VRM คืออะไรและส่งผลต่อประสิทธิภาพของ CPU อย่างไร

สำหรับความง่ายในการสร้างคอมพิวเตอร์ เรามักไม่ค่อยเห็นคุณค่าของวิศวกรรมไฟฟ้าที่ใช้เพื่อทำให้สิ่งนั้นเกิดขึ้น ตัวอย่างเช่น มาเธอร์บอร์ดจัดการวิธีที่ CPU ของคุณได้รับพลังงานอย่างไร ผ่านโมดูลควบคุมแรงดันไฟฟ้า (VRM) แต่ VRM คืออะไรและส่งผลต่อประสิทธิภาพของ CPU ของคุณอย่างไร? เราตอบคำถามเหล่านั้น

VRM คืออะไร?

VRM ของมาเธอร์บอร์ดเป็นชุดส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญแต่ประเมินค่าไม่ได้ ซึ่งช่วยให้ CPU หรือ GPU ของคุณได้รับพลังงานสะอาดที่แรงดันไฟฟ้าสม่ำเสมอ

VRM ที่ไม่ดีอาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงและจำกัดความสามารถของโปรเซสเซอร์ในการทำงานภายใต้ภาระงาน อาจทำให้ปิดเครื่องโดยไม่คาดคิดได้ โดยเฉพาะเมื่อทำการโอเวอร์คล็อก

VRM ทำงานอย่างไร

งานแรกของ VRM คือการแปลงพลังงาน 12 โวลต์จากแหล่งจ่ายไฟของคอมพิวเตอร์ของคุณให้เป็นแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้ สำหรับโปรเซสเซอร์ โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 1.1V ถึง 1.3V อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ละเอียดอ่อนภายในสามารถลัดวงจรได้อย่างง่ายดายด้วยโวลต์มากเกินไป ความแม่นยำก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกันเมื่อจ่ายไฟให้กับโปรเซสเซอร์ และต้องส่งแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ นั่นเป็นสาเหตุที่ VRM ซับซ้อนกว่าลวดธรรมดา แต่หัวใจของพวกมันคือตัวแปลงบั๊ก ซึ่งลดแรงดันไฟฟ้าลงไปยังระดับที่เหมาะสมได้อย่างแม่นยำ

VRM ใช้สามส่วนประกอบในการทำงาน:MOSFET, ตัวเหนี่ยวนำ (เรียกอีกอย่างว่าโช้ก) และตัวเก็บประจุ นอกจากนี้ยังมีวงจรรวม (IC) เพื่อควบคุมทั้งหมด ซึ่งบางครั้งเรียกว่าตัวควบคุม PWM สามารถดูแผนผังแบบง่ายของ VRM เฟสเดียวได้ที่ด้านล่าง

ดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับฟังก์ชันของแต่ละส่วนประกอบได้ในหน้า VRM ของ WikiChip

VRM แบบหลายเฟส

คอมพิวเตอร์สมัยใหม่ต้องการ VRM เฟสเดียวมากกว่า ระบบไฟฟ้าสมัยใหม่ใช้ VRM แบบหลายเฟส หลายเฟสกระจายโหลดกำลังไฟฟ้าในพื้นที่กว้างขึ้น ซึ่งช่วยลดการผลิตความร้อนและความเค้นของส่วนประกอบ ตลอดจนให้การปรับปรุงด้านไฟฟ้าอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพและต้นทุนต่อชิ้นส่วน

แต่ละเฟสของ VRM แบบหลายเฟสที่ทันสมัยจะจ่ายพลังงานเพียงเศษเสี้ยวที่ต้องการ โดยผลัดกันจ่ายพลังงานให้กับ CPU เมื่อถ่ายทีละขั้น แต่ละเฟสจะให้ช่วงเวลาสั้นๆ ของพลัง โดยแสดงเป็นคลื่นรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัส

การระเบิดของพลังงานในแต่ละเฟสจะถูกเซจากครั้งสุดท้าย ดังนั้นในขณะที่ทำงานเพียงเฟสเดียวเท่านั้น จำนวนพลังงานทั้งหมดจะไม่เปลี่ยนแปลง ในทางกลับกัน ทำให้เกิดแหล่งพลังงานที่ราบรื่นและเชื่อถือได้ ซึ่งเป็นพลังงาน "สะอาด" ที่จำเป็นสำหรับ CPU เพื่อให้ทำงานได้อย่างเหมาะสมที่สุด คุณสามารถดูระบบที่ใช้งานง่ายด้านล่าง

