VRM یا ماژول تنظیم کننده ولتاژ در مادربرد چیست و چه اهمیتی دارد؟

بسیاری از ما با مادربرد آشنا هستیم و می دانیم که این قطعه ارزشمند درون کامپیوتر ما، نقش کلیدی ای دارد. مادربرد از اجزای مختلفی تشکیل شده است که تمام قطعات داخلی مادربرد برای عملکرد بهتر سیستم بسیار مهم هستند. اما ماژول رگولاتور یا تنظیم کننده ولتاژ که به آن VRM نیز می گویند یکی از این مولفه‌ های است که زیاد در مورد آن صحبت نمی‌ شود. اما باید متوجه باشیم که پایداری کامپیوتر به وجود یک VRM با کیفیت وابسته است. از ارائه ولتاژ مورد نیاز به قسمت های مختلف مادربرد گرفته تا تامین برق، در واقع یک VRM باعث عملکرد یکپارچه قطعات می شود. در این آموزش، ما قصد داریم در مورد VRM، اجزای تشکیل دهنده آن، نحوه عملکرد آن و اهمیت آن در یک سیستم کامپیوتری صحبت کنیم.

VRM مادربرد چیست؟

قطعات روی مادربرد شما به تمام برقِی که توسط منبع تغذیه تامین می شود نیاز ندارند. بیشتر مدار ها به قدری ظریف هستند که برای انجام وظایف خود به ولتاژ بسیار کمتری نیاز دارند. از این رو، یک مادربرد به مکانیزمی نیاز دارد تا این مقدار اندک نیرو را تامین کند. VRM همان طور که از نامش پیداست، قطعه ای است که ولتاژ وارد شده از PSU یا پاور را تنظیم می کند و ولتاژ مورد نیاز CPU را پس از فیلتر نوسانات به CPU منتقل می کند. همچنین ولتاژ مشخصی را برای RAM یا سایر قطعات تامین می کند. همانطور که در تصویر زیر نیز مشخص است می توانید VRM تعبیه شده روی مادربرد را در نزدیکی CPU پیدا کنید.

درست مانند PSU که ولتاژ بالا را از برق شهری می گیرد و به مقدار لازم برای سیستم شما تبدیل می کند، VRM نیز ولتاژ بالا را از PSU می گیرد و آن را متناسب با هر قطعه تنظیم می کند. از این رو، می توانید آن را به عنوان یک منبع تغذیه کوچک در نظر بگیرید. VRM یک تراشه یا یک سیم روی مادربرد نیست. در ادامه با هم بررسی می کنیم VRM مادربرد از چه چیزی ساخته شده است.

VRM مادربرد از چه اجزایی تشکیل شده است؟

یک VRM از سه جزء اصلی تشکیل شده است. دو ماسفت، یک چوک و یک خازن. بیشتر مادربرد ها دارای VRM چند فازی هستند. شما می توانید ماسفت را در زیر هیت سینک ها پیدا کنید زیرا آن ها گرمای زیادی تولید می کنند. در اکثر مادربرد های قدیمی چوک ها را به شکل سیم پیچ های بزرگی در اطراف CPU و در نزدیکی ماسفت ها می بینید اما چوک در مادربرد های جدید یک تکه آهنی مربعی شکل روی مادربرد هستند. در نهایت خازن ها را در مادربرد کنار چوک می بینید که استوانه ای شکل هستند.

ماسفت ولتاژ مورد نیاز را از طریق PWM یا آی سی درایور به CPU ارسال می کند. ماسفت در واقع یک فلز اکسید نیمه هادی با میدان ترانزیستور است و وظیفه انتقال ولتاژ تنظیم شده را بر عهده دارد. ماسفت ولتاژ القایی را با رسیدن به مقدار ثابت قطع می کند و آن را به CPU می رساند. چوک نیز چیزی نیست جز یک سلف مغناطیسی که ولتاژی را تولید می کند تا با ولتاژ تولید شده از PSU مقابله کند. خازن نیز در این بین ولتاژ ریپل را با نوسانات ناگهانی می گیرد و آن را به ولتاژی پایدار تبدیل می کند و وظیفه آن جلوگیری از آسیب با کنترل امواج ولتاژ است.

VRM چگونه کار می کند؟

VRM مادربرد شامل یک مدار الکترونیکی است که از اتصالات بین ماسفت، چوک و خازن تشکیل شده است. به زبان ساده، ماسفت ولتاژ بالا را از PSU دریافت می کند و چوک را تا ولتاژ مورد نیاز شارژ می کند. سپس ولتاژ خروجی چوک به خازن منتقل می شود تا نوسانات آن را بگیرد و یک ولتاژ پایدار را به CPU منتقل کند. اگر بخواهیم با جزئیات به این روند نگاه کنیم، خواهیم دید هنگامی که PSU شما ولتاژ را به یک ماسفت می دهد چوک، در برابر جریان مقاومت می کند و در عوض یک میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد می کند. به همین دلیل، ولتاژ خروجی چوک به آرامی افزایش می‌ یابد که این به عنوان عمل شارژ شناخته می شود.

اگر جریان برق را برای مدت طولانی تری وارد مدار VRM کنیم، چوک کاملاً شارژ می شود و خروجی آن ولتاژی برابر با ورودی خواهد داشت. بنابراین، هنگامی که ولتاژ چوک از سوئیچ ماسفت به خازن تخلیه می شود، خازن بعد از گرفتن نوسانات ولتاژ آن را به CPU منتقل می کند. اما، CPU فقط به بخشی از ولتاژ ورودی را نیاز دارد، تقریباً 1.2 ولت از 12 ولت PSU. از این رو، مدار باید دارای مکانیزمی باشد تا زمانی که ولتاژ خروجی به 1.2 ولت می رسد، برق ورودی را قطع کند.

