Wenn Sie sich jemals für die kultige Aktivität der CPU-Übertaktung interessiert haben, ist einer der Begriffe, auf die Sie häufig gestoßen sind, VRM. Der Begriff ist in der PC-Community allgegenwärtig, aber kaum jemand innerhalb oder außerhalb der Community weiß wirklich, wie er funktioniert. VRM ist eines der Dinge, von denen die Leute wissen, dass sie für den Betrieb ihrer PCs entscheidend sind, aber so mysteriös erscheinen, dass jede weitere Untersuchung zu umständlich wäre. Aus diesem Grund haben wir die erforderlichen Nachforschungen angestellt und diese Erklärung erstellt, um Ihnen zu erklären, was VRM auf dem Motherboard ist, wie es funktioniert und wie es sich auf Ihre CPU-Leistung auswirkt.
Motherboard VRM: Explained (2022)
In diesem Artikel werden wir alles erforschen, was es über VRMs zu wissen gibt, und Ihnen sagen, warum sie so wichtig sind. Wir werden sehen, dass die Aufgabe von VRM zwar einfach, aber wesentlich ist, da sie der Schlüssel zur Gewährleistung der Stabilität des Systems ist. Mit anderen Worten, es lohnt sich, mehr über VRM und seine Funktionsweise zu erfahren.
Darüber hinaus werden wir uns auch ansehen, wie man zwischen einem qualitativ hochwertigen VRM und einem schlechten unterscheiden kann. Die Idee dahinter wäre, eine Grundidee davon zu schaffen, was eine gute VRM-Konfiguration ausmacht, damit Sie wissen, worauf Sie beim nächsten Kauf eines Motherboards achten müssen.
Inhaltsverzeichnis
Wofür steht VRM?
Bevor wir uns eingehend mit der Funktionsweise von VRM befassen, ist es wichtig zu verstehen, was es ist und wofür der Begriff steht. Der Begriff steht für „Voltage Regulator Module“ und beschreibt eine elektronische Schaltung, die Spannungen regelt und umwandelt, um die Anforderungen von CPU, Speicher und GPU zu erfüllen. Es könnte hilfreich sein, sich VRMs als eine Art Mini-Netzteil vorzustellen, genau wie Ihr eigentliches Hauptnetzteil des Computers, das 120 oder 240 Volt von der Wand nimmt und es auf 12 Volt Gleichstrom herunterfährt.
Das VRM des Motherboards macht in gewisser Weise genau das, aber zum zweiten Mal. Es nimmt den 12-Volt-Ausgang (DC) des Netzteils und wandelt ihn in normalerweise etwa 1 V für eine GPU oder 1,4 V für eine CPU um. Die andere wichtige Aufgabe des VRM besteht darin, diese Spannung konstant ohne Überspannungen und Einbrüche zu liefern, da dies die Stabilität des gesamten Computers beeinträchtigen kann.
Kernkomponenten des VRM
Im obigen Bild sehen Sie die Architektur des VRM in ein modernes Mainboard. Es umfasst drei Hauptelemente: MOSFETs, Drosseln und Kondensatoren. Die meisten davon befinden sich normalerweise unter Kühlkörpern, die Ihren CPU-Sockel umgeben, und sind ziemlich schwer zu erkennen. Begleitet werden diese Kernkomponenten von Dioden und Widerständen, die dafür sorgen, dass der elektrische Strom, der an diesen Komponenten ankommt, bestimmte Werte nicht überschreitet.
Wie funktionieren Motherboard-VRMs?
Das Schlüsselprinzip, auf dem Spannungsregelkreise beruhen, ist die Fähigkeit, die durchschnittliche Ausgangsspannung eines Schaltkreises durch Ein-und Ausschalten einer Eingangsspannung zu reduzieren. Wenn Sie also beispielsweise einen 12-V-DC-Eingang von Ihrem Netzteil haben und es für einen gleichen Zeitraum ein-und ausschalten, würde die durchschnittliche Spannung 6 V DC betragen.
