Module điều chỉnh điện áp (Voltage Regulator Module – VRM) là một trong những thành phần phần cứng thiết yếu trong cấu trúc chung của một hệ thống bo mạch chủ. Tuy nhiên, VRM đã không còn được quan tâm trong một thời gian dài. và thậm chí nhiều người còn không biết đến sự tồn tại của nó. Về lý thuyết, VRM đảm bảo CPU hoặc GPU của bạn nhận được nguồn điện sạch nhất có thể ở mức điện áp nhất quán. Trong bài viết này, chúng ta sẽ nói về VRM là gì và nó ảnh hưởng như thế nào đến bộ xử lý. Hãy bắt đầu nào!
VRM kém có thể dẫn đến giảm hiệu suất cũng như hạn chế hiệu suất của bộ xử lý bất cứ khi nào nó tải các tác vụ. Và thậm chí có thể dẫn đến việc hệ thống bị tắt đột ngột, đặc biệt là khi nó đang được Ép xung. Trên thực tế, trước khi nguyên nhân phần mềm được biết đến, những điểm yếu trong thiết kế VRM cũng được cho là có liên quan đến những điều chỉnh gần đây của Apple đối với MacBook Pro i9.
Hãy xem bên dưới VRM là gì và nó ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của bộ xử lý.
VRM là gì
VRM là mạch chuyển đổi điện áp một chiều từ giá trị này xuống giá trị thấp hơn, đồng thời nó cũng giữ cho điện áp này nằm trong giới hạn cho phép ở các mức tải khác nhau. Tên gọi khác của nó là ‘Bộ chuyển đổi DC sang DC’, không thể nói rằng chức năng chuyển đổi này thực sự là một công nghệ mới vì nó có tuổi thọ ngang bằng với tuổi thọ của ngành điện tử và điện tử. Cũng có thể dễ dàng nhận thấy rằng có rất nhiều mạch VRM trên bo mạch chủ của máy tính. Nó cung cấp nguồn cho CPU, RAM từ điện áp nguồn + 5VDC, hoặc + 12VDC đến điện áp thấp hơn mà CPU và RAM cũng có. Điều đó có thể hoạt động.
VRM hoạt động như thế nào?
VRM trong bộ nguồn máy tính thực chất là một bộ ổn áp DC. Điều đó hoạt động theo phương pháp điều chế PWM giống như mạch PWM công suất chính. Nó cũng có các thành phần linh kiện tương đương như IC dao động, Mosfet, cuộn PWM, và tụ lọc.
Công việc đầu tiên của VRM là chuyển đổi nguồn điện 12 volt từ nguồn điện của máy tính thành điện áp để có thể sử dụng bộ vi xử lý. Đối với bộ vi xử lý, điện áp này chủ yếu nằm trong khoảng từ 1,1V đến 1,3V. Các thiết bị điện tử phức tạp trong mỗi bộ vi xử lý có thể dễ dàng không đạt được hiệu quả cần thiết vì lý do nguồn. Độ chính xác cũng rất quan trọng bất cứ khi nào cấp nguồn cho bộ xử lý và điện áp yêu cầu phải phân phối chính xác nhất có thể. Đó là lý do tại sao cấu trúc của VRM phức tạp hơn nhiều so với một đoạn dây đơn giản. Tuy nhiên, “trái tim” của VRM về cơ bản là một bộ chuyển đổi buck – một thiết bị giúp giảm chính xác điện áp đến mức thích hợp.
VRM sử dụng ba thành phần sau để thực hiện công việc của mình:
- MOSFET (viết tắt của Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor, có nghĩa là “Bóng bán dẫn hiệu ứng Oxit kim loại – Chất bán dẫn).
- Cuộn cảm (còn gọi là cuộn cảm).
- Tụ điện.
Ngoài ra còn có một mạch tích hợp (IC) để điều khiển tất cả chúng, đôi khi được gọi là bộ điều khiển PWM. Đây là sơ đồ đơn giản của hệ thống VRM một pha:
VRM nhiều pha
Máy tính hiện đại cần nhiều hơn một VRM một pha. Các hệ thống điện hiện đại thực sự sử dụng VRM nhiều pha. Nhiều pha phân tán tải điện trên một khu vực vật lý rộng hơn, giúp giảm sản sinh nhiệt và căng thẳng trên các bộ phận. Cũng như cung cấp các cải tiến điện khác liên quan đến hiệu quả và cả chi phí từng phần.
Mỗi và mọi pha của VRM đa pha hiện đại cung cấp một phần công suất cần thiết. Điều đó thay phiên nhau để cung cấp năng lượng cho CPU. Được chụp riêng lẻ, mỗi giai đoạn mang lại một khoảnh khắc quyền lực ngắn, được hình dung như một làn sóng hình vuông.
Công suất của mỗi pha được so sánh với lần cuối cùng để mặc dù chỉ có một pha hoạt động tại một thời điểm, nhưng tổng lượng công suất cũng không bao giờ thay đổi. Đến lượt nó, điều này tạo ra một nguồn điện mượt mà, đáng tin cậy – nguồn điện “sạch” cần thiết để CPU hoạt động tối ưu. Bạn cũng có thể thấy một hệ thống đơn giản đang hoạt động bên dưới.
Đánh số giai đoạn VRM và sự thật trong quảng cáo
VRM thường được bán dưới dạng thứ gì đó chẳng hạn như “8 + 3” hoặc “6 + 2”. Con số trước dấu cộng thực sự chỉ ra số pha dành riêng cho việc làm sạch điện cho CPU. Số sau dấu cộng cho biết các pha VRM còn lại để cấp nguồn cho các thành phần khác của bo mạch chủ như RAM.
