Das VRM oder Voltage Regulator Module Ihres Motherboards ist eine wichtige, aber unterschätzte Hardware. Mit einer Reihe elektronischer Komponenten stellt der VRM sicher, dass Ihre CPU oder GPU sauberen Strom mit einer konstanten Spannung erhält.
Ein schlechter VRM kann zu einer Leistungsminderung führen und die Funktionsfähigkeit eines Prozessors unter Last einschränken. Dies kann sogar zu unerwarteten Abschaltungen führen, insbesondere beim Übertakten. Bevor die genaue Ursache der Software bekannt wurde, war ein unzureichendes VRM-Design auf die jüngsten Drosselungsprobleme von Apple mit i9 MacBook Pros zurückzuführen.
Erfahren Sie unten, was ein VRM ist und wie es die Prozessorleistung beeinflusst.
Wie funktioniert ein VRM?
Die erste Aufgabe eines VRM besteht darin, die 12-Volt-Leistung von der Stromversorgung Ihres Computers in eine nutzbare Spannung umzuwandeln. Bei Prozessoren liegt dieser Wert normalerweise zwischen 1,1 V und 1,3 V. Die empfindliche Elektronik im Inneren kann leicht durch zu viele Volt kurzgeschlossen werden. Präzision ist auch bei der Stromversorgung eines Prozessors von entscheidender Bedeutung, und die erforderliche Spannung muss so genau wie möglich geliefert werden. Deshalb sind VRMs komplexer als ein einfaches Stück Draht. Im Kern handelt es sich jedoch im Grunde genommen um einen Abwärtswandler, der die Spannung präzise auf die entsprechenden Werte senkt.
Das VRM verwendet drei Komponenten, um seine Arbeit zu erledigen: MOSFETs, Induktivitäten (auch Drosseln genannt) und Kondensatoren. Es gibt auch eine integrierte Schaltung (IC) zur Steuerung, die manchmal als PWM-Controller bezeichnet wird. Ein vereinfachtes Schema eines einphasigen VRM finden Sie unten.
Eine ausführlichere Beschreibung der Funktionen der einzelnen Komponenten finden Sie unter VRM-Seite von WikiChip.
Mehrphasen-VRMs
Moderne Computer benötigen mehr als ein einphasiges VRM. Moderne Stromversorgungssysteme verwenden ein mehrphasiges VRM. Mehrere Phasen verteilen die Leistungslast auf einen breiteren physischen Bereich, reduzieren die Wärmeerzeugung und die Belastung der Komponenten und sorgen für weitere elektrische Verbesserungen in Bezug auf Effizienz und Teilekosten.
Jede Phase eines modernen mehrphasigen VRM liefert abwechselnd einen Bruchteil der benötigten Leistung, um die CPU mit Strom zu versorgen. Jede Phase bietet für sich genommen einen kurzen Moment der Kraft, der als quadratische Welle dargestellt wird.
Der Leistungsstoß jeder Phase ist gegenüber dem letzten gestaffelt, so dass sich die Gesamtleistung niemals ändert, während jeweils nur eine Phase in Betrieb ist. Dies wiederum erzeugt eine reibungslose, zuverlässige Stromquelle – die „saubere“ Energie, die eine CPU benötigt, um optimal zu funktionieren. Unten sehen Sie ein vereinfachtes System in Betrieb.
VRM-Phasennummerierung und Wahrheit in der Werbung
VRMs werden normalerweise als “8 + 3” oder “6 + 2” verkauft. Die Zahl vor dem Pluszeichen gibt die Anzahl der Phasen an, die für die Reinigung der CPU vorgesehen sind. Die Zahl nach dem Pluszeichen gibt die VRM-Phasen an, die für die Stromversorgung anderer Motherboard-Komponenten wie RAM übrig sind.
Wenn die erste Zahl größer als 8 ist, z. B. “12 + 1”, “18 + 1” oder sogar höher, verwendet der Hersteller häufig ein Gerät, das als Verdoppler bezeichnet wird. Ein Verdoppler ermöglicht es ihnen, den Nutzen der vorhandenen Phasen zu multiplizieren, ohne zusätzliche Phasen in die Platine einzubauen. Dies ist zwar nicht ganz so effektiv wie vollständig getrennte Phasen, ermöglicht jedoch einige elektrische Verbesserungen zu geringeren Kosten. Und da es Herstellern ermöglicht, eine käuferseitige Nummer mit geringem Aufwand für sich selbst zu erhöhen, nutzen sie häufig den Vorteil.
Einige Hersteller, insbesondere Gigabyte, haben auch damit begonnen, parallel verdrahtete Phasen so zu kennzeichnen, als wären sie zwei separate Phasen. In der Tat ist dies wirklich eine Phase dupliziert. Seine elektrischen Signale werden eher synchronisiert als versetzt, wodurch viele der Vorteile einer echten zusätzlichen Phase entfallen. Aber Hersteller sind oft bereit, die Wörterbuchdefinition eines Wortes zu verbiegen, wenn es ihren Zwecken entspricht. Sicherlich unethisch und vielleicht auch rechtlich trübe. Aber wie immer Cavet Emptor.
Wie verbessert ein VRM die Leistung?
Das Ziel eines VRM ist die Bereitstellung sauberer und zuverlässiger Stromversorgung. Doch selbst ein Basis-VRM kann eine ausreichende Leistung liefern, um eine CPU mit mittlerer Reichweite auf Lagergeschwindigkeit zu halten. Beim Übertakten oder Überschreiten von Komponentengrenzen wird die Qualität des VRM wichtiger.
Overclocker sollten ein VRM aus zuverlässigen Komponenten suchen. Wenn die Komponenten billig sind, liefern sie unter Last möglicherweise keine ausreichende Spannung, was zu überraschenden Abschaltungen führt. Die variabelsten Komponenten sind Kondensatoren und Drosseln. Suchen Sie nach auslaufsicheren Kondensatoren. Diese werden häufig unter Namen wie “Japanische Kondensatoren”, “Dunkle Kondensatoren” oder “Feste Kondensatoren” vermarktet. Hohe Überuhren erfordern auch bessere Drosseln. Sie finden dies als Superferrit-Drosseln (SFCs) oder „Premium Alloy-Drosseln“. Suchen Sie auch nach Kühlkörpern über einigen oder allen MOSFETs – wenn möglich mit Lamellen.
Fazit: Ein gutes VRM finden
Selbst mit Wissen kann es schwierig sein, ein leistungsfähiges VRM zu kaufen. Die Kosten sind wenig Richtschnur, und Marketingmaterial kann, wie erwähnt, absichtlich irreführend sein. Detaillierte Informationen zu Komponenten- und Teilenummern werden den Verbrauchern selten zur Verfügung gestellt. Hier finden Sie ausführliche Komponentenüberprüfungen GamersNexus.net kann von unschätzbarem Wert sein. Ihren Empfehlungen kann im Allgemeinen als fair und unparteiisch sowie als hochgebildet vertraut werden.
Bildnachweis: Anwendungsbericht von Texas Instruments: Mehrphasen-Buck-Design von Anfang bis Ende (Teil 1)