Aber um eine relativ stabile Durchschnittsspannung zu erreichen, muss dies mehrere hundert Mal pro Sekunde geschehen. Das Schalten wird in fast allen Fällen über eine relativ einfache Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor(MOSFET)-Schaltung erreicht. Aber wie wir im nächsten Abschnitt sehen werden, arbeitet der MOSFET nicht alleine, sondern zusammen mit anderen Einheiten wie Drosseln, Kondensatoren und PWM-Controllern, um der CPU die stabilste Leistung zu geben, die möglich ist.
Komponenten von VRM in Motherboards
MOSFETs
Die erste Komponente, die wir uns ansehen werden, ist der MOSFET, der im Wesentlichen ein isoliertes Gate ist, eine Art Schalter die verwendet wird, um elektronische Signale zu verstärken oder zu minimieren. In der Praxis regelt es den Durchgangsstrom, abhängig vom Signal und Wert, der vom PWM-Controller-Chip gesendet wird, der für die Verwaltung der Leistungsphasen und den Ausgleich der Signale verantwortlich ist (dazu später mehr).
Um diesen Vorgang besser zu veranschaulichen, können wir uns das folgende Diagramm ansehen. Eine grundlegende VRM-Schaltung besteht aus zwei MOSFETs, die in dieser Situation im Grunde nur Schalter, eine Induktivität und eine Diode sind.
Das Design von VRM-MOSFETs kann variieren, aber sie haben alle die gleiche Funktion, so wir denke, es ist nicht notwendig, dass wir in die Tiefe gehen und anfangen, fortgeschrittene Elektrotechnik zu erklären. Wenn Sie jedoch eine detailliertere Erläuterung der Funktion der einzelnen Komponenten wünschen, besuchen Sie WikiChips VRM-Erklärungsseite. Das Wichtigste, was Sie wissen müssen, ist, dass die Spannungswandlung am MOSFET beginnt, und hier findet der größte Teil der Arbeitslast statt.
Eine Darstellung einer VRM-Schaltung
Aber um es kurz zu erklären, die VRM-Schaltung verwendet zwei MOSFET-Schalter, um die Menge an Spannung zu steuern, die an die CPU geleitet wird. Wenn der erste Schalter (High-Side-MOSFET) geschlossen ist, wird die Spannung am Eingang der Induktivität 12 V. Dadurch beginnt der Strom durch die Drossel zu fließen, die im Wesentlichen eine Drahtspule um einen Magnetkern ist – wodurch die Ausgangsspannung langsam erhöht wird.
Sobald die gewünschte Spannung für die CPU oder GPU erreicht ist, wird der Schalter geschlossen, was bedeutet, dass der Eingang zur Drossel Null wird. Wenn die elektrische Versorgung der Drossel abfällt, zerstreut sich die magnetische Ladung um sie herum und induziert eine Spannung in die entgegengesetzte Richtung (sie erhöht also die Ausgangsspannung, anstatt sie aufzuheben), die mit der Zeit langsam abfällt. Wenn dieser Vorgang mehrere Dutzend Mal pro Sekunde wiederholt wird, ergibt sich ein relativ stetiger Anstieg und Abfall der Spannung (wie in der Spannungsabbildung zu sehen).
Öffnen und Das Schließen des MOSFET erzeugt eine stabile Spannung.
Die andere Sache, die wir bei MOSFETs beachten müssen, ist, dass sie jedes Mal, wenn sie ein-oder ausgeschaltet werden, Wärme erzeugen, die sein kann über etwa 150 Grad Celsius. Das heißt, wenn Sie MOSFETs immer mehr an ihre Grenzen bringen, neigen sie dazu, sich stark zu erwärmen. Spielt diese Hitze eine Rolle? Einfach gesagt, es tut es.
Wenn die VRM-MOSFETs zu heiß werden, wirkt sich dies auf den Widerstand des Halbleiters aus, was zu einem Abfall der Effizienz führt, und von da an entsteht eine Endlosschleife erzeugen nur mehr Wärme. Und das ist der Hauptgrund, warum die meisten MOSFETs in modernen Motherboards von Kühllösungen wie Kühlkörpern oder Miniaturlüftern abgedeckt werden.
