آشنایی با مدار VRM در مادربردها و نگاهی به این بخش مهم از GIGABYTE Z390ها

یکی از بخش های حساس و مهم در مادربردها، مدار تغذیه VRM است؛ مدار VRM چیست و از چه نظر حائز اهمیت است؟ دلیل اصلی مانور شرکت ها بر روی ویژگی های این مدار چیست؟ در ادامه ضمن پاسخ به تمامی این پرسش ها، به بررسی مدار تغذیه VRM در مادربردهای کمپانی GIGABYTE خواهیم پرداخت. با "سخت افزار" همراه باشید.

آشنایی با کاربرد مدار مهم VRM در مادربردها

مدار Voltage Regulator Module به اختصار VRM، مداری حساس است که افزون بر مادربرد، در سخت افزارهایی نظیر کارت گرافیک نیز مورد استفاده قرار می گیرد. همانطور که می دانید، گیت های خروجی منابع تغذیه (PSU) شامل ولتاژ های مادر، از جمله 12 ولت، 5 و 3.3 ولت خواهند بود. اما CPUها با ولتاژی بسیار پایین از این مقدار سازگار هستند که امروزه عمدتا بین 1 الی 1.4 ولت است. همچنین در زمان "اورکلاک" و افزایش جریان به منظور بالا بردن فرکانس نیز مدار VRM نقشی حیاتی را ایفا کرده و مانند بالهای پرواز یک CPU است.

کاربرد اصلی VRM تبدیل ولتاژهای خروجی پاور، به ولتاژ مورد نیاز CPU است. همچنین بخشی در CPUهای Intel و APUهای AMD قرار دارد که گرافیک داخلی بوده و برای تغذیه آن نیز فاز و یا فازهای رگولاتور مجزا تعیین می گردد. این مدار به واقع تبدیلی از نوع DC به DC را انجام می دهد. VRM ها معمولا به عنوان یک رگولاتور سوئیچینگ مانند یک مبدل باک اجرایی می شوند. به این مدار گاها مبدل Buck نیز گفته می شود؛ مبدل Buck عمدتا با هدف تبدیل جریان های DC به DC در مقادیر پایین مورد استفاده قرار می گیرد.

مدار VRM ضمن آنکه می بایست ولتاژ DC به DC را به مقادیر پایین تر تبدیل کند، وظیفه دارد تا جریان (آمپر) مورد نیاز را برای اوج گرفتن CPU در فرکانس های گوناگون فراهم سازد. با وجود آنکه ولتاژ مورد استفاده در CPU و GPU بسیار ناچیز است، اما در عوض جریان مورد استفاده آنها بسیار بالا خواهد بود. در مدار VRM مادربردها، عمدتا از MOSFET های بالا گذر و پایین گذر استفاده می گردد. کیفیت این ماسفت ها نیز به خودی خود عامل تعیین کننده ای در این مدار هستند؛ چرا که با گذر زمان، گرما و افزایش فشار، تلورانس خطای ماسفت ها متغییر بوده و امکان دسترسی به عملکرد مناسب در آنها به خطر می افتد. مدار PWM به همراه یک کنترل کننده و ماسفت های گوناگون، بخش مهمی از مدار VRM را تشکیل می دهند.

و اما بخش "فاز" که بسیار حائز اهمیت است؛ در مادربردهای امروزی، حداقل 3 فاز (Phase) در مدار VRM تعبیه شده است؛ فاز ها با آرایش موازی در یک مدار قرار می گیرند. ولتاژ CPU به ندرت ثابت می شود، زیرا به منظور کارآیی بیشتر، از تکنیک های مختلف DVFS استفاده می کند که به صورت پویا بار را تحت شرایط مختلفی تغییر می دهد. کنترل سریع جریان CPU در فرکانس های متفاوت نیز یک امر مهم است که کنترلر و مدار تغذیه VRM در مادربردها، باید به سرعت آن را کنترل نمایند. مدتی است که اکثر مادربرد ها خصوصا در مدل های پرچمدار High-End از مدار دیجیتالی یا به عبارت ساده تر، کنترلر دیجیتالی در مدار VRM استفاده می نمایند.

ویژگی مدار کنترلر دیجیتالی به نسبت آنالوگ آن است که تلورانس خطا بسیار کاهش یافته و واکنش در جریان و فرکانس های گوناگون بسیار سریع است. به دلیل گذر جریان بالا در ماسفت و قطعات الکترونیکی مدار VRM، برخی از کمپانی های سازنده مادربرد بر روی آنها خنک کننده های هیت سینک قرار داده و حتی در مواردی از یک عدد فن کوچک و یا حتی بلاک خنک کننده مایع استفاده می نمایند. دمای پایین، برای مدار VRM مانند نیاز انسان به هوا است! به عبارت دیگر، دمای مدار VRM در مادربردها، به بخشی تبلیغاتی مبدل شده است که شرکت ها بر روی آن مانورهای خاصی را می دهند. حال که با مفهوم و کاربرد مدار مهم VRM در مادربردها آشنا شده اید، سری به مدار VRM مادربردهای گیگابایت خواهیم زد تا بدانیم که این شرکت در مادربردهای جدید خود چگونه به این مدار پرداخته و قابلیت های آن در بالا بردن نرخ فرکانس چیست؟

بررسی مدار VRM در مادربردهای GIGABYTE

اینتل با معرفی پردازنده های نسل 9 خود، چیپست بهبود یافته Z390 را نیز برای ساخت مادربردهای سازگار و بهبود یافته با این محصولات ارائه کرد که منجر به تولید مادربردهای حرفه ای بسیاری شده است؛ کمپانی نام آشنای "گیگابایت" نیز آستین بالا زده و برای مادربردهای مبتنی بر چیپست Z390 خود، یک مدار VR