VRMとは何ですか？それがCPUパフォーマンスにどのように影響するか

コンピューターの構築がいかに簡単であるかについては、それを実現するために行われる電気工学を高く評価しないことがよくあります。たとえば、マザーボードはCPUが電力を得る方法をどのように管理しますか？電圧レギュレータモジュール（VRM）を介して。しかし、VRMとは何ですか？それはCPUパフォーマンスにどのように影響しますか？ここでそれらの質問に答えます。

VRMとは何ですか？

マザーボードのVRMは重要ですが、評価されていない一連の電子部品であり、CPUまたはGPUが一定の電圧でクリーンな電力を確実に受け取るようにします。

VRMが不十分だと、パフォーマンスが低下し、負荷がかかった状態でプロセッサが機能する能力が制限される可能性があります。特にオーバークロック時に、予期しないシャットダウンが発生する可能性もあります。

VRMはどのように機能しますか？

VRMの最初の仕事は、コンピューターの電源からの12ボルトの電力を使用可能な電圧に変換することです。プロセッサの場合、これは通常1.1V〜1.3Vです。内部の繊細な電子機器は、あまりにも多くのボルトで簡単に短絡する可能性があります。プロセッサに電力を供給する場合、精度も重要であり、必要な電圧を可能な限り正確に供給する必要があります。そのため、VRMは単純なワイヤーよりも複雑です。しかし、基本的には降圧コンバータであり、電圧を適切なレベルに正確に降圧します。

VRMは、MOSFET、インダクタ（チョークとも呼ばれます）、およびコンデンサの3つのコンポーネントを使用してその役割を果たします。すべてを制御する集積回路（IC）もあり、PWMコントローラーと呼ばれることもあります。単相VRMの簡略化された回路図を以下に示します。

各コンポーネントの機能の詳細については、WikiChipのVRMページをご覧ください。

マルチフェーズVRM

最近のコンピューターには、単相VRM以上のものが必要です。最新の電力システムは多相VRMを使用しています。複数のフェーズにより、電力負荷がより広い物理領域に分散され、熱の発生とコンポーネントへのストレスが軽減されるだけでなく、効率と部品あたりのコストに関連するその他の電気的改善が提供されます。

最新のマルチフェーズVRMの各フェーズは、必要な電力の一部を供給し、CPUに電力を供給します。個別に見ると、各フェーズは、正方形の波として視覚化された、短いパワーの瞬間を提供します。

各フェーズの電力バーストは最後からずらされているため、一度に1つのフェーズのみが動作していても、電力の合計量は変化しません。これにより、スムーズで信頼性の高い電源が生成されます。これは、CPUが最適に機能するために必要な「クリーンな」電力です。簡略化されたシステムの動作を以下に示します。

広告におけるVRMフェーズの番号付けと真実

VRMは通常、「8+3」または「6+2」のようなものとして販売されます。プラスの前の数字は、CPUのクリーニング電源専用のフェーズ数を示しています。プラス記号の後の数字は、RAMなどの他のマザーボードコンポーネントに電力を供給するために残されたVRMフェーズを示しています。

「12+1」、「18 + 1」、またはそれ以上のように、最初の数値が8より大きい場合、製造元はダブラーと呼ばれるデバイスを使用することがよくあります。ダブラーを使用すると、ボードに追加のフェーズを組み込むことなく、既存のフェーズのメリットを増やすことができます。これは完全に分離されたフェーズほど効果的ではありませんが、より少ないコストでいくつかの電気的改善を可能にします。また、メーカーはわずかな費用で購入者向けの数を増やすことができるため、多くの場合、それを利用します。

VRMはどのようにパフォーマンスを向上させますか？

VRMの目標は、クリーンで信頼性の高い電力を提供することです。それでも、基本的なVRMでさえ、ミッドレンジCPUをストック速度で維持するのに十分なパフォーマンスを提供できます。コンポーネントの制限をオーバークロックまたはプッシュする場合、VRMの品質がより重要になります。

オーバークロッカーは、信頼できるコンポーネントで作られたVRMを探す必要があります。コンポーネントが安価な場合、負荷がかかった状態で十分な電圧を供給できず、突然のシャットダウンが発生する可能性があります。最も変化しやすいコンポーネントはコンデンサとチョークです。

漏れのないコンデンサを探してください。これらは、「日本のコンデンサ」、「ダークコンデンサ」、「ソリッドコンデンサ」などの名前で販売されることがよくあります。高いオーバークロックには、より良いチョークも必要になります。これは、スーパーフェライトチョーク（SFC）または「プレミアム合金チョーク」と呼ばれています。また、一部またはすべてのMOSFETのヒートシンクを探します–可能であればフィン付き。

さらに、Threadripper CPUなどのより強力なCPUを使用している場合は、マザーボードで高品質のVRMを使用していることを確認する必要があります。多くのメーカーはこの点でThreadripperの準備ができていますが、CPUが空腹の場合、できるだけ頻繁にクリーンな電力を供給できるようにすることが非常に重要です。

結論

知識があっても、有能なVRMを購入するのは難しい場合があります。コストはほとんどガイドではなく、前述のように、マーケティング資料は意図的に誤解を招く可能性があります。コンポーネント番号と部品番号に関する詳細情報が消費者に公開されることはめったにありません。取得する前に独自の調査を行うのが最善です。

VRMに関するこの記事と、それがCPUパフォーマンスにどのように影響するかを楽しんだ場合は、次を購入する前に、PCのアップグレードの優先順位付けに関するガイドや、vsyncと画面解像度に関する記事など、他のハードウェアコンテンツを確認してください。モニター。