כאלה, לוחות אם VRM משמשים כעמוד השדרה להעברת מתח יעילה למעבד ולרכיבים חיוניים אחרים במחשב האישי שלך.