Vrm что это в компьютере
Перегревается VRM видеокарты — причины и как решить
Содержание
Содержание
Бывают случаи, когда видеокарта сбрасывает драйвер, либо изображение может на короткое время исчезнуть при интенсивной игре. Одной из причин такого поведения может быть перегрев VRM видеокарты. О диагностике и путях решения данной проблемы и поговорим.
Что такое VRM
Прежде чем определить причины и пути решения перегрева VRM (регулятора и преобразователя напряжения) видеокарты, следует рассмотреть устройство самой видеокарты. Близится к концу 2021 год, современные видеокарты состоят из нескольких десятков миллионов транзисторов, потребляют до полу киловатта энергии и имеют очень сложные системы охлаждения.
Но так было не всегда. Чтобы выяснить, из каких ключевых элементов состоит видеокарта и как эти компоненты эволюционировали, для примера возьмем видеокарту Nvidia GeForce 7800 GT, которая появилась в далеком 2005 году. Итак, основные составляющие видеокарты:
В середине 2000-х мощные видеокарты имели как правило один разъем питания, а их TDP были менее 100 Вт. Энергопотребление рассматриваемой в качестве примера Nvidia GeForce 7800 GT равнялось тогда всего 65 Вт.
Теперь разберемся, из каких компонентов состоит VRM видеокарты. Для регулировки и преобразования подаваемого напряжения на видеопроцессор и видеопамять используется регулятор питания напряжения или VRM, который состоит из следующих основных компонентов: МОП-транзисторов (их еще называют мосфетами, MOSFET), катушек индуктивности (дросселей) и конденсаторов. Управляет этими элементами ШИМ или PWM контроллер. Более подробно об этих компонентах и принципах их работы можно прочитать в статье «Как работает VRM на материнской плате и видеокарте компьютера».
VRM видеокарт из середины 2000-х обычно насчитывал 1–3 фазы, где на GPU приходилась одна либо две фазы, и одна фаза приходилась на питание видеопамяти. Так как количество потребляемой энергии таких видеокарт было небольшим по современным меркам, то зона VRM охлаждалась потоком выдуваемого воздуха системой охлаждения видеокарты либо вообще оставалась без активного обдува и каких-либо радиаторов. Ниже на фото Nvidia GeForce 7800 GT с системой охлаждения, где отчетлива видна ничем не прикрытая зона VRM.
А теперь перенесемся в дни сегодняшние. В качестве примера возьмем Asus ROG Strix LC GeForce RTX 3080 Ti OC Edition. Эта современная и производительная видеокарта имеет 12 Гб видеопамяти, 22 фазы питания (18 для GPU и 4 для VRAM), а ее пиковое энергопотребление составляет целых 400 Вт. За 15 лет аппетиты современных видеокарт заметно возросли.
Соответственно, все элементы VRM занимают уже практически половину всей площади PCB. А система охлаждения из воздушной трансформировалась в гибридную.
У современных видеокарт VRM может находиться как справа от GPU, так и слева. Если количество фаз питания видеокарты невозможно разместить на одной из сторон, тогда элементы VRM могут находиться по обе стороны от GPU, как в случае с выше рассматриваемой видеокартой от ASUS.
VRM отвечает за регулирование и преобразование питания видеокарты, и через него проходят токи с силой 50–60 ампер. Соответственно, чем дольше видеокарта занята отрисовкой 3D полигонов, тем выше нагрев цепей питания и всех компонентов VRM, а также видеопроцессора и видеопамяти. MOSFET-транзисторы во время работы выделяют большое количество тепла, поэтому они нуждаются в пассивном охлаждение в виде радиаторов как минимум, а еще лучше, чтобы система охлаждения видеокарты дополнительно обдувала зону VRM.
Как проверить перегрев VRM
Итак, нагрев и перегрев системы VRM видеокарты может стать серьезной проблемой и результатом нестабильной работы видеокарты и даже причиной ее выхода из строя. Чтобы определить, какая температура VRM у вашей видеокарты, следует использовать диагностические утилиты: Aida64, GPU-Z, MSI Afterburner, HWMonitor, SiSoftware Sandra и другие. Как правило, за отображение температуры VRM видеокарты отвечает датчик или датчики GPU VRM1, GPU VRM2 и так далее, в зависимости от того, сколько датчиков предусмотрел производитель вашей видеокарты.
