VRM là gì và ảnh hưởng thế nào đến hiệu xuất của bộ vi xử lý

Mô-đun điều chỉnh điện áp (Voltage Regulator Module – VRM) là một trong các linh kiện phần cứng quan trọng trong kết cấu chung của một hệ thống bo mạch chủ, tuy nhiên VRM lâu nay nay vẫn không thu được không ít sự đoái hoài và thậm chí người ta còn chẳng biết đến sự hiện hữu của nó. Về lý thuyết, VRM đáp ứng CPU hoặc GPU của bạn nhận được một nguồn năng lượng sạch nhất có thể ở một mức điện áp nhất quán.

VRM kém cũng đều có thể dẫn đến năng suất bị suy yếu cũng như có hạn khả năng hoạt động của bộ xử lý khi nó tải các tác vụ, và thậm chí có thể dẫn đến hiện tượng hệ thống bị tắt bất ngờ, nhất là khi ép xung. Trên thực tế, trước khi những nguyên do về ứng dụng được biết tới, những yếu kém trong thiết kế VRM cũng đã được cho là có liên quan đến các điều chỉnh mới đây của Apple với i9 MacBook Pros.

Bây giờ, hãy cùng khám phá xem VRM thực thụ là gì và nó ảnh hưởng như thế nào đến công suất của cục vi xử lý.

VRM là gì

VRM là một mạch điện có độ năng chuyển đổi điện áp DC từ giá trị này qua một giá trị khác thấp hơn và cùng lúc giữ cố định giá trị điện áp này trong giới hạn cho phép ở các mức tải khác nhau, nó còn có một tên thường gọi khác là “DC to DC converter”. Không thể nói chức năng chuyển đổi này là một công nghệ mới vì nó có thời gian hiện diện bằng với tuổi thọ của ngành điện – điện tử. Có thể đơn giản nhận biết rằng có rất nhiều mạch VRM trên bo mạch chủ của máy tính, nó cung cấp năng lượng cho CPU, RAM từ mức điện áp nguồn +5VDC hoặc +12VDC xuống mức điện áp thấp hơn mà CPU, RAM có thể hoạt động được.

VRM hoạt động như ra sao?

VRM trong bộ nguồn máy tính là một mạch ổn áp DC hiệu suất hoạt động theo phương pháp thức điều biến phạm vi xung PWM tương tự như mạch PWM công suất chính. Nó cũng đều có các phần tử linh kiện tương đương như: IC tạo dao động, Mosfet, cuộn dây PWM và tụ lọc.

Công việc trước mắt của VRM là chuyển đổi năng suất 12 volt từ nguồn cấp điện của máy tính thành một điện áp để vi giải quyết có thể sử dụng được. Đối với bộ vi xử lý, điện áp này thường dao động trong vòng từ 1.1V đến 1.3V. Các thiết bị điện tử tinh vi bên mỗi bộ vi giải quyết trong cũng đều có thể dễ dàng không đạt được hữu hiệu càng phải có do các nguyên nhân về điện năng. Độ chính xác cũng rất quan trọng khi cấp nguồn cho bộ xử lý và điện áp yêu cầu phải được phân phối một cách chính xác nhất có thể. Đó là nguyên do tại sao cấu tạo của VRM phức tạp hơn biết bao so với một quãng dây dẫn đơn giản. Tuy vậy, “trái tim” của các VRM về cơ bản là một công cụ chuyển đổi buck – thiết bị giúp giảm chính xác điện áp xuống mức thích hợp.

VRM sử dụng ba phần tử sau để thực hiện công việc của mình:

• MOSFET (viết tắt của Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor, có nghĩa là “transistor hiệu ứng trường Oxit Kim loại – Bán dẫn).
• Inductors (còn gọi là cuộn cảm).
• Tụ điện.