برای این کار ماسفت از کنترل کننده PWM که پهنای پالس را نظارت می کند، استفاده می کند. این کنترلر باعث می شود زمانی که چوک به ولتاژ مورد نیاز در خروجی می رسد برق ورودی قطع شود. سازندگان، مدار VRM مادربرد مدار را به گونه ای طراحی کرده اند که با باز شدن سوئیچ های بالا و پایین بسته می شود و تخلیه بار شروع می شود و بالعکس. اما، CPU بخش بزرگی از انرژی را به کمک خازن از چوک می گیرد که باعث می شود چوک دشارژ شود. برای جبران این مشکل مدار از یک خازن تشکیل شده است که خازن مقداری انرژی را از دور قبلی شارژ شدن چوک ذخیره می کند و انرژی مورد نیاز را برای دور بعدی برای شارژ چوک تامین می کند.

در نهایت، مدار کامل می شود و CPU انرژی پایدار را به طور مداوم دریافت می کند. برای تامین ولتاژ پایدار تر، تعدادی از این مدار ها در مادربرد به هم متصل می شوند. به این VRM چند فازی می گویند. در اینجا، PWM هر VRM به نوبه خود نوسانات را بسیار کاهش می دهد. از این رو، VRM چند فازی ولتاژ پایدار تری را تامین می کند. اکنون که می دانیم یک VRM چگونه کار می کند، می خواهیم بفهمیم چرا داشتن یک VRM در مادربرد بسیار مهم است.

چرا VRM در مادربرد مهم است؟

در ادامه به سه مورد اشاره می کنیم که اهمیت VRM را در مادربرد برای شما مشخص می کند.

تاثیر VRM در تامین ولتاژ مورد نیاز قطعات

همان طور که پیش از این هم گفتیم، CPU به تمام برقی که از منبع تغذیه واردمی شود نیاز ندارد. اگر بخواهیم ولتاژ کامل را به آن بدهیم، CPU فوراً می سوزد. در اینجا VRM نقش تنظیم کننده ولتاژ را بازی می کند و دقیقا ولتاژ مورد نیاز CPU را تامین می کند. VRM این کار را نه تنها برای CPU، بلکه برای سایر قطعات متصل به مادربرد مثل RAM نیز انجام می دهد. چرا کهسخت افزارهای متصل به مادربرد مانند CPU، رم و گرافیک به نوسانات برق بسیار حساس هستند. حتی کوچکترین تغییر در ولتاژ می تواند برای همیشه به سیستم آسیب برساند. بنابراین VRM نه تنها ولتاژ پایداری را برای CPU فراهم می کند، بلکه برای RAM و گاهی اوقات گرافیک نیز به همین شکل عمل می کند.

تاثیر VRM در اورکلاک قطعات

به علاوه ما می توانیم تاثیر مستقیم VRM را در طول اورکلاک مشاهده کنیم. به طور مثال تاثیر VRM در اورکلاک CPU را بررسی می کنیم. همانطور که در پست اورکلاک CPU نیز توضیح دادیم اورکلاک باعث می شود پردازنده با سرعتی بیشتر از سرعت معمول خود کار کند. این فرآیند باعث می شود CPU نیاز به ولتاژ ورودی پایدار بیشتری داشته باشد. همان طور که می دانید رسیدن به یک ولتاژ پایدار در اورکلاک اهمیت دارد که طبق عملکردی که از VRM دیدیم به راحتی می تواند ولتاژ ورودی را برای CPU پایدار کند.

تاثیر VRM در جلوگیری از آسیب قطعات و خطاهای BSOD

تمامی قطعات از طریق مدار هایی در مادربرد به یکدیگر متصل می شوند. یک CPU ناپایدار نه تنها می تواند خود را نابود کند بلکه به می تواند به سایر قطعات نیز آسیب برساند. اگر ولتاژ ورودی CPU، گرافیک یا رم از مقدار بهینه بیشتر شود، می تواند خطرات جدی برای سیستم ایجاد کند. به طور مشابه، ولتاژ ناپایدار علت اصلی چندین مشکل سخت افزاری و نرم افزاری، مانند خطاهای BSOD است، که کار بر روی سیستم را با مشکل مواجه می کند. همچنین در صورت کافی نبودن ولتاژ ورودی، سیستم اغلب خاموش می شود. وجود VRM روی مادربرد به جلوگیری از همه این مشکلات کمک می کند. یک VRM خوب از نوسانات ولتاژ جلوگیری می کند، بنابراین به پردازنده و سایر قطعات سخت افزاری کمک می کند تا بدون هیچ گونه اختلالی کار کنند.

سخن پایانی

اکنون که متوجه اهمیت VRM در مادربرد شده اید، بهتر است در هنگام خرید مادربرد به مشخصات VRM نیز توجه کنید. اگر در مشخصات مادربرد مشخصات VRM را پیدا نکردید می توانید با شمارش تعداد چوک های روی آن به تعداد فاز های مادربرد خود پی ببرید. زیرا همان طور که گفته شد در هر مدار VRM یک چوک وجود دارد، بنابراین هر چوک روی مادربرد نشانی از یک فاز در VRM است.

نکته مهم دیگری که وجود دارد این است که VRM باید به درستی خنک شود. زیرا در طول بار سنگین، ماسفت ، چوک و به طور کلی VRM گرما تولید می کند. به همین دلیل تولید کننده ها معمولاً از هیت سینک های حرارتی و خمیر حرارتی را برای خنک سازی غیرفعال VRMاستفاده می کنند. اما با این وجود ما به شما توصیه می کنیم که سیستم خود را همیشه خنک نگه دارید تا از گرم شدن بیش از حد VRM جلوگیری کنید.

منبع: technewstoday.com