Выше на скриншоте показания двух датчиков VRM на двух установленных видеокартах по данным AIDA 64, а ниже можно увидеть показания температур VRM в GPU-Z:
Если при полной загрузке в 3D температура VRM находится в пределах 50–70 °C, то можно не волноваться — такая температура считается нормальной. Хотя чем ниже, тем лучше естественно. Но, если температурные показания перешагивают за отметку 85 °C и выше, то стоит задуматься и начинать предпринимать какие-то меры.
Как снизить нагрев
А теперь пути решения проблем, если по данным мониторинга, температура VRM вашей видеокарты показывает цифры более 85 °C.
Первое что следует предпринять — почистить систему охлаждения видеокарты от пыли. Возможно, пыль забила пространство между ребрами радиатора и мешает обдуву или продуву радиатора VRM, в зависимости от исполнения системы охлаждения VRM.
Затем нужно разобрать систему охлаждения и проверить плотность прилегания радиатора СО видеокарты и компонентов VRM видеокарты — возможно, высохла термопаста или используемые термопрокладки отслужили свой срок. В таком случае оба термоинтерфейса необходимо будет заменить. При выборе термопрокладок обратите внимание на параметр теплопроводности, измеряемый в Вт/(м·К). Чем больше Ватт отводит приобретаемая термопрокладка, тем лучше.
Если два простых вышеописанных способа не помогли, необходимо прибегнуть к программным методам решения проблемы. Если видеокарта разогнана, необходимо убрать разгон. Если температура VRM не изменилась либо вы не разгоняли видеокарту можно понизить питающее напряжение на GPU и немного сбросить частоты, либо уменьшить значение Power Limit (PL). В результате этих действий уменьшится энергопотребление видеокарты и снизятся температуры. Вариантов, как это сделать, здесь также несколько. Первый — с помощью утилиты MSI Afterburner, второй — изменить этот параметр в BIOS видеокарты, для чего понадобится процедура перепрошивки BIOS.
Если эти три метода не помогли, то остаются два кардинальных. Начнем с первого — это замена системы охлаждения видеокарты. Существуют различные виды и типы охлаждений, от приобретения Full cover водяного охлаждения для видеокарты до использования специальных решений или подручных средств. Ничто вам не мешает закрепить под видеокартой вентилятор и настроить его обдув на зону VRM видеокарты. Все будет зависеть от конструктивных особенностей вашей видеокарты и вашего бюджета.
Последним вариантом может быть даже замена корпуса. Если вы используете старый корпус, либо он недостаточно продуваем, и из-за высокой температуры внутри корпуса происходит нагрев видеокарты и всех компонентов системы, то стоит задуматься о приобретении нового хорошо продуваемого корпуса.
Такое решение вопроса с перегревом VRM вам точно придется по нраву, так как новый корпус со дня покупки будет вас радовать каждый день.
За температурными показателями всех компонентов современных компьютеров пользователю следует пристально следить. Даже если вы приобрели новый компьютер или купили новую видеокарту, установите одну из диагностических утилит и пробежитесь по ее показаниям. Все рабочие температуры всех компонентов системы должны быть в разумных пределах.
Часто пользователи обращают свое внимание только на температуру центрального процессора и графического ядра видеокарты, забывая о VRM видеокарты. Теперь должно быть понятно, как следить за температурными показателями и что делать, если температура VRM видеокарты близка к критической. Лучше диагностировать проблему на ранней стадии, чем обращаться потом в сервис за ремонтом.
Из чего состоит VRM материнской платы
Содержание
Содержание
VRM или модуль регулятора напряжения — это важнейший функциональный узел материнской платы, который преобразует 12 В от блока питания в стабилизированное низкое напряжение для процессора и оперативной памяти. Он состоит из пяти базовых функциональных элементов, которые мы подробно разберем.
Подробнее узнать о работе VRM можно в специализированном материале.
PWM-контроллер
Это центр управления всего VRM, который координирует количество энергии, передаваемой от линии 12 В и проходящей через фазы питания на процессор. Pulse-Width Modulation переводится как «широтно-импульсная модуляция», поэтому его еще называют ШИМ-контроллер.
Управление происходит путем изменения ширины импульсов, формируемых контроллером, которые через драйверы поступают на мосфеты (о них расскажем в следующих разделах). Ширина импульсов зависит от количества энергии, необходимой процессору в данный момент времени. Если вычислительная нагрузка возросла, то возрастает и потребляемая мощность, а напряжение питания процессора при этом уменьшается. ШИМ-контроллер через цепь обратной связи фиксирует это и увеличивает ширину управляющих импульсов, тем самым увеличивая количество энергии, поступающее через фазы питания на процессор. Напряжение восстанавливается до исходного значения.