Drosseln
Der nächste Teil der VRMs, den wir uns ansehen werden heißt Chokes. Dies sind würfelförmige (wenn auch nicht immer) Induktoren, die normalerweise aus Metall bestehen und für die Umwandlung von Wechselstromsignalen (AC) in niedrigere Frequenzen oder Gleichstromsignale (DC) verantwortlich sind, um die Spannung zu stabilisieren kommt aus dem MOSFET. Was bedeutet das?
Im Wesentlichen nimmt eine Drossel die vom PWM eingehende Hochfrequenzleistung (12 V) auf und wandelt sie in eine stabile Frequenz (1,2–1,4 V) um, sodass sie nutzbar wird durch die CPU und andere Komponenten. Im Wesentlichen erfüllt es also zwei Funktionen. Erstens, um den Strom zu speichern und zu filtern, und zweitens, um die Gesamtqualität des Stroms zu kontrollieren.
Chokes ohne Schutz cover
Da Drosselspulen eine wichtige Rolle bei der Qualität der Stromversorgung des Motherboards spielen, sind sie entscheidend für die Übertaktungsfähigkeit. Je besser die Drosseln sind, desto höher ist die Fähigkeit des Motherboards, einer Übertaktung standzuhalten. Darüber hinaus repräsentiert jede Drossel auf einem Motherboard auch eine Stromphase. Und als Faustregel gilt: Je höher die Anzahl der Phasen auf einem Motherboard, desto stabiler die Spannung (dazu später mehr).
Kondensatoren
Die letzte analoge Kernkomponente des VRM, die wir untersuchen werden, ist der Kondensator. Es ist eine übliche elektrische Komponente, die in vielen elektronischen Geräten verwendet wird, um Energie in einem elektrischen Feld zu speichern, und kann diese Energie bei Bedarf in den Stromkreis abgeben, an den sie angeschlossen sind. Sie verhält sich gewissermaßen wie eine Batterie, hat aber eine höhere Speicherkapazität, um ihre gesamte Energie schnell abgeben zu können.
Kondensatoren gibt es in vielen Varianten Größen
Für ein VRM und seine entsprechenden Leistungsphasen dient es demselben Zweck. Die Kondensatoren haben zwei Hauptfunktionen beim Funktionieren des VRM. Die erste besteht darin, elektrischen Strom zu akkumulieren, und die zweite darin, Spannungsspitzen zu speichern und zu verhindern und Welligkeiten in der elektronischen Schaltung zu reduzieren. Die Idee ist, den von der Drossel empfangenen Strom zu speichern und die richtige Menge an Leistung zu liefern, die von der CPU benötigt wird, der Rest wird entladen oder über die Erde abgegeben.
Das bedeutet, dass der Kondensator nicht nur ein wichtiger ist Teil des VRM, sondern eine existenzielle Notwendigkeit. Aus diesem Grund müsste ein VRM, um als gut angesehen zu werden, mit Sicherheit hochwertige und qualitativ hochwertige Kondensatoren verwenden. Normalerweise werden hochwertige Kondensatoren als Solid Capacitors, Hi-C Capacitors und mehr bezeichnet. In der modernen Motherboard-Generation sind Festkörperkondensatoren die dominierende Form von Kondensatoren und haben Elektrolytkondensatoren größtenteils verdrängt.
Aber das war nicht immer so. In den späten 1990er und frühen 2000er Jahren verzeichneten viele Motherboards, insbesondere von taiwanesischen Herstellern, höher als erwartete Ausfallraten von nichtfesten Kondensatoren. Dies war hauptsächlich auf die Elektrolytzusammensetzung zurückzuführen, die Korrosion verursachte, was zu einer starken Gasentwicklung führte, die häufig zur Explosion der Kondensatoren führte. Dies war als Kondensatorplage der frühen 2000er Jahre bekannt und in der PC-Community berüchtigt. Während das Problem sehr kompliziert war und eine ganze Reihe von Kontroversen von Industriespionage bis hin zu Korruption aufwies, war seine größere Auswirkung, dass die Industrie allmählich von Alkalikondensatoren zu Festkörperkondensatoren überging.
