什麼是主板上的 VRM?為什麼它很重要?
在選擇 PC 愛好者使用的主板時，必須考慮各種因素，包括主板本身的尺寸（稱為外形尺寸）；中央處理器或CPU與主板的兼容性；可用內存容量及其配置方式；提供的連接選項範圍；以及將處理器時鐘速度提高到超出其標準規格的潛力，稱為超頻。儘管如此，儘管在規格表中列出，但主板的一個經常被忽視的重要方面是電壓調節模塊或 VRM，它通過控制和管理內部電源水平的能力來維持計算機系統的整體穩定性。裝置。
為了充分理解這個經常被忽視的電壓調節模塊的重要性，我們必須在 VRM 背景下探索它的操作，包括檢查所涉及的各種組件，以及比較高性能與不合格設計對性能的影響。 CPU效率。
VRM 如何工作?
圖片來源:ROG Global/YouTube
主板上的穩壓模塊，也稱為處理器電源模塊，作為高度專業化的降壓轉換器（將直流電轉換為直流電），負責調節和調整電壓，以符合中央處理的獨特需求。單元、隨機存取存儲器和各種其他外圍組件。從本質上講，VRM 可以被視為小型電源，類似於主單元，它將來自電源插座的 120 或 240 伏交流電轉換為顯著降低的直流電壓（12 伏、5 伏） ，或 3.3 伏）。
就其功能而言，主板的電壓調節器模塊 (VRM) 的運行方式與電源單元 (PSU) 類似，儘管處於輔助級別。這些 VRM 的主要目標是將 8/4 針外部電源連接器輸入的 12V 電壓轉換為當代中央處理單元 (CPU) 所需的適當工作電壓，通常在 1.1 至 1.5 伏範圍內。
此外，VRM 在為計算機系統內的所有耗電組件提供恆定且均勻的電壓供應方面發揮著重要作用，從而最大限度地減少不可預測的電壓尖峰或下降的可能性。這些調節電路的穩定轉換特性使得具有可調核心電壓的各代CPU能夠在匹配的主板芯片組上無縫運行。
VRM 的組件
雖然電壓調節器模塊(VRM) 通常被認為是一個自主實體，但實際上它由位於中央處理單元(CPU) 插槽周圍的多個互連電子元件組成，這些元件可以是平面網格陣列(LGA ) 或引腳網格陣列(LGA)。 PGA）和主板上的 DIMM 插槽。 VRM 的主要功能包括將 MOSFET 開關與電容器、扼流圈和脈寬調製 (PWM) 控制器結合使用，以有效管理系統內的電力傳輸和相變。
對主板內構成電壓調節器模塊 (VRM) 的基本元件進行了徹底的檢查。
MOSFET
MOSFET 用作絕緣柵極器件，可以通過調節流向中央處理單元 (CPU) 的電流來放大或減弱電壓調節電路中的電信號。這些半導體由從脈寬調製 (PWM) 控制器芯片獲得的信號和值進行控制，從而可以精確管理電源輸出。
單相 VRM 使用兩個 MOSFET 開關，一個用於低側，另一個用於高側，通過以每秒數百個週期的速率間歇切換來週期性地改變輸入電壓，從而調節電路的平均輸出電壓。由於工作頻率高，這種開關動作會產生大量熱量，在重負載條件下或未採取適當的冷卻措施時，可能會導致溫度超過 150 攝氏度。
為了解決過熱問題並提高整體性能，這些半導體經常結合無源散熱器組件、風扇等緊湊型冷卻設備，甚至利用水冷頭形式的液體冷卻系統。
窒息
扼流圈是立方體形狀的電感器，可在電壓調節電路中將高頻交流 (AC) 信號轉換為低頻或直流電。該機電組件由一個被絕緣線圈包圍的環形磁芯組成，具有兩種功能:存儲和過濾電力，以及即使在超頻或超壓等條件下也能調節電力輸送。
此外，重要的是要認識到每個扼流線圈都對應於主板內的特定電源相位。電源相數的增加提高了向中央處理單元傳輸電壓的穩定性。
電容器
電容器是在電場內存儲能量的電氣元件，而不是像扼流線圈那樣通過電阻耗散能量。它們能夠在需要時將存儲的電荷快速放電到連接的電路中，主要用於減輕稱為電壓尖峰的電壓突變，並減少電壓調節電路中的波動或“紋波”。
在主板電壓調節模塊 (VRM) 及其相關組件領域，電容器充當臨時能量儲存庫，累積從扼流線圈獲得的電流並向 CPU 提供必要的電力。如果這些元件內存在任何多餘電荷，它就會通過電路的接地路徑被吸收或釋放。