Из блок-схемы видно, что VRM устроен довольно сложно. Казалось бы, зачем городить огород, используя ШИМ-контроллер, драйверы, мосфеты и сглаживающие фильтры? Ведь достаточно применить линейный стабилизатор, который отлично сглаживает выходное напряжение и очень просто устроен. Давайте разберемся.
Линейный стабилизатор состоит из делителя, на вход которого подается напряжение. Стабилизация происходит путем изменения сопротивления регулирующего элемента (РЭ).
Представим, что такой стабилизатор используется для преобразования напряжения блока питания (12 В) в напряжение питания процессора (1,2 В). Ток потребления ЦП с рассеиваемой мощностью 120 Вт при 1,2 В составит 100 А (100 А × 1,2 В = 120 Вт). Он проходит через регулирующий элемент. При этом на последнем выделяется излишек напряжения, равный разнице на входе и выходе (12 – 1,2 = 10,8 В). Рассеиваемая мощность на регулирующем элементе составит внушительные 1080 Вт (100 А × 10,8 В = 1080 Вт), что соответствует мощности среднего обогревателя! Система охлаждения такого модуля питания была бы настоящим монстром и имела колоссальную стоимость. А КПД — всего 10 % (120Вт / 1200Вт = 0,1 × 100 % = 10 %).
Именно поэтому для питания процессоров применяются импульсные стабилизированные источники питания, в частности VRM. Его мосфеты работают импульсно, периодически открываясь (режим насыщения) и закрываясь (режим отсечки). В первом случае сопротивление очень мало, в среднем до 0,004 Ом. Для примера возьмем те же 100 А. Мощность — это ток в квадрате, умноженный на сопротивление: (100 А)2 = 10 000 × 0,004 = 40 Вт. А теперь сравните эту цифру с выделяемой мощностью на линейном стабилизаторе.
Умножитель фазы (даблер)
ШИМ-контроллер имеет ограниченное количество каналов управления и может управлять таким же количеством фаз питания VRM. Чтобы обойти это, применяют умножители фаз, которые увеличивают их в 2-4 раза. Чаще применяется удвоение, поэтому такие элементы называют даблерами.
В схеме VRM сигнал с выходов ШИМ-контроллера подается сперва на даблер. Затем от него два отдельных сигнала идут на драйверы фаз питания.
Умножитель фазы формирует управляющие импульсы со сдвигом по времени, при этом их частота на выходе будет вдвое меньше частоты на входе.
Драйвер
Этот функциональный элемент предназначен для управления парой полевых транзисторных ключей (мосфетов). Он согласует низковольтные сигналы, поступающие с ШИМ-контроллера или даблера с необходимыми управляющими напряжениями.
Переключение ключей из открытого состояния в закрытое (и наоборот) приводит к кратковременному переходу в активный режим работы. В таком режиме у любого транзистора резко увеличивается тепловыделение, поэтому драйвер должен минимизировать этот промежуток. На частотах переключения в районе 500 кГц реализовать это не так уж и просто. Мощные мосфеты обладают достаточно большой емкостью затвора (свыше 100 пФ) — для быстрого переключения драйвер должен очень шустро перезаряжать паразитные емкости.
Кроме того, при одновременном переключении ключей верхнего и нижнего плеча возникает ситуация, когда один ключ еще не успел до конца закрыться, а другой уже открывается. В этом случае через них протекает сквозной ток по цепи 12 В — ключ верхнего плеча — ключ нижнего плеча — корпус. Мосфеты при этом сильно нагреются.
Чтобы подобного не происходило, в задачи драйвера входит формирование задержки между сигналами управления ключей. В этом случае появление сквозных токов сводится к минимуму. Функциональное устройство подробно разбирать не будем, это тема для отдельной статьи.
Мосфеты
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, в переводе «полупроводниковый полевой транзистор на основе оксида металла») — это мощный низковольтный электронный ключ. Такие силовые ключи применяются парами в фазах питания VRM. Ключ верхнего плеча подключается между источником питания 12 В и входом сглаживающего LC-фильтра, а нижнего плеча — между фильтром и корпусом.
При поступлении управляющих сигналов с драйвера на затворы, они поочередно подключают вход сглаживающего фильтра к источнику питания 12 В или к корпусу, обеспечивая необходимые по направлению и по величине токи протекания.
Мосфеты изготавливают на основе кремниевых полупроводников типов N и P.
Полупроводники N-типа выполняют на основе легированного кремния. Это значит, что в него добавлены атомы других химических элементов, которые имеют один лишний электрон по отношению к кремнию. Атомы встраиваются в кристаллическую решетку — в результате образуются излишки, которые и являются основными носителями заряда.
