ما هو VRM وكيف يؤثر على أداء وحدة المعالجة المركزية

نظرًا لمدى سهولة بناء جهاز كمبيوتر، فإننا غالبًا لا نقدر الهندسة الكهربائية التي تحدث لتحقيق ذلك. على سبيل المثال، كيف تدير اللوحة الأم الطريقة التي تحصل بها وحدة المعالجة المركزية لديك على الطاقة؟ من خلال وحدة تنظيم الجهد (VRM). ولكن ما هو VRM وكيف يؤثر على أداء وحدة المعالجة المركزية لديك؟ يهدف هذا الدليل إلى الإجابة على هذه الأسئلة.

ما هو VRM؟

تعد وحدة تنظيم الجهد (VRM) للوحة الأم الخاصة بك عبارة عن سلسلة مهمة من المكونات الإلكترونية، ولكنها لا تحظى بالتقدير الكافي، بما في ذلك المكثفات والملفات ووحدات MOSFET، التي تضمن حصول وحدة المعالجة المركزية (CPU) أو وحدة معالجة الرسومات (GPU) لديك على طاقة نظيفة بجهد ثابت.

يمكن أن يؤدي ضعف VRM إلى انخفاض الأداء والحد من قدرة المعالج على العمل تحت الحمل. ويمكن أن يؤدي أيضًا إلى عمليات إيقاف تشغيل غير متوقعة، خاصة عند رفع تردد تشغيل وحدة المعالجة المركزية. يمكن أن يحدث هذا بسبب ضعف المبدد الحراري VRM أو عدم كفاية تبريد VRM.

نصيحة: تعرف على كيفية تبريد درجة حرارة وحدة المعالجة المركزية المرتفعة

كيف يعمل VRM؟

تتمثل المهمة الأولى لـ VRM في تحويل الطاقة البالغة 12 فولت من مصدر الطاقة بجهاز الكمبيوتر الخاص بك إلى جهد قابل للاستخدام. بالنسبة للمعالجات، يتراوح هذا عادةً بين 1.1 فولت إلى 1.3 فولت. يمكن بسهولة تقصير الأجهزة الإلكترونية الدقيقة الموجودة بالداخل بعدد كبير جدًا من الفولتات. تعد الدقة أمرًا بالغ الأهمية أيضًا عند تشغيل المعالج، ويجب توصيل الجهد المطلوب بأقصى قدر ممكن من الدقة. ولهذا السبب تعد أجهزة VRM أكثر تعقيدًا من مجرد قطعة سلكية بسيطة. ولكن في جوهرها، فهي في الأساس عبارة عن محول باك، يعمل بدقة على خفض الجهد إلى المستويات المناسبة.

يستخدم VRM ثلاثة مكونات للقيام بعمله: الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة (MOSFET)، والمحاثات (وتسمى أيضًا الاختناقات)، والمكثفات. هناك أيضًا دائرة متكاملة (IC) للتحكم في كل شيء، تسمى أحيانًا وحدة تحكم PWM. يمكن استخدام مخطط مبسط لـ VRM أحادي الطور لتصور هذا الهيكل.

أجهزة VRM متعددة المراحل

تتطلب أجهزة الكمبيوتر الحديثة أكثر من مجرد VRM أحادي الطور. تستخدم أنظمة الطاقة الحديثة VRM متعدد المراحل. تقوم المراحل المتعددة بتوزيع حمل الطاقة على مساحة مادية أوسع، مما يقلل من إنتاج الحرارة والضغط على المكونات، بالإضافة إلى توفير تحسينات كهربائية أخرى تتعلق بالكفاءة وتكاليف كل قطعة.

توفر كل مرحلة من مراحل VRM الحديثة متعددة المراحل جزءًا صغيرًا من الطاقة المطلوبة، حيث تتناوب على توفير الطاقة لوحدة المعالجة المركزية. إذا تم أخذ كل مرحلة على حدة، فإنها توفر لحظة قصيرة من القوة، والتي يتم تصورها على شكل موجة مربعة الشكل.

يتم تقسيم دفعة الطاقة لكل مرحلة عن المرحلة الأخيرة بحيث أنه بينما تعمل مرحلة واحدة فقط في كل مرة، فإن إجمالي مقدار الطاقة لا يتغير أبدًا. وهذا بدوره ينتج مصدر طاقة سلسًا وموثوقًا – الطاقة “النظيفة” المطلوبة لكي تعمل وحدة المعالجة المركزية على النحو الأمثل. يمكنك رؤية نظام مبسط قيد التشغيل أدناه.

ترقيم مرحلة VRM والحقيقة في الإعلان

عادةً ما تُباع أجهزة VRM على هيئة “8+1” أو “10+1”. يشير الرقم الموجود قبل علامة الجمع إلى عدد المراحل المخصصة لتنظيف طاقة وحدة المعالجة المركزية. يشير الرقم الموجود بعد علامة الزائد إلى مراحل VRM المتبقية لتشغيل مكونات اللوحة الأم الأخرى، مثل ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

عندما يكون الرقم الأول أكبر من 8، مثل “12+1″، أو “18+1″، أو حتى أعلى، كما هو الحال في أفضل اللوحات الأم المخصصة للألعاب، غالبًا ما تستخدم الشركة المصنعة جهازًا يسمى المضاعف. يتيح لهم المضاعف مضاعفة فائدة المراحل الحالية دون بناء مراحل إضافية في اللوحة.