Khi số đầu tiên lớn hơn 8, chẳng hạn như “12 + 1”, “18 + 1” hoặc thậm chí cao hơn, thì nhà sản xuất chủ yếu sử dụng một thiết bị được gọi là bộ nghi ngờ. Một bộ nghi ngờ cho phép họ nhân lên những lợi thế của các giai đoạn hiện có mà không cần xây dựng các giai đoạn bổ sung vào bảng. Khi điều này không thực sự hiệu quả như các pha được tách hoàn toàn, nó cho phép thực hiện một số cải tiến về điện với chi phí thấp hơn. Và vì nó cũng cho phép các nhà sản xuất nâng cao số lượng người mua với chi phí nhỏ cho chính họ, họ chủ yếu tận dụng lợi thế.
Một số nhà sản xuất, đặc biệt là Gigabyte, cũng đã bắt đầu dán nhãn các pha có dây song song vì nếu chúng là hai pha riêng biệt. Trên thực tế, đây thực sự là một giai đoạn được nhân đôi. Các tín hiệu điện của nó được đồng bộ hóa thay vì so le, loại bỏ nhiều lợi ích của một pha bổ sung thực sự. Nhưng các nhà sản xuất chủ yếu sẵn sàng bẻ cong định nghĩa từ điển của một từ nếu nó phù hợp với mục đích của họ. Phi đạo đức, chắc chắn, và có lẽ cũng là điều tối kỵ về mặt pháp lý. Tuy nhiên, như mọi khi, người báo trước.
VRM cải thiện hiệu suất như thế nào?
Những người ép xung nên tìm kiếm một VRM được làm từ các thành phần đáng tin cậy. Nếu các thành phần của nó rẻ, thì chúng có thể không cung cấp đủ điện áp dưới tải, dẫn đến tắt máy bất ngờ. Các thành phần thay đổi nhất là tụ điện và cuộn cảm. Bạn phải tìm các tụ điện chống rò rỉ. Chúng hầu hết được bán trên thị trường với những cái tên như “Tụ điện Nhật Bản”, “Tụ điện tối” hoặc “Tụ điện rắn”. Ép xung cao cũng sẽ cần cuộn cảm tốt hơn. Bạn có thể tìm thấy loại này được đặt tên là cuộn cảm siêu ferit (SFC) hoặc “Cuộn cảm hợp kim cao cấp”. cũng như tìm kiếm các tản nhiệt trên một số hoặc tất cả các MOSFET – có vây, nếu có thể.
Hãy tưởng tượng, máy biến áp chính của nguồn điện là một bể chứa nước. Với bộ nguồn thông thường có 3 ngăn tương ứng với 3 đầu vòi, 3 đường điện chính. Vì vậy, mỗi ngăn (công suất mỗi dòng) sẽ thấp hơn tổng công suất của bình chứa (tổng công suất bộ nguồn). Đối với bộ nguồn VRM, bình chứa chỉ có 1 ngăn và 1 nguồn cấp nước 12V, có thể nói tổng dung lượng bình chứa sẽ bằng tổng dung lượng cho đường dây 12V. Nguồn 12V cấp cho 2 đường còn lại thông qua mạch VRM hay có thể nói 2 đường còn lại là một tải của đường 12V. Về lý thuyết:
Công suất PSU = Công suất 12V = Nguồn 5V = Công suất 3,3V với điều kiện 2 trong 3 đường thực không tải.
Hơn nữa
Vâng, nếu bạn có 2 bộ nguồn với cùng mức công suất, thì bộ nguồn VRM sẽ luôn cung cấp cho bạn mức công suất cao hơn cho mỗi đường. Dựa trên nhu cầu của hệ thống mới, hiện đang sử dụng nhiều năng lượng từ đường dây 12V, điều này thực sự sẽ giúp bạn không cần phải mua một bộ nguồn lớn hơn.
Để dễ hiểu hơn, chúng ta có thể so sánh hai nguồn công suất khác nhau của AcBel là R8 607W. Điều đó không có VRM, và R88 có tính năng VRM cho cả đường 5V và 3.3V. Chúng ta có thể thấy rằng tuy cùng một mức công suất là 600W nhưng tổng công suất (max output) của mỗi đường công suất thì R88 thực sự có công suất cao hơn. Dòng 12V R88 là 540W @ 45A và R8 cũng chỉ có 480W @ 40A. Khi bạn muốn một bộ nguồn 12V có công suất 40A, cùng với bộ nguồn VRM không có thì bạn phải chọn mua bộ nguồn có công suất trên 680W. Tuy nhiên, với bộ nguồn VRM, chỉ cần bộ nguồn 600W là đủ.
Sự kết luận
Được rồi, đó là tất cả mọi người! Tôi hy vọng các bạn thích bài viết VRM này và cũng thấy nó hữu ích cho bạn. Cung cấp cho chúng tôi phản hồi của bạn về nó. Ngoài ra nếu các bạn có thêm thắc mắc và các vấn đề liên quan đến bài viết này. Sau đó, hãy cho chúng tôi biết trong phần bình luận bên dưới. Chúng tôi sẽ liên hệ lại với bạn trong thời gian ngắn.
Có một ngày tuyệt vời!
Cũng thấy: Các công cụ cần thiết để kiểm tra mức độ căng thẳng CPU của bạn