В полупроводниках Р-типа основой тоже выступает кремний, но в него легированы атомы химических элементов, в которых не достает одного электрона. В результате в кристаллической решетке образуются «дырки», которые также являются носителями заряда.
В качестве примера рассмотрим мосфет с N-каналом. Он состоит из подложки P-типа, по краям которой располагаются участки полупроводника (Сток и Исток). Между ними размещается металлическая пластина, называемая Затвором. Она изолирована от подложки диэлектрическим слоем из оксида кремния.
При отсутствии напряжения на Затворе энергии электронов Истока не хватает, чтобы преодолеть энергетический барьер и сформировать канал через подложку к Стоку. Ток не будет протекать через транзистор.
Если подать на затвор отпирающее положительное напряжение, то появится электрическое поле, которое начнет оттеснять основные носители заряда («дырки») вглубь подложки и станет притягивать к себе электроны, образуя канал электропроводимости между Истоком и Стоком. Через транзистор потечет ток.
При увеличении напряжения на затворе, в один момент ток через транзистор достигнет максимального значения и больше расти не будет. Этот режим называется насыщением. Именно в такой режим и входят мосфеты VRM при их открытии.
Фильтры
Сглаживающий фильтр состоит из индуктивности L, подключенной последовательно с нагрузкой, и емкости C, подключенной параллельно. Поэтому иногда его называют LC-фильтром.
Он преобразует короткие импульсы амплитудой 12 В в постоянное низковольтное напряжение питания процессора (1–1,4 В). Процесс проходит в два этапа.
При открытии ключа верхнего плеча через индуктивность начинает протекать ток. Энергия накапливается, заряжая при этом конденсатор.
После того, как напряжение на конденсаторе достигнет установленного значения, ключ верхнего плеча закрывается и открывается нижний. Индуктивность обладает свойством поддерживать неизменным направление и величину тока, поэтому возникшая в ней ЭДС еще некоторое время сохраняет их.
Запасенная энергия расходуется на питание нагрузки, помогая конденсатору. После исчерпания энергии в индуктивности ток через нее прекращается и цикл повторяется снова.
990x.top
Простой компьютерный блог для души)
VRM — что это в компьютере?
VRM (Voltage Regulator Module) — система питания процессора на материнской плате (или модуль регулятора напряжения).
От системы VRM зависит потенциал разгона процессора. Если вы например желаете разгонять проц, то вам важно чтобы был хороший VRM, который обычно устанавливают на дорогих оверклокерских платах.
Когда VRM некачественный — это особо заметно при высоких нагрузках, когда процессору важно качественное и стабильное питание, VRM может не справиться, как результат — в самый неподходящий момент ПК просто выключается.
Игровые материнки, а также предназначенные для разгона — имеют радиаторы охлаждения на VRM, пример:
Данные радиаторы — охлаждают элементы питания, которые могут быть достаточно горячими при высоких нагрузках.
Немного подробнее VRM:
Здесь за процессор отвечают элементы CPU VTT, CPU. А вот iGPU — это относится к встроенному графическому ядру в процессоре. Также видим на плате дальше RAM — это питание оперативной памяти.
Да, все верно — VRM это не отдельное устройство, это система, состоящая из нескольких узлов.
Важно понимать, что именно мосфеты больше всего греются:
Могут греться так, что если прикоснуться — то можно даже немного обжечься.
Что делает VRM?
Понижает напряжение от блока питания к необходимому для процессора, обычно это до 1.3 вольта, при разгоне напряжение может быть выше. Здесь важно чтобы была соблюдена точность, без помех, просадок, это конечно зависит не только от VRM, но и от блока питания.
Современные материнские платы содержат VRM с использованием нескольких фаз. Зачем? Так распределяется нагрузка на плату, снижается нагрев, увеличивается стабильность.
Производитель может указывать количество фаз например таким образом: 8+3 или 6+2. Что это значит? Первая цифра — количество фаз, питающих процессор, а втора цифра — фазы, которые питают другие устройства, например оперативку.
Как правило топовые платы с топовыми чипсетами содержат качественную VRM-систему.
Иногда первая цифра — больше 8. Часто это означает что производитель использует на плате удвоители, за счет которых увеличивается эффективность существующих фаз без добавления новых. Это в принципе плюс, но эффекта больше маркетингового, чем на практике.
Заключение
Надеюсь информация оказалась полезной. Удачи.
