Che cos’è un VRM della scheda madre? Perché è importante

La scheda madre non è un unico grande hardware che prende energia e fa funzionare il tuo computer. Si compone di diverse parti, tutte estremamente importanti per il miglior funzionamento del sistema.

Il modulo regolatore di tensione o VRM è uno di questi componenti di cui non parliamo o sentiamo parlare molto. Ma dobbiamo renderci conto che un computer stabile è possibile solo in presenza di un VRM di qualità. Dal fornire la tensione richiesta a diverse parti della scheda madre alla fornitura di energia pulita, un VRM svolge una funzione integrale nel nostro computer.

In questa guida parleremo del VRM, dei suoi componenti, di come funziona e perché è importante averlo nel nostro sistema.

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Sommario

Che cos’è un VRM della scheda madre?

I componenti sulla scheda madre non necessitano di tutta l’alimentazione a 12 V fornita dall’alimentatore. La maggior parte dei circuiti è così delicata che richiede molto meno voltaggio per funzionare. Quindi, una scheda madre ha bisogno di un meccanismo per fornire queste minuscole quantità di energia.

VRM, come suggerisce il nome, è un componente che regola la tensione proveniente dall’alimentatore e trasferisce la tensione richiesta alla CPU dopo averla ripulita da picchi e sovratensioni. Fornisce inoltre la tensione designata alla RAM o ad altre parti. Puoi trovare il VRM incorporato sulla scheda madre vicino alla CPU.

Proprio come un alimentatore converte l’alta tensione dalla presa di corrente di casa tua nella quantità necessaria per il tuo sistema, un VRM prende l’alta tensione dall’alimentatore e la abbassa. Quindi, puoi considerarlo come un mini alimentatore.

Il VRM non è un singolo chip o un filo sulla scheda madre. Fornisce l’energia pulita e regolata attraverso l’integrazione delle operazioni svolte dalle sue parti costitutive. Vediamo di cosa è fatto.

Cosa costituisce un VRM?

Un modulo regolatore di tensione monofase è costituito da tre componenti principali; due MOSFET, uno choke e un condensatore. La maggior parte della scheda madre ha VRM multifase ed è composta da più numeri di questi componenti.

Puoi trovare il MOSFET sotto i dissipatori di calore poiché tendono a generare molto calore. Vedrai grandi bobine, cioè il Choke attorno alla CPU vicino al MOSFET. Allo stesso modo, i condensatori sono posizionati sul lato del Choke che sono per lo più di forma cilindrica.

Il MOSFET invia la tensione richiesta alla CPU attraverso le istruzioni dal controller PWM (Pulse-Width Modulation) o dal driver IC. La sua forma completa è transistor ad effetto di campo a semiconduttore di ossido di metallo ed è responsabile del trasferimento della tensione regolata.

Lo Choke non è altro che un induttore magnetico che genera una tensione per autoinduzione al suo interno per contrastare la potenza ottenuta dall’alimentatore. Il MOSFET taglia la tensione indotta quando raggiunge un valore fisso e la fornisce alla CPU.

Il condensatore riceve la tensione di ripple con picchi e picchi improvvisi e la converte in una tensione più pulita e stabile. Il suo compito è prevenire i danni controllando le ondulazioni di tensione.

Come funziona un VRM?

Il VRM è costituito da un circuito elettronico formato da connessioni tra MOSFET, Choke e Condensatore. In parole semplici, il MOSFET riceve l’alta tensione dall’alimentatore e carica l’induttore fino alla tensione richiesta. La tensione dall’uscita Choke viene quindi trasmessa alla CPU con un condensatore che immagazzina e fornisce energia per renderla priva di ripple.

Diamo un’occhiata al processo in dettaglio ora. Quando il tuo alimentatore fornisce tensione a un induttore o a una bobina, in questo caso, attraverso il MOSFET, resiste al flusso di corrente e crea invece un campo magnetico attorno ad esso. A causa di ciò, la tensione sul lato di uscita del Choke aumenta lentamente mentre la tensione resistita genera energia magnetica. Questo è noto come ricarica.

Se lasciamo che la corrente fluisca per un tempo più lungo, l’induttore si carica completamente e la sua uscita avrà la stessa tensione dell’ingresso. Quindi, quando il Choke si scarica dall’interruttore MOSFET e da un diodo sul lato basso, tutta la tensione passerà alla CPU.

Ma la CPU richiede solo una parte della tensione di ingresso, circa 1,2 V dai 12 Volt dell’alimentatore. Pertanto, il circuito deve avere una funzione per rimuovere l’alimentazione in ingresso quando la tensione in uscita raggiunge 1,2 Volt.

Quindi, il MOSFET riceve istruzioni dal controller PWM che monitora l’ampiezza dell’impulso. Fa scaricare la bobina d’arresto proprio quando viene raggiunta la tensione richiesta in uscita. I produttori hanno progettato il circuito in modo tale che quando l’interruttore del lato alto si apre, il lato basso si chiude e inizia la scarica e viceversa.