脈寬調製控制器
PWM 控制器或驅動器集成電路產生脈衝寬度調製信號，這些信號被引導至電壓調節級內的主要模擬元件-MOSFET 和電感器。除了監督其操作之外，這些多方面的控制器還可以實時修改中央處理單元的電源分配，使其能夠在要求苛刻的計算任務下維持最佳性能水平。
總之，PWM 控制器獲取中央處理單元的參考電壓（在基本輸入/輸出系統中通常表示為 VRef），然後將其與主板電壓調節模塊發出的流行電壓進行比較。如果這些值之間存在差異，設備將通過調整信號特性進行重新校準過程，從而立即修改輸出電壓。
電壓調節模塊的保護元件由二極管和電阻器組成，可防止過量電流超過設備內的預定限制。
主板上的多相 VRM
現代中央處理單元 (CPU) 和圖形處理單元 (GPU) 需要先進的電源基礎設施，超越基本單相穩壓器模塊 (VRM) 的限制。為了確保穩定且節能的電力傳輸過程，主板製造商通常會串聯集成多個降壓轉換器，從而形成多方面的 VRM 配置。
多級 VRM 配置採用分佈式功率級佈置，在擴展的物理域上分配負載。通過採用這種先進的電源管理技術，中央處理單元可以提供一致且經過微調的電源電壓，同時減輕關鍵元件上的過多熱量產生和機械應力。
在選擇新主板時，經常會遇到其宣傳材料中使用的術語“相位電源設計”，它指的是印刷電路板（PCB）的電氣相位分配。製造商通常使用各種格式來強調此功能，例如“A+B”（表示8+2相）或“X+Y+Z”（表示16+2+2相）。加號之前的第一個值表示分配給中央處理單元(CPU) 的相數，而加號之後的組合表示分配給其他關鍵組件（如RAM、芯片組和集成圖形處理器(iGPU)）的相數。
如果分配的 CPU 使用階段數超過 8 個（用“18+”或更多等標籤表示），主板製造商通常會採用一種稱為電壓調節器模塊 (VRM) 加倍器的高級組件。從本質上講，這種創新的小工具劃分了每個週期的控制信號，從而從監管角度放大了感知的周期數量。然而，實際優勢可能與實際階段的指數增長並不相符。
此外，與傳統方法相比，在真正的八相電壓調節機制 (VRM) 配置中加入倍壓器組件可顯著增強電源相位同步過程，同時降低生產成本。
如何區分高質量和設計不良的 VRM 配置?
在評估主板的電壓調節模塊 (VRM) 性能時，必須考慮各個方面。值得注意的是，即使在不打算超頻中央處理器 (CPU) 的情況下，較差的 VRM 配置也會嚴重損害供電機制的穩定性，導致系統崩潰、藍屏死機 (BSOD) ）以及其他值得注意的問題。
要區分出色的虛擬現實機 (VRM) 配置和明顯落後的虛擬現實機 (VRM) 配置，請考慮以下因素:
通過檢查主板上扼流圈的物理存在可以促進電壓調節模塊 (VRM) 性能的評估。對於 AMD A620 等入門級芯片組，預計散熱器下方的電源相數不會超過四到六個。相反，如果高端處理器和組件需要額外的電源管理，中端和高端主板通常會包含更多的相來滿足這些需求。
高性能穩壓器模塊 (VRM) 採用固態結構電容器，通常稱為“日本電容器”、“暗電容器”或“Hi-Caps”。與傳統電解電容器相比，這些電容器具有卓越的耐用性和抗漏電性，從而確保隨著時間的推移提高可靠性。
考慮購買採用超級鐵氧體扼流圈 (SFC) 或優質合金扼流圈的主板，因為它們可以降低功耗、耐腐蝕並最大限度地減少電磁干擾。
雖然在購買之前檢查主板可能會帶來某些挑戰，但人們有機會在收到時徹底評估其狀況，並在對質量不滿意時將其退回。
主板 VRM:現代計算的無名英雄
從本質上講，電壓調節模塊 (VRM) 的概念是多方面的，包含一系列與 MOSFET、扼流圈、電容器、PWM 控制器等相關的專業術語。這些概念可能不一定能引起更習慣於更簡單的技術語言的日常 PC 用戶的共鳴。儘管如此，計算機系統的性能在很大程度上依賴於 VRM 的穩健性和效率，VRM 有助於將電壓無縫分配到中央處理單元 (CPU) 和系統內的各種集成外圍設備。