Что такое VRM материнской платы
Содержание
Содержание
VRM (Voltage Regulator Module) является неотъемлемым и одним из важнейших элементов материнской платы, который отвечает за питание центрального процессора. Высокочастотные чипы, такие как ЦПУ компьютера, очень чувствительны к качеству питания. Малейшие неполадки с напряжением или пульсациями могут повлиять на стабильность работы всего компьютера. VRM представляет собой не что иное, как импульсный преобразователь, который понижает 12 вольт, идущие от блока питания, до необходимого процессору уровня. Именно от VRM зависит подаваемое на ядра напряжение.
Принцип работы VRM был описан в более ранней статье, а сейчас мы рассмотрим, из чего состоит подсистема питания процессора.
VRM состоит из пяти основных составляющих: MOSFET-транзисторы, дроссели, конденсаторы, драйверы и контроллер.
Транзисторы
«MOSFET» является аббревиатурой, которая расшифровывается как «Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor». Так что MOSFET — это полевой МОП-транзистор с изолированным затвором.
Дроссели
Дроссели — это катушки индуктивности, которые стабилизируют напряжение. Вместе с конденсаторами они образуют LC-фильтр, позволяющий избавиться от скачков напряжения и уменьшить пульсации. В современных материнских платах дроссели выглядят как темные кубики, находящиеся около МОП-транзисторов.
Конденсаторы
В современных платах твердотельные полимерные конденсаторы уже давно вытеснили электролитические. Это связано с тем, что полимерные конденсаторы имеют намного больший срок эксплуатации. Конденсаторы помогают стабилизировать напряжение и уменьшать пульсации.
Контроллер
Контроллер — чип, рассчитывающий, с каким сдвигом по времени будет работать та или иная фаза. Является «мозгом» всей VRM.
Драйвер
Драйвер — это чип, исполняющий команды контроллера по открытию или закрытию полевого транзистора.
Охлаждение — зачем оно нужно
Существует прямая связь между энергопотреблением процессора и нагревом VRM. Чем больше потребляет процессор, тем больше нагрузка на цепи питания, и, следовательно, больше их нагрев. MOSFET-транзисторы во время работы выделяют значительное количество тепла. Поэтому на них устанавливают пассивное охлаждение в виде радиатора, чтобы избежать перегрева и нестабильной работы. Производители материнских плат начального уровня часто экономят на этом, оставляя цепи питания без охлаждения, что, конечно, не очень хорошо, но не слишком критично, поскольку на подобные материнские платы обычно не ставят топовые процессоры с высоким TDP.
На транзисторы цепей питания можно не ставить охлаждение при условии, что температура во время нагрузки не будет превышать допустимых значений. Поэтому без охлаждения VRM очень нежелательно устанавливать «прожорливые» процессоры. На материнских платах, рассчитанных под оверклокинг, обязательно имеется охлаждение.
В самых топовых платах, помимо обычного радиатора, можно встретить испарительную камеру или водоблок для подключения к контуру СЖО.
Количество фаз
У неопытных пользователей именно эта характеристика зачастую становится ключевой при выборе материнской платы. Производители знают об этом и часто прибегают к различным уловкам. Чаще всего можно встретить использование двойного набора компонентов для одной фазы, что создает видимость большего количества фаз. Количество и характеристики фаз обычно не указываются производителями в расчете на то, что неопытный покупатель увидит много дросселей и купит плату, решив, что «больше — лучше».
Чтобы узнать реальное количество фаз и используемые компоненты, нужно посмотреть характеристики установленного на материнскую плату ШИМ-контроллера в технической спецификации. Количество дросселей далеко не всегда говорит о реальном количестве фаз. Кроме того, стоит учитывать, что некоторые драйверы способны работать в качестве удвоителя фазы. Это позволяет увеличить количество фактических фаз без использования более продвинутого ШИМ-контроллера.
Конфигурация фаз питания
В описаниях материнских плат часто можно увидеть такие обозначения, как 8+2, 4+1, и т. п. Эти цифры означают количество фаз, отведенных на питание ЦПУ и остальных элементов. Например, 8+2 означает, что 8 фаз отведено на питание ядер процессора, а оставшиеся 2 рассчитаны на контроллер памяти.
От количества фаз зависит уровень пульсаций, действующих на процессор. Чем больше фаз, тем меньше пульсаций тока. Большее количество фаз означает большее количество MOSFET-транзисторов в цепи, что положительно сказывается на температурных показателях. Кроме того, чем больше транзисторов, тем легче будет поставить высокое напряжение на ядра, что позитивно скажется на оверклокинге. В большом количестве фаз, по большому счету, имеются только плюсы. Главным и единственным недостатком, пожалуй, является лишь высокая цена.