PWM-Controller
Nun, da wir die analogen Kernkomponenten der VRMs besprochen haben, ist es nun an der Zeit, mit dem Teil der Schaltung fortzufahren, der steuert den Stromfluss, der als PWM (Pulsweitenmodulation)-Controller bezeichnet wird. Dieser Controller liefert die PWM-Impulse, die dann in den analogen Teil der Schaltung eingespeist werden – MOSFETs, Drosseln usw.
PWM-Controller
Diese PWM-Controller sind jedoch keine einfachen Geräte, die nur einen festen Impuls abgeben. Stattdessen sind sie selbst ziemlich komplexe integrierte Schaltungen. Einige Controller, insbesondere High-End-Controller, verfügen über mehrere Phasensteuerungssysteme und übernehmen auch eine andere wichtige Funktion des VRM, nämlich die Überwachung. Da die Spannung der CPU oder GPU außerdem nie wirklich konstant ist, leistet der Chip viel Arbeit, um die erforderliche Leistung regelmäßig zu reduzieren oder zu erhöhen, um effizienter zu sein.
Woher weiß es also, wie viel Energie gesendet werden muss? Einfach ausgedrückt geschieht dies durch die Bildung einer Rückkopplungsschleife zwischen der CPU und der PWM. Der PWM-Controller nimmt die Referenzspannung (VREF) der CPU, die in den BIOS-Einstellungen des Motherboards zu finden ist, und speist sie ständig in den VRM ein. Diese Spannung wird dann mit der aktuellen Spannung gemessen, und wenn es eine Differenz zwischen der VREF und der tatsächlichen Spannung gibt, modifiziert der PWM-Controller das Signal, um die Ausgangsspannung wieder in Einklang zu bringen.
Dieser Prozess war, bis vor einem Jahrzehnt hauptsächlich durch analoge PWMs, wurden aber heute größtenteils durch digitale PWMs ersetzt. Der Vorteil digitaler PWMs besteht darin, dass es dem Mikrocontroller ermöglicht, einen viel größeren Bereich anderer Variablen und Parameter in seinen Spannungskorrekturberechnungen zu berücksichtigen. Dies können Temperatursensoren, BIOS-Einstellungen und andere gespeicherte Werte sein. Der Nachteil von digitalen PWM-Controllern ist, dass sie teurer und kompliziert zu konfigurieren sind. Moderne Motherboards verwenden fast ausschließlich digitale PWMs für die Stromversorgung von CPU und Speicher, aber manchmal werden analoge PWMs für weniger kritische Teile einer Platine verwendet.
Was sind Leistungsphasen eines Motherboards?
Da das Ein-und Ausschalten des elektrischen Signals durch den MOSFET normalerweise mehrere hundert Mal pro Sekunde erfolgt, kann die Spannung stärker schwanken, als die CPU tolerieren kann. Und da es bereits mit einer so hohen Geschwindigkeit arbeitet, ist es nicht praktikabel, viel schneller zu schalten. Im Streben nach besserer Stabilität brauchen wir also nicht schnellere MOSFETs, sondern mehr davon in großen Mengen.
Mehrere VRM-Phasen bedeuten, dass die Ausgangsspannung regelmäßiger aufgeladen werden kann als mit einer einzelnen Phase
Eine einzelne VRM-Schaltung kann für bestimmte Anwendungen effektiv genug sein, aber um eine möglichst reibungslose Spannungslieferung sicherzustellen, können Sie mehrere VRMs verwenden parallel, was wir bereits erwähnt haben – einen mehrphasigen VRM (das obige Bild zeigt einen mehrphasigen VRM). Wie funktioniert das?
Aus dem obigen Diagramm können Sie ersehen, dass, wenn jede Phase des VRM genau richtig gestaffelt ist, die Phasen die Energielast auf eine größere Anzahl von Komponenten verteilen. Dies sorgt nicht nur für eine gleichmäßigere Leistung der CPU oder GPU, da die Zeit zwischen den Stromimpulsen verkürzt werden kann, sondern trägt auch zur Reduzierung der Wärmeerzeugung und Belastung von Komponenten bei.
