Was ist VRM und wie wirkt es sich auf die CPU-Leistung aus?

So einfach es ist, einen Computer zu bauen, wissen wir oft nicht, welche Elektrotechnik dafür nötig ist. Wie verwaltet das Motherboard beispielsweise die Art und Weise, wie Ihre CPU mit Strom versorgt wird? Über ein Spannungsreglermodul (VRM). Aber was ist ein VRM und wie wirkt es sich auf Ihre CPU-Leistung aus? Hier beantworten wir diese Fragen.

Was ist ein VRM?

Der VRM Ihres Motherboards ist eine wichtige, aber unterschätzte Reihe elektronischer Komponenten, die sicherstellen, dass Ihre CPU oder GPU sauberen Strom bei einer konstanten Spannung erhält.

Ein schlechter VRM kann zu Leistungseinbußen führen und die Leistungsfähigkeit eines Prozessors unter Last einschränken. Es kann sogar zu unerwarteten Abschaltungen kommen, insbesondere beim Übertakten.

Wie funktioniert ein VRM?

Die erste Aufgabe eines VRM besteht darin, den 12-Volt-Strom vom Netzteil Ihres Computers auf eine nutzbare Spannung umzuwandeln. Bei Prozessoren liegt dieser typischerweise zwischen 1,1 V und 1,3 V. Die empfindliche Elektronik im Inneren kann leicht durch zu viele Volt kurzgeschlossen werden. Auch bei der Stromversorgung eines Prozessors ist Präzision entscheidend, und die benötigte Spannung muss möglichst exakt geliefert werden. Deshalb sind VRMs komplexer als ein einfaches Stück Draht. Aber im Kern sind sie im Grunde genommen ein Abwärtswandler, der die Spannung präzise auf geeignete Werte heruntersetzt.

Der VRM verwendet drei Komponenten, um seine Aufgabe zu erfüllen: MOSFETs, Induktivitäten (auch Drosseln genannt) und Kondensatoren. Es gibt auch einen integrierten Schaltkreis (IC), um alles zu steuern, manchmal auch als PWM-Controller bezeichnet. Ein vereinfachtes Schema eines einphasigen VRM finden Sie unten.

Eine ausführlichere Erläuterung der Funktion der einzelnen Komponenten finden Sie auf VRM-Seite von WikiChipChip.

Mehrphasen-VRMs

Moderne Computer benötigen mehr als einen einphasigen VRM. Moderne Stromversorgungssysteme verwenden ein mehrphasiges VRM. Mehrere Phasen verteilen die Stromlast über einen größeren physikalischen Bereich, reduzieren die Wärmeentwicklung und die Belastung der Komponenten und sorgen für andere elektrische Verbesserungen in Bezug auf Effizienz und Stückkosten.

Jede Phase eines modernen mehrphasigen VRM liefert einen Bruchteil der benötigten Leistung und versorgt abwechselnd die CPU mit Strom. Für sich genommen liefert jede Phase einen kurzen Moment der Kraft, visualisiert als rechteckige Welle.

Der Leistungsstoß jeder Phase ist vom letzten gestaffelt, so dass sich die Gesamtleistung nie ändert, während nur eine Phase gleichzeitig in Betrieb ist. Dies wiederum erzeugt eine reibungslose, zuverlässige Stromquelle – die „saubere“ Energie, die eine CPU benötigt, um optimal zu funktionieren. Unten sehen Sie ein vereinfachtes System in Betrieb.

VRM-Phasennummerierung und Wahrheit in der Werbung

VRMs werden normalerweise als „8+3“ oder „6+2“ verkauft. Die Zahl vor dem Pluszeichen gibt die Anzahl der Phasen an, die der Reinigungsleistung für die CPU gewidmet sind. Die Zahl nach dem Pluszeichen gibt die VRM-Phasen an, die noch übrig sind, um andere Motherboard-Komponenten wie RAM zu versorgen.

Wenn die erste Zahl größer als 8 ist, z. B. „12+1“, „18+1“ oder noch höher, verwendet der Hersteller oft ein Gerät namens Doppler. Ein Doppler ermöglicht es ihnen, den Nutzen der vorhandenen Phasen zu vervielfachen, ohne zusätzliche Phasen in das Board einzubauen. Dies ist zwar nicht ganz so effektiv wie vollständig getrennte Phasen, ermöglicht jedoch einige elektrische Verbesserungen zu geringeren Kosten. Und da es Herstellern ermöglicht, mit geringem Aufwand eine käuferorientierte Zahl für sich selbst zu erhöhen, nutzen sie oft den Vorteil.

Wie verbessert ein VRM die Leistung?

Das Ziel eines VRM ist die Bereitstellung sauberer und zuverlässiger Energie. Aber selbst ein einfaches VRM kann ausreichend Leistung liefern, um eine Mittelklasse-CPU bei Standardgeschwindigkeiten zu halten. Beim Übertakten oder Ausreizen von Komponentengrenzen wird die Qualität des VRM wichtiger.

Übertakter sollten nach einem VRM aus zuverlässigen Komponenten Ausschau halten. Wenn die Komponenten billig sind, liefern sie unter Last möglicherweise nicht genügend Spannung, was zu überraschenden Abschaltungen führt. Die variabelsten Komponenten sind Kondensatoren und Drosseln.

Suchen Sie nach auslaufsicheren Kondensatoren. Diese werden oft unter Namen wie „Japanese Capacitors“, „Dark Capacitors“ oder „Solid Capacitors“ vermarktet. Hohe Übertaktungen erfordern auch bessere Drosseln. Sie finden diese als Superferrit-Drosseln (SFCs) oder „Premium Alloy Chokes“. Suchen Sie auch nach Kühlkörpern über einigen oder allen MOSFETs – wenn möglich mit Rippen.

Darüber hinaus sollten diejenigen, die leistungsstärkere CPUs wie Threadripper-CPUs verwenden, sicherstellen, dass sie auf ihren Motherboards ein VRM von guter Qualität erhalten. Viele Hersteller sind in dieser Hinsicht auf Threadripper vorbereitet, aber bei CPUs, die hungrig sind, ist es sehr wichtig, dass Sie so oft wie möglich sauberen Strom erhalten.

Fazit

Selbst mit Wissen kann es schwierig sein, ein fähiges VRM zu kaufen. Die Kosten sind wenig Anhaltspunkte, und Marketingmaterial kann, wie bereits erwähnt, absichtlich irreführend sein. Detaillierte Informationen über Komponenten- und Teilenummern werden den Verbrauchern selten preisgegeben. Am besten recherchieren Sie selbst, bevor Sie eine bekommen.

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