Модуль регулятора напряжения - Voltage regulator module
Модуль регулятора напряжения ( VRM ), иногда называемый модулем питания процессора ( PPM ), представляет собой понижающий преобразователь, который обеспечивает микропроцессор и набор микросхем соответствующее напряжение питания, преобразуя +5 В или +12 В в гораздо более низкое напряжение, необходимое для процессора и набора микросхем. , что позволяет устанавливать на одну материнскую плату процессоры с разным напряжением питания. В системах персональных компьютеров (ПК) VRM обычно состоит из силовых полевых МОП-транзисторов .
Обзор
Большинство реализаций модулей регулятора напряжения распаяны на материнской плате . Некоторые процессоры, такие как Intel Haswell и Ice Lake , содержат некоторые компоненты регулирования напряжения в одном корпусе ЦП, уменьшая конструкцию VRM материнской платы; Такая конструкция вносит определенные уровни упрощения в сложное регулирование напряжения, включающее многочисленные напряжения питания ЦП и динамическое включение и выключение различных областей ЦП. Регулятор напряжения, встроенный в корпус или кристалл, обычно называют полностью интегрированным регулятором напряжения ( FIVR ) или просто встроенным регулятором напряжения ( IVR ).
Большинству современных ЦП требуется менее 1,5 В , поскольку разработчики ЦП обычно используют более низкие напряжения ядра ЦП ; более низкие напряжения помогают уменьшить рассеиваемую мощность процессора , которая часто определяется расчетной тепловой мощностью (TDP), которая служит номинальным значением для проектирования систем охлаждения процессора.
Некоторые регуляторы напряжения обеспечивают фиксированное напряжение питания для процессора, но большинство из них воспринимают необходимое напряжение питания от процессора, по сути действуя как плавно регулируемый регулируемый регулятор. В частности, согласно спецификации Intel , VRM, припаянные к материнской плате, должны выполнять измерения .
Современные графические процессоры (GPU) также используют VRM из-за более высокой мощности и текущих требований. Эти VRM могут выделять значительное количество тепла и требовать радиаторов отдельно от графического процессора.
Идентификация напряжения
Правильное напряжение питания передается микропроцессором VRM при запуске через ряд битов, называемых VID (определение идентификации напряжения). В частности, VRM изначально обеспечивает стандартное напряжение питания для логики VID, которая является частью процессора, единственная цель которого - затем отправить VID в VRM. Когда VRM получил VID, идентифицирующий необходимое напряжение питания, он начинает действовать как регулятор напряжения , обеспечивая необходимое постоянное напряжение для процессора.
Вместо того, чтобы блок питания генерировал какое-то фиксированное напряжение, ЦП использует небольшой набор цифровых сигналов, линии VID, чтобы указать бортовому преобразователю мощности требуемый уровень напряжения. Затем импульсный понижающий преобразователь соответствующим образом регулирует свой выход. Полученная таким образом гибкость позволяет использовать один и тот же блок питания для ЦП с различным номинальным напряжением питания и снижать энергопотребление в периоды простоя за счет снижения напряжения питания.
Например, блок с 5-битным VID будет выдавать одно из максимум 32 (2 5 ) отдельных выходных напряжений. Эти напряжения обычно (но не всегда) равномерно распределены в заданном диапазоне. Некоторые кодовые слова могут быть зарезервированы для специальных функций, таких как выключение устройства, поэтому 5-битный модуль VID может иметь менее 32 уровней выходного напряжения. Как числовые коды соответствуют напряжениям питания, обычно указывается в таблицах, предоставляемых производителями компонентов. С 2008 года ВИД приходит в 5-, 6- и 8-битных сортов и в основном применяется для силовых модулей вывода между 0,5 В и 3,5 В .