Du wirst oft sehen, dass Motherboard-Hersteller mit einer hohen Anzahl von Phasen in einem A+B-Format werben, wie 8+3 oder 6+2. Also, was bedeutet das? Theoretisch ist es einfach genug. Die erste Zahl ist die Anzahl der Phasen, die der CPU gewidmet sind, während die zweite die Anzahl der Phasen ist, die anderen Teilen des Motherboards wie dem Speicher gewidmet sind.
AsRock Z490 Motherboard mit 16 Leistungsphasen (Credits: ASrock)
In diesem Zusammenhang könnten Sie versucht sein zu glauben, dass mehr Phasen gleich einer gleichmäßigeren Leistungsabgabe sind. Das stimmt bis zu einem gewissen Punkt. Einsteiger-Boards verfügen zum Beispiel in der Regel über drei-oder vierphasige CPU-Leistung, während höherwertige Boards über sechs bis acht verfügen können. Kompliziert wird es jedoch, wenn Motherboard-Hersteller sagen, dass ein Board beispielsweise ein 16+2-Design hat, tatsächlich aber einen Doppler verwendet und nur ein echtes 8-Phasen-Setup hat.
A Verdoppler ermöglicht es Ihnen, den Nutzen bestehender Phasen zu multiplizieren, ohne zusätzliche Phasen auf dem Spielplan hinzuzufügen. Das Nettoergebnis ist eine ähnliche Reduzierung der Gesamtlast und der Wärmeerzeugung wie bei einer normalen Mehrphasenschaltung, wie oben diskutiert, aber nur mit einer Reduzierung der Spannungswelligkeit um die Hälfte der Schaltungen. Allerdings nimmt der Gesamtnutzen einer größeren Anzahl von Phasen eher ab. Sie werden also in gewisser Weise ein zuverlässigeres Motherboard erhalten, aber da die Stromversorgungshardware im Wesentlichen einer niedrigeren Phase ähnelt, wird sie wahrscheinlich nicht so gut übertakten.
Darüber hinaus haben mehrere Phasen noch einen weiteren Vorteil. Angenommen, Sie haben eine CPU, die 100 Ampere benötigt, um mit einer einzigen Phase zu laufen. Alle 100 Ampere müssten also direkt durch diese Komponenten gehen. Bei zwei Phasen gehen jedoch nur 50 A durch jede Phase, was bedeutet, dass Komponenten mit geringerer Leistung verwendet werden können, und diese Komponenten sind normalerweise billiger. Dies ermöglicht es Herstellern, 4-Phasen-VRMs zu einem viel günstigeren Preis herzustellen, als wenn sie beispielsweise einen 2-Phasen-VRM mit Komponenten von besserer Qualität herstellen müssten.
Kann sich die Qualität von VRM auf die CPU-Leistung auswirken?
Die Frage, die sich die meisten Computerbenutzer zu VRMs stellen, lautet: Wie wirkt sich VRM auf die Leistung meines Systems aus? Um ehrlich zu sein, die Qualität von VRM hat keine Auswirkungen darauf, dass Sie beispielsweise eine neue 600-Dollar-Grafikkarte für Ihr System erhalten. Aber die Qualität Ihrer VRMs kann einen großen Unterschied machen, wenn es um die Langlebigkeit und Stabilität Ihres Systems geht.
Ausgefallene Kondensatoren neben CPU-Motherboard-Sockel
Das liegt daran, dass billig hergestellte VRMs mit der Zeit ausfallen können und zu Systeminstabilität und sogar Abstürzen bei Standardgeschwindigkeiten führen können. Darüber hinaus kann ein VRM von schlechter Qualität die Stromversorgung Ihres Motherboards bis zu dem Punkt durcheinander bringen, an dem andere teure Komponenten beschädigt werden könnten.