การกำหนดหมายเลขเฟส VRM และความจริงในการโฆษณา

โดยทั่วไปแล้ว VRM จะขายในรูปแบบ “8+3” หรือ “6+2” ตัวเลขที่อยู่ข้างหน้าเครื่องหมายบวกจะระบุจำนวนเฟสสำหรับพลังงานทำความสะอาดสำหรับ CPU โดยเฉพาะ ตัวเลขหลังเครื่องหมายบวกหมายถึงเฟส VRM ที่เหลือเพื่อจ่ายไฟให้กับส่วนประกอบเมนบอร์ดอื่นๆ เช่น RAM

เมื่อตัวเลขแรกมากกว่า 8 เช่น “12+1” “18+1” หรือสูงกว่านั้น ผู้ผลิตมักใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่าตัวทวีคูณ ตัวคูณช่วยให้พวกเขาสามารถทวีคูณประโยชน์ของเฟสที่มีอยู่โดยไม่ต้องสร้างเฟสเพิ่มเติมในกระดาน แม้ว่าการดำเนินการนี้จะไม่ค่อยมีประสิทธิภาพเท่าการแยกเฟสทั้งหมด แต่ก็ช่วยให้มีการปรับปรุงด้านไฟฟ้าด้วยต้นทุนที่น้อยกว่า และเนื่องจากช่วยให้ผู้ผลิตสามารถเพิ่มหมายเลขสำหรับผู้ซื้อโดยเสียค่าใช้จ่ายเพียงเล็กน้อย พวกเขาจึงมักฉวยโอกาส

VRM ปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างไร

เป้าหมายของ VRM คือการจัดหาพลังงานที่สะอาดและเชื่อถือได้ ทว่าแม้แต่ VRM พื้นฐานก็สามารถให้ประสิทธิภาพที่เพียงพอในการรักษา CPU ระดับกลางที่ความเร็วสต็อก เมื่อโอเวอร์คล็อกหรือจำกัดส่วนประกอบ คุณภาพของ VRM จะมีความสำคัญมากขึ้น

นักโอเวอร์คล็อกควรหา VRM ที่ทำจากส่วนประกอบที่เชื่อถือได้ หากส่วนประกอบมีราคาถูก อาจไม่สามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้เพียงพอภายใต้ภาระงาน ทำให้เกิดการปิดระบบอย่างกะทันหัน ส่วนประกอบที่แปรผันได้ส่วนใหญ่เป็นตัวเก็บประจุและโช้ก

มองหาตัวเก็บประจุที่ทนต่อการรั่วซึม เหล่านี้มักจะวางตลาดภายใต้ชื่อเช่น "ตัวเก็บประจุแบบญี่ปุ่น" "ตัวเก็บประจุแบบมืด" หรือ "ตัวเก็บประจุแบบแข็ง" การโอเวอร์คล็อกสูงก็ต้องการโช้กที่ดีกว่าเช่นกัน คุณสามารถค้นหาชื่อนี้ได้ว่าเป็นโช้กซุปเปอร์เฟอร์ไรท์ (SFCs) หรือ "Premium Alloy Chokes" นอกจากนี้ ให้มองหาฮีทซิงค์เหนือ MOSFET บางส่วนหรือทั้งหมด – แบบครีบ ถ้าเป็นไปได้

นอกจากนี้ ผู้ที่ใช้ CPU ที่มีกำลังสูงกว่า เช่น Threadripper CPU ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้รับ VRM คุณภาพดีบนเมนบอร์ดของตน ผู้ผลิตหลายรายเตรียมพร้อมสำหรับ Threadripper ในแง่นี้ แต่สำหรับ CPU ที่ต้องการพลังงานสูง สิ่งสำคัญอย่างยิ่งคือต้องแน่ใจว่าคุณจะได้รับพลังงานสะอาดได้บ่อยที่สุด

บทสรุป

แม้จะมีความรู้ ก็อาจเป็นเรื่องยากที่จะซื้อ VRM ที่มีความสามารถ ค่าใช้จ่ายเป็นเพียงแนวทางเล็กน้อย และสื่อการตลาดดังที่กล่าวไว้ อาจทำให้เข้าใจผิดโดยเจตนา ข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับส่วนประกอบและหมายเลขชิ้นส่วนนั้นไม่ค่อยเปิดเผยต่อผู้บริโภค เป็นการดีที่สุดที่จะทำวิจัยของคุณเองก่อนที่จะได้รับ

หากคุณชอบบทความนี้ใน VRM และผลกระทบต่อประสิทธิภาพของ CPU อย่างไร อย่าลืมตรวจสอบเนื้อหาฮาร์ดแวร์อื่นๆ ของเรา เช่น คำแนะนำในการจัดลำดับความสำคัญการอัปเกรดสำหรับพีซีของคุณ หรือการเขียนเกี่ยวกับ vsync และความละเอียดของหน้าจอก่อนตัดสินใจซื้อครั้งต่อไป เฝ้าสังเกต.