على الرغم من أن هذا ليس بنفس فعالية المراحل المنفصلة تمامًا، إلا أنه يسمح ببعض التحسينات الكهربائية بتكلفة أقل. وبما أنه يسمح للمصنعين برفع رقم يواجه المشتري على حساب صغير لأنفسهم، فإنهم غالبًا ما يستفيدون منه.

كيف يعمل VRM على تحسين الأداء؟

الهدف من VRM هو توفير طاقة نظيفة وموثوقة. ومع ذلك، حتى وحدة VRM الأساسية يمكنها تقديم أداء كافٍ للحفاظ على وحدة المعالجة المركزية متوسطة المدى بسرعات المخزون. عند رفع تردد التشغيل أو تجاوز حدود المكونات، تصبح جودة VRM أكثر أهمية – تصبح أشياء مثل المبدد الحراري VRM وتبريد VRM أمرًا بالغ الأهمية.

يجب على محترفي رفع تردد التشغيل البحث عن VRM مصنوع من مكونات موثوقة. إذا كانت مكوناته رخيصة الثمن، فقد تفشل في توفير جهد كافي تحت الحمل، مما يتسبب في إيقاف التشغيل بشكل مفاجئ. إن ضمان التكوين الصحيح للسحب/العادم لتدفق الهواء الأمثل سيسمح بتبريد إضافي للمبدد الحراري VRM، مما يمنع مثل هذه المواقف. أكثر مكونات VRM تغيرًا هي المكثفات والاختناقات.

ابحث عن المكثفات المقاومة للتسرب. غالبًا ما يتم تسويقها تحت أسماء مثل “المكثفات اليابانية” أو “المكثفات الداكنة” أو “المكثفات الصلبة”. سوف تتطلب عمليات رفع تردد التشغيل العالية اختناقات أفضل أيضًا. يمكنك العثور عليها بأسماء مثل “Super Ferrite Chokes” (SFCs) أو “Premium Alloy Chokes”. ابحث أيضًا عن المبددات الحرارية فوق بعض أو كل الدوائر المتكاملة منخفضة المقاومة – ذات الزعانف، إن أمكن.

بالإضافة إلى ذلك، يجب على أولئك الذين يشترون وحدات المعالجة المركزية (CPUs) ذات الطاقة الأعلى، مثل Core i9-13900K أو Ryzen 9 7950X أو Ryzen Threadripper CPU، التأكد من حصولهم على VRMs عالية الجودة على اللوحات الأم الخاصة بهم. العديد من الشركات المصنعة مستعدة لـ Threadripper في هذا الصدد، ولكن مع وحدات المعالجة المركزية المتعطشة للطاقة، من المهم للغاية التأكد من أنه يمكنك الحصول على طاقة نظيفة قدر الإمكان.

وحدات VRM الخاصة باللوحة الأم – اختر بحكمة

حتى مع المعرفة بوحدات تنظيم الجهد (VRMs)، قد يكون من الصعب شراء لوحة أم ذات وحدات تنظيم الجهد (VRMs) عالية الجودة. التكلفة وحدها لا تساعد كثيرًا، والمواد التسويقية، كما ذكرنا سابقًا، يمكن أن تكون مضللة عن عمد. المعلومات التفصيلية حول المكونات وأرقام الأجزاء ليست متاحة بسهولة للمستهلكين.

من الأفضل مشاهدة أو قراءة المراجعات المستقلة قبل شراء اللوحة الأم المخصصة للألعاب لزيادة سرعة تشغيل وحدة المعالجة المركزية المتطورة لديك. يمكن اعتبار النصائح أو الميزات التالية ضرورية عند التسوق لشراء لوحة أم جيدة:

• قم بشراء لوحة أم متوسطة أو متطورة من شركة مصنعة موثوقة، مثل Asus وASRock وMSI وGigabyte.
• أوراق المواصفات وحدها لا توضح الصورة الكاملة، ولكن من الناحية المثالية، لا تحصل على لوحة أم تحتوي على أقل من 8 مراحل VRM.
• احصل على المراجعات من مصادر متعددة قبل الانتهاء من نموذج معين. يمكنك أيضًا الرجوع إلى تعليقات مستخدمي Reddit حول النماذج التي قمت بإدراجها في القائمة المختصرة.
• حتى إذا كنت تقوم برفع تردد التشغيل لوحدة المعالجة المركزية لديك، فلن تحتاج بشكل عام إلى إنفاق أكثر من 160 دولارًا إلى 180 دولارًا للحصول على لوحة أم عالية الجودة، حتى بالنسبة لمجموعة شرائح Intel Z-series غير المؤمّنة.
• بالنسبة للمستخدم الأساسي، حتى اللوحات الأم ذات الميزانية المحدودة من الشركات المصنعة المشهورة ستكون أكثر من كافية.

حقوق الصورة: أونسبلاش

بعد 7 سنوات من العمل في الشركة، وجد تنوير أن حبه للكتابة والتكنولوجيا لا يمكن مقاومته. حاصل على ماجستير إدارة الأعمال في التسويق وصاحب شركة لبناء أجهزة الكمبيوتر، وهو يكتب عن أجهزة الكمبيوتر والتكنولوجيا وألعاب الفيديو ونظام التشغيل Windows. عندما لا يبحث في الويب عن أفكار، يمكن العثور عليه وهو يبني أجهزة كمبيوتر، أو يشاهد الرسوم المتحركة، أو يلعب Smash Karts على جهاز RTX 3080 الخاص به (تنهد).