Und schließlich, wenn Sie jemals mit dem Übertakten eines Motherboards von schlechter Qualität beginnen möchten , verabschieden Sie sich von diesem Traum, denn mit einem schlecht konstruierten VRM-Modul kommen Sie nicht weit. Wieso den? Denn wenn Sie Ihren PC beim Übertakten belasten, benötigen Sie eine hohe Spannungskontrolle, die nur von höherwertigen VRMs bereitgestellt werden kann.
Wie können Sie feststellen, ob Ihr VRM der Aufgabe gewachsen ist?
Sie müssen sich Ihr Motherboard ansehen und sich fragen, wie ich das sicherstellen kann dass mein VRM der Aufgabe des Übertaktens gewachsen ist und nicht gleichzeitig verbrennt, wenn ich die Spannungen ein wenig erhöhe? Das Entschlüsseln der VRMs eines Motherboards kann etwas knifflig sein, aber eine der einfachsten Dinge, die Sie tun können, ist, einfach die Anzahl der Chokes zu zählen, die Sie auf dem Motherboard sehen.
Wie wir bereits erwähnt haben, entspricht jede Drossel auf Ihrem Motherboard einer Stromphase, und normalerweise sind alle bis auf eine oder zwei dieser Drosseln um den CPU-Sockel herum für CPU-Kerne reserviert. Wenn Sie also ein Motherboard mit vielen Drosseln haben, hat es wahrscheinlich eine Reihe von Phasen, die die übertaktete Spannung aufteilen können, wodurch die Last auf jeder Phase verringert wird.
Wenn Sie also ein Motherboard mit drei oder vier Phasen für die CPU haben, handelt es sich wahrscheinlich um ein Einstiegsboard. Das bedeutet, dass es wahrscheinlich nicht für Ultra-High-Performance-Chips geeignet ist. Aber wenn Sie sechs, acht oder noch mehr Phasen in Ihrem Motherboard haben, handelt es sich wahrscheinlich um ein High-End-Board, das kein Problem damit haben sollte, Ihr System auch unter Last stabil zu halten.
Außerdem ist es auch eine gute Idee zu sehen, ob Ihr Motherboard mit Festkörperkondensatoren oder billigen Kondensatoren auf Flüssigkeitsbasis ausgestattet ist, die eine leitende Flüssigkeit enthalten. Flüssigkondensatoren (Elektrolyt) können Probleme im System verursachen, wenn sie nicht richtig konstruiert sind. Und selbst wenn sie richtig hergestellt sind, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sie sich mit der Zeit ausbeulen, reißen oder sogar explodieren.
Kompliziert wird es, wenn Hersteller sagen, dass Ihr Motherboard beispielsweise ein 16+2 hat Design, aber das Board verwendet möglicherweise tatsächlich Verdoppler und hat nur ein echtes 8-Phasen-Setup. Das genaue Setup herauszufinden, kann ein wenig Detektivarbeit erfordern, entweder durch das Durchsuchen von Online-Quellen, die bereits das Graben durchgeführt haben, oder durch das Nachschlagen der PWM-Chips und das Herausfinden, wie viele Phasen tatsächlich für die Bewältigung der Last ausgelegt sind.
Wenn der Chip nur vier oder acht Phasen hat und das Board 16 behauptet, findet eindeutig eine Verdopplung statt. Für die meisten Menschen wird es so oder so kein Problem sein, aber wenn Sie nach einem ernsthaften Wettbewerbsvorteil beim Übertakten suchen, ist ein robustes VRM-Setup entscheidend.
Müssen Sie sich also Sorgen machen, wenn Ihr Motherboard nur 4 Phasen hat? Nun, es hängt davon ab, welchen Prozessor Sie verwenden. Wenn es sich um eine moderne Mittelklasse-CPU wie einen Intel Core-i3/i5 (8. Generation oder höher) oder einen AMD Ryzen-Prozessor handelt, sollte es in Ordnung sein. CPUs sind an einem Punkt angelangt, an dem sie mit viel weniger Leistung so viel mehr leisten können. Und während sich die Industrie hin zu energieeffizienteren Chips bewegt, gehen die Tage der zahllosen Leistungsphasen zu Ende. Aber wenn Sie jemand sind, der auf einen leistungsstarken/übertaktbaren Chip aufrüsten möchte, wäre es ideal, wenn Ihr Motherboard eine höhere Anzahl von Leistungsphasen hat.