Questo crea una quantità controllata di tensione di uscita per passare dal Choke alla CPU o al carico con carica e scarica continue del Choke.

Ma la CPU prende la maggior parte dell’energia dal Choke che fa sì che il Choke impieghi del tempo per ricevere la tensione di carica per il round successivo. Quindi, per compensare questo e ridurre l’ondulazione, il circuito è costituito da un condensatore. Il condensatore immagazzina un po’ di energia dal round precedente e fornisce l’energia necessaria per il round successivo per caricare il Choke.

Fonte: https://en.wikichip.org/wiki/ voltage_regulator_module

Infine, il circuito si completa e la CPU riceve continuamente energia stabile dal processo ripetuto. Per fornire un’alimentazione più stabile, sono collegati un certo numero di tali circuiti. Questo è chiamato un VRM multifase. Qui, il PWM alimenta ogni VRM turn-by-turn riducendo molto di più la fluttuazione. Pertanto, il VRM multifase fornisce un’alimentazione più stabile.

Ora che sappiamo come funziona un VRM, scopriamo perché è così importante avere un VRM in una scheda madre.

Perché è importante?

Come abbiamo accennato in precedenza, la CPU non richiede tutta l’alimentazione proveniente dall’alimentatore. Se dovessimo fornirgli la piena tensione, la CPU si friggerebbe istantaneamente. Qui il VRM svolge il ruolo di regolatore di tensione e fornisce esattamente la tensione richiesta dalla CPU.

Il VRM regola anche l’alimentazione per altro hardware come la RAM. Possiamo trovare la specifica come “4 + 1” o “8 +2”, il che significa che 4 o 8 fasi di VRM sono per CPU e 1 o 2 per RAM o HyperTransport.

A parte questo, ci sono molti altri aspetti importanti del VRM. Esaminiamoli insieme.

Alimentazione pulita e stabile all’hardware

L’hardware all’interno della scheda madre come CPU, RAM, GPU è molto sensibile alle fluttuazioni di potenza. Anche la minima variazione di tensione può danneggiare permanentemente il sistema.

Il VRM non solo fornisce la tensione stabile e priva di ripple alla CPU, ma serve anche lo stesso per la RAM e talvolta anche per la GPU . La maggior parte della scheda madre è costituita da VRM multifase, il che significa che la tensione viene pulita per più cicli, rendendo il sistema ancora più sicuro e stabile. Quindi, più sono le fasi, maggiore è la stabilità del sistema.

Aiuta nell’overclocking

Possiamo vedere l’impatto diretto o il vantaggio del VRM durante l’overclocking. Overclocking della CPU significa eseguire il processore a una velocità superiore a quella designata. Questo processo richiede più potenza da immettere nella CPU. La cosa più importante è che la potenza deve essere stabile.

Un VRM multifase divide la potenza ottenuta dall’alimentatore a ogni fase con ciascuna fase costituita da una piccola porzione. Le tensioni di uscita di ciascuna fase entrano nella CPU passo dopo passo, impedendo fluttuazioni più elevate. Rende la tensione molto più stabile come abbiamo accennato in precedenza.

Allo stesso modo, più fasi VRM significano che più potenza può essere pompata alla CPU, e anche in una forma stabile. Pertanto, è possibile utilizzare più potenza durante l’overclocking in modo sicuro e senza causare alcuna fluttuazione delle prestazioni.

Prevenire danni ai componenti ed errori BSOD

Tutti i componenti sono collegati tra loro attraverso alcuni circuiti nella scheda madre. Una CPU instabile non solo può friggere se stessa, ma anche danneggiare altri componenti della scheda. Se l’alimentazione alla CPU o alla RAM supera il valore ottimale, può causare seri pericoli al sistema.

Allo stesso modo, un alimentatore instabile è la causa principale di diversi problemi hardware e software. Fa sì che il sistema mostri errori BSOD e renderà problematico il lavoro sul sistema. Inoltre, il sistema si spegne frequentemente se non viene soddisfatto il requisito di alimentazione.

La presenza di VRM sulla scheda madre aiuta a prevenire tutti questi problemi. Un buon VRM previene le fluttuazioni di potenza, aiutando così il processore e altro hardware a funzionare senza alcun disturbo.

Inoltre, poiché il VRM è così importante, è meglio esaminare le specifiche del VRM durante l’acquisto di una scheda madre. Puoi anche contare facilmente il numero di fasi contando il numero di strozzatori su di esso.

Inoltre, è essenziale che il VRM sia adeguatamente raffreddato. Durante un carico pesante, è normale che il MOSFET e il VRM nel loro insieme si riscaldino. Il produttore normalmente fornisce dissipatori di calore e pasta termica per il raffreddamento passivo del VRM utilizzando dissipatori di calore e paste termiche.

Oltre a ciò, ti consigliamo di mantenere il tuo sistema sempre fresco per evitare il surriscaldamento del VRM.