Ngoài ra còn có một mạch tích hợp (IC) để điều khiển tất cả, đôi lúc được coi là bộ điều khiển PWM. Dưới đây là sơ đồ dễ dàng của 1 hệ thống VRM một pha:

VRM đa pha

Sức mạnh của bộ vi giải quyết trên các hệ thống máy tính hiện đại cần đến nhiều hơn một VRM một pha, do đó, các hãng sản xuất chuẩn bị cho chip giải quyết của mình hệ thống VRM đa pha. Nhiều pha giúp truyền tải điện năng trên trên một diện tích vật lý rộng hơn, giảm sự sản sinh của nhiệt độ, giảm sức ép lên các thành phần trong hệ thống cũng như mang lại các cải thiện về mặt điện năng có liên quan đến hữu hiệu hoạt động và chi phí vận hành của mỗi phần trong bo mạch chủ.

Mỗi pha trong một hệ thống VRM đa pha tối tân sẽ cung cấp phần nào sức mạnh cần thiết, chúng thay phiên nhau cung cấp điện cho CPU. Các phiên này sẽ có thi hành riêng lẻ, mỗi pha cung cấp năng lượng trong một khoảng thời gian ngắn. Có thể hình dung qui trình này như một sóng hình vuông trong ảnh minh họa bên dưới đây:

Năng lượng trong từng pha được “bơm” cho chip xử lý theo kiểu so le, do đấy cho dù chỉ có 1 pha đang hoạt động tại một thời điểm, tổng lượng điện năng cung cấp vẫn luôn được duy trì ổn định, cùng lúc tạo nên tạo ra một nguồn năng lượng ổn định, đáng tin cậy, cũng có thể coi là nguồn năng lượng “sạch” càng phải có cho một CPU hoạt động trong điều kiện tối ưu nhất. Bạn cũng có thể có thể thấy mô hình mô tả hoạt động của các pha VRM trong sơ đồ bên dưới.

Số pha của VRM ảnh hưởng làm sao đến việc marketing của các nhà cung cấp

VRM thường được bán dưới dạng “8 + 3” hoặc “6 + 2.” Số trước dấu cộng cho thấy số pha được dành riêng để làm sạch nguồn cho CPU. Số sau dấu cộng cho biết các pha còn sót lại trong VRM để cấp nguồn cho các phần tử bo mạch chủ khác như RAM.

Khi số trước mắt lớn hơn 8, chẳng hạn như “12 + 1,” “18 + 1” hoặc cho dù cao hơn, hãng sản xuất thường sử dụng một thiết bị được coi là bộ nhân đôi (doubler). Một bộ nhân đôi cho phép nhà sản xuất tận dụng lợi ích của pha đoạn ngày nay mà không cần lắp thêm các pha bổ sung vào hệ thống. Mặc dù các pha được nhân đôi này không tận gốc hữu hiệu như các pha tận gốc tách biệt, nhưng nó cấp phép để dành đáng kể chi phí sản xuất, mang lại giá thành cạnh tranh hơn rất nhiều.

Một số nhà sản xuất, đặc biệt là Gigabyte, cũng từng bắt đầu quảng cáo các pha song song như thể chúng là hai pha riêng biệt. Trong thực tế, đây đích thực là một pha được nhân đôi. Các tín hiệu điện của nó được đồng bộ hóa thay vì so le như đã nói ở trên, và tất nhiên nó không thể đạt được hữu hiệu như một pha độc lập thực sự. Nhưng các nhà sản xuất thường không ngại “uốn cong” và đánh đồng các khái niệm tương đối trừu tượng này nếu điều ấy là càng phải có để đáp ứng lợi ích của họ. Nếu nói này là các vấn đề về đạo đức thì có vẻ hơi nặng nề, cũng có thể gọi là 1 cách “lách luật thì đúng hơn”. Quan trọng vẫn chính là ở chính người tiêu dùng, chúng ta cần phải tỉnh táo và trang bị cho mình những kiến thức cơ bản về 1 mặt hàng trước khi quyết định mua nó.

VRM giúp cải thiện năng suất như làm sao?