Warum gute VRMs zum Übertakten erforderlich sind?
Während die Anzahl der VRMs, ihre Größe und die Anzahl der von Ihrem Motherboard unterstützten Leistungsphasen ein wichtiger Faktor ist, ist dies nicht der Fall einen großen Einfluss auf Ihre tägliche Leistung. Es spielt jedoch eine Rolle für Enthusiasten, Gamer und andere Profis, die Ihre CPU übertakten möchten. Denn das Übertakten belastet direkt den VRM, da eine Spannungserhöhung beim Hardware-Overclocking unerlässlich ist. Je mehr Spannung durch das System fließt, desto schwieriger wird es, es zu regulieren.
Das ist die Situation, in der alles von der Anzahl der Phasen bis zur Größe Ihres Kühlkörpers und der Qualität der Kondensatoren eine Rolle spielt. Aus diesem Grund ist High-Level-Overclocking nur den besten Mainboards vorbehalten. Diese Motherboards verfügen nicht nur über eine hohe Anzahl von Stromphasen, sondern sind auch mit erstklassigen Unterkomponenten wie Festkörperkondensatoren ausgestattet, die einer hohen Spannung und Stromstärke standhalten können. Darüber hinaus sind diese Motherboards auch bis an die Zähne mit guten Kühleinstellungen bewaffnet, da einige sogar über eine aktive Kühlung verfügen, die kleine Lüfter oder sogar Flüssigkeitskühlblöcke umfasst.
VRMs: Frequently Asked Questions
Wie finde ich heraus, ob mein Motherboard Festkondensatoren hat? Was sind seine Vorteile?
Die einfachste Methode, um zu sehen, welche Kondensatoren das Motherboard Ihres PCs hat, ist, sie sich physisch anzusehen. Optisch sehen die Kondensatoren sehr unterschiedlich aus, da sie beide grundlegende Designs haben. Die Festkörperkondensatoren sind in der Regel kleiner im Vergleich zu Elektrolytkondensatoren.
Sie können den Unterschied leicht im Vergleichsbild unten erkennen, wo das Motherboard im ersten Bild nur mit Festkörperkondensatoren konstruiert wurde und das Motherboard im zweiten Bild den gebräuchlicheren und kostengünstigeren Elektrolyten verwendet Kondensatoren.
Festkondensatoren (Polymer)
Elektrolytkondensatoren
Festkondensatoren und Elektrolytkondensatoren Kondensatoren speichern Strom und entladen ihn bei Bedarf. Der Unterschied besteht jedoch darin, dass Festkondensatoren ein festes organisches Polymer enthalten, während Elektrolytkondensatoren einen gemeinsamen flüssigen Elektrolyten verwenden, daher der Unterschied in den Namen.
Wie wirkt sich das also auf die Leistung des Kondensators aus? In Bezug auf die Lebensdauer halten Feststoffkondensatoren länger als Elektrolytkondensatoren, insbesondere bei niedrigeren Arbeitstemperaturen. In einigen Fällen können Festkörperkondensatoren mehr als 6-mal länger halten als Elektrolytkondensatoren. Würde man diese Differenz in tatsächliche Jahre umrechnen, würde der Feststoffkondensator etwa 23 Jahre halten, während der Elektrolytkondensator bereits nach drei Jahren sterben würde.
Darüber hinaus haben Feststoffkondensatoren auch eine höhere Toleranz nicht nur für höhere Temperaturen, sondern sie funktionieren auch besser bei höheren Frequenzen und höherem Strom als Elektrolytkondensatoren. Und schließlich haben die Feststoffkondensatoren im Gegensatz zu ihren Pendants keine Chance zu explodieren, da sich in ihrem Körper keine flüssigen Bestandteile befinden. All dies in Kombination macht sie viel besser geeignet für extreme Belastungsvorgänge, die übertaktete Setups oder Workstations umfassen können.
