マザーボード上の VRM とは何ですか? なぜ重要ですか?

マザーボードとそのコンポーネントを保護する場合、電源調整は非常に重要です。

ほとんどの PC 愛好家にとって、適切なマザーボードの選択には、フォーム ファクター、CPU 互換性、メモリ構成、接続オプション、オーバークロック ヘッドルームなどの重要な考慮事項が含まれます。 ただし、仕様書に記載されていても注目されないことが多いマザーボードの主要コンポーネントの 1 つは、システム全体の安定性を確保する役割を担う電子回路である VRM (電圧レギュレーター モジュール) です。

この過小評価されているスイッチング レギュレータの重要性を評価するために、VRM の機能、それに関連するコンポーネント、高品質の VRM と低設計の VRM を区別する方法、および CPU パフォーマンスへの影響を詳しく掘り下げてみましょう。

マザーボード上の電圧レギュレータ モジュール (プロセッサ電源モジュールとも呼ばれる) の核心は、CPU、メモリ、その他の特定の要件に合わせて電圧を調整および変換する特殊な降圧コンバータ (DC から DC) です。コンポーネント。 VRM は、コンセントから 120 または 240 V AC を受け取り、それをはるかに低い DC 電圧 (12 V/5 V/3.3 V) に降圧する、メイン ユニットに似たミニ電源と考えてください。

この点に関して、マザーボード VRM は PSU と同じ操作を実行しますが、セカンダリ レベルで実行されます。 その主な目的は、8/4 ピン EPS コネクタからの入力 12V を最新の CPU に適した動作電圧 (通常は 1.1 ～ 1.5V の範囲) に変換することです。

さらに、VRM は、PC 内の電力を多く必要とするすべてのコンポーネントにクリーンで安定した電圧を伝送する上で極めて重要であり、異常なサージや VDroops の可能性を軽減します。 安定した変換機能により、電圧調整回路により、複数世代の CPU (動的コア電圧) が互換性のあるマザーボード チップセット上で最適に機能することも可能になります。

私たちの多くは VRM を独立した自己完結型ユニットだと考えていますが、この頭字語はマザーボード上の CPU ソケット (LGA または PGA) と DIMM スロットを囲む個別の電子コンポーネントの集合を表しています。 初心者のために説明すると、電圧調整回路には、コンデンサ、チョーク、PWM コントローラと連携して動作する MOSFET スイッチの組み合わせが組み込まれており、電力の位相調整プロセスが容易になります。

ここでは、マザーボード VRM を構成するすべての重要なコンポーネントの包括的な概要を示します。

MOSFET (金属酸化物半導体電界効果トランジスタ) は、電圧調整回路内で電子信号を増幅または減衰する絶縁ゲートとして機能します。 簡単に言うと、これらの半導体は、PWM コントローラー チップから受信した信号と値に基づいて CPU への電流の流れを制御します。

単相 VRM は 2 つの MOSFET スイッチ (ローサイドとハイサイド) を採用し、入力電圧を断続的に切り替えることで回路の平均出力電圧の変調を支援します。 スイッチング メカニズムは 1 秒間に数百回発生するため、MOSFET は大量の熱を発生する傾向があり、高負荷がかかったり、適切な冷却が行われなかったりすると、温度が 150°C を超える可能性があります。

その結果、これらの半導体には、過熱の問題を軽減し、動作効率を向上させるために、パッシブヒートシンク、小型ファン、またはウォーターブロックが装備されていることがよくあります。

チョークは、電圧調整回路内で高周波 AC 信号を低周波または直流に変換する立方体形状のインダクタです。 絶縁コイルが巻き付けられたドーナツ型の磁気コアを特徴とするこの電子デバイスは、電力の保存、濾過、精製と、オーバークロックや過電圧などの極端なシナリオでの電力供給を調整する機能という 2 つの目的を果たします。

さらに、各チョークはマザーボード上の電源フェーズに対応していることに注意してください。 フェーズの数が多いほど、CPU への電圧伝送がより安定します。

チョークとは異なり、コンデンサは電界内にエネルギーを蓄積し、必要に応じて蓄積された電流を接続された回路に急速に放電します。 これらの円筒形コンポーネントの主な目的は、突然の電圧スパイクを防止し、電圧調整回路のリップルを最小限に抑えることです。