Mục tiêu với VRM là cung cấp một năng lượng sạch và ổn định cho bo mạch chủ. Tuy nhiên, ngay cả một VRM cơ bản cũng có thể có thể cung cấp hiệu suất đủ để duy trì một CPU tầm trung ở tốc độ cơ bản, nhưng khi ép xung hoặc đẩy cao các giới hạn thành phần, chuyên sâu của VRM sẽ trở nên quan trọng hơn.

Bạn hãy tưởng tượng, biến áp hiệu suất chính của cục nguồn là một thùng chứa nước, với bộ nguồn bình thường thùng chứa này có 3 ngăn tương ứng với 3 đầu vòi là 3 đường điện chính, nên mỗi ngăn chứa (công suất từng đường) sẽ thấp hơn tổng dung tích của bình chứa (tổng hiệu suất bộ nguồn). Đối với bộ nguồn có VRM thì bình chứa chỉ duy nhất có một ngăn và 1 vòi cung cấp nguồn nước 12V, do đấy cũng có thể nói tổng dung tích bình chứa sẽ bằng tổng dung tích cho đường 12V, đường 12V cung cấp năng lượng cho 2 đường còn lại qua mạch VRM hay có thể nói 2 đường còn sót lại chính là phụ tải của đường 12V. Trên lý thuyết thì:

Công suất PSU = Công suất 12V = Công suất 5V = Công suất 3.3V với điều kiện 2 trong 3 đường có mức tải bằng 0.

Hệ quả là nếu bạn có 2 bộ nguồn có cùng mức hiệu suất thì bộ nguồn có VRM luôn cho bạn một mức năng suất của từng đường cao hơn. Căn cứ vào nhu cầu của hệ thống mới hiện giờ chủ yếu sử dụng nhiều năng lượng từ đường 12V thì điều ấy sẽ giúp cho bạn không càng phải mua bộ nguồn có công suất lớn hơn.

Để dễ hiểu, ta có thể so sánh giữa 2 bộ nguồn khác nhau của hãng AcBel là R8 607W không có độ năng VRM và R88 có tính năng VRM cho cả đôi đường 5V và 3.3V. Ta thấy tuy có cùng mức hiệu suất là 600W nhưng tổng hiệu suất (max output) của từng đường điện thì R88 có mức năng suất cao hơn. Đường 12V R88 là 540W@45A còn R8 chỉ có 480W@40A. Khi bạn phải một nguồn 12V có mức hiệu suất 40A thì với bộ nguồn không có VRM bạn cần chọn mua một bộ nguồn có năng suất trên 680W nhưng với bộ nguồn có VRM thì chỉ cần một bộ nguồn 600W là đủ.

Kết luận: Hãy tìm cho mình một VRM tốt

Ngay cả khi bạn nắm được các kiến thức cơ bản, việc chọn mua các bộ nguồn có VRM thích hợp chưa bao giờ là dễ dàng. Những thông tin từ hãng sản xuất thì như đã nói phía trên, rất dễ gây hiểu lầm. Do đó, tốt nhất bạn nên tham khảo quan điểm từ các người có kỹ năng hoặc tham gia vào các nhóm, diễn đàn về phần cứng cũng giống linh kiện điện tử, mọi người sẽ luôn sẵn sàng giúp sức lẫn nhau.

Hy vọng những tin tức trên cũng có thể giúp ích được coi bạn!

Xem thêm:

• Cách kích hoạt tính năng tối ưu hiệu suất trong Windows 10
• Tìm hiểu về kiểu cách làm việc của CPU
• Sự khác nhau giữa case máy tính mid tower và full tower
• Hướng dẫn thiết lập và cài đặt Microphone trên máy tính

VRM,VRM là gì,tìm hiểu VRM,VRM trong máy tính,định nghĩa VRM,VRM ảnh hưởng hiệu xuất máy tính,VRM mainbroad

Nội dung VRM là gì và ảnh hưởng thế nào đến hiệu xuất của bộ vi xử lý được tổng hợp sưu tầm biên tập bởi: Tin Học Trường Tín. Mọi ý kiến vui lòng gửi Liên Hệ cho truongtin.top để điều chỉnh. truongtin.top tks.