Welches Motherboard sollte ich zum Übertakten nehmen?
Gaming-Motherboards wie dieses Z690 haben eine robuste Kühlung (Bildnachweis: Gigabyte)
Der Kauf eines Motherboards ist bereits eine komplexe Entscheidung, da der Markt mit verschiedenen Sockeltypen und Formfaktoren gefüllt ist. Es wird noch komplizierter, wenn Sie beabsichtigen, ein gutes Motherboard zum Übertakten zu kaufen, da nicht alle Boards dieser Aufgabe gewachsen sind. Wenn Sie jedoch nach einem guten Motherboard suchen, mit dem Sie Ihr System übertakten können, sollten Sie einige Dinge beachten.
Erstens sind Motherboards, die eine Übertaktung auf hohem Niveau unterstützen, solche, die ein robustes Stromversorgungssystem bieten. Wieso den? Das liegt daran, dass der Betrieb einer CPU mit einer höheren Taktrate erfordert, dass man mehr Leistung durch sie hindurchschiebt. Wenn Sie also beispielsweise eine 125-W-CPU mit einer maximalen Taktrate von 4,5 GHz übertakten möchten, um sie mit 5 GHz zu betreiben, müssen Sie mehr als 125 W pumpen.
Wenn die Spannungs-und Leistungsanforderungen steigen, werden die VRMs erheblich belastet. In diesem Fall hilft eine höhere Anzahl von Leistungsphasen, da jede Leistungsphase die Arbeitslast aufteilen kann. Angenommen, eine einzelne Stromphase hat eine Last von 100 Ampere. Eine zweite Stromphase reduziert die Last auf 50 Ampere (50 A).
Das ist der Grund, warum die meisten High-End-Motherboards mehr Stromphasen haben. Wenn Sie also vorhaben, Ihre CPU bis an ihre Grenzen zu übertakten, empfehlen wir Ihnen, nach einem Motherboard mit mindestens 8 Leistungsphasen Ausschau zu halten. Darüber hinaus sollten Sie auch nach einem Motherboard mit einem robusten Kühlsetup suchen, da höhere Spannungen auch mehr Wärme bedeuten.
Wie wir bereits oben besprochen haben, erzeugen MOSFET-Schalter bei jedem Ein-oder Ausschalten eine erhebliche Menge an Wärme, und dies wird noch verstärkt, wenn Sie über einen übertakteten Chip sprechen. Eine gute Kühleinrichtung in einem übertakteten System ist kein Luxus, sondern eine Notwendigkeit.
Was sind VRMs und warum sind sie wichtig?
Im Wesentlichen sind VRMs ein kompliziertes Thema, da Sie befassen sich mit einer Menge Fachjargon, auf das ein normaler PC-Enthusiast niemals stoßen würde (PWM, MOSFETS, Drosseln usw.). Es ist diese Technik, die die meisten Computerbenutzer daran hindert, sich jemals so damit zu beschäftigen, wie sie es mit CPUs oder GPUs tun. Aber wie wir in diesem Artikel gesehen haben, bilden die VRMs, obwohl sie komplex sind, das Herzstück moderner Computer. Sie zu verstehen ist ein Schlüssel zur Aufdeckung der vielen verdinglichten Objekte unseres Alltags.
Wir hoffen, dass Sie VRMs ein wenig besser verstehen konnten und eine neue Wertschätzung für sie entwickelt haben, denn sie sind ein Wunderwerk der modernen Technik. Außerdem würden Sie es jetzt schätzen, mehr zu übertakten, nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben. Darüber hinaus hoffen wir, dass dieser Leitfaden Ihnen geholfen hat, besser zu verstehen, wie sich ein VRM auf Ihren alltäglichen PC auswirken kann, und Ihnen dabei deutlich gemacht hat, worauf Sie beim Kauf eines neuen Motherboards für Ihren PC achten müssen. Wenn Sie weitere Fragen zur Funktionsweise bestimmter Teile des Motherboards haben, sehen Sie sich unsere hier verlinkte detaillierte Übersicht an.
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