Mạch VRM là gì? VRM hoạt động như thế nào trên Mainboard?

Nếu bạn đang tự hỏi thành phần nào của bo mạch chủ cần chú trọng nhất thì chắc chắn có rất nhiều thành phần, tuy nhiên một trong số đó có tên gọi là VRM sẽ là thứ chúng ta cần phải chú ý bởi  VRM chú trọng giúp cho ổn định sức mạnh của CPU và GPU. Vậy VRM là gì và cách hoạt động như thế nào? Hãy cùng Hoàng Hà PC tìm hiểu về bài viết này.

Mạch VRM là gì?

Mạch VRM (Voltage Regulator Module) là bộ phận điều chỉnh điện áp trong bo mạch chủ. Với sự có mặt của VRM thì CPU và GPU sẽ được cung cấp nguồn năng lượng sạch để hoạt động ổn định.

Mạch VRM có khả năng chuyển đổi nguồn một chiều DC xuống một giá trị thấp hơn. Ví dụ, VRM có thể chuyển đổi từ nguồn +12VDC hoặc +5VDC xuống +1.3VDC hoặc 1.1VDC để CPU và RAM có thể hoạt động bình thường. Mức điện áp này cũng được giữ ở giới hạn khác nhau, chúng còn được gọi là “DC to DC converter”.

Việc chuyển đổi điện áp thành các mức khác nhau không phải là một công nghệ mới. Tuy nhiên, nó lại đóng vai trò rất quan trọng để đảm bảo hệ thống điện, điện tử hoạt động bình thường.

Khi mạch VRM kém sẽ khiến cho hiệu suất làm việc của bộ vi xử lý khi nó tải các tác vụ. Nghiêm trọng hơn, hệ thống máy tính có thể bị tắt đột ngột, đặc biệt là khi OC. Do đó, người dùng cần quan tâm nhiều hơn đến bộ phận này để giúp hoạt động của máy tính được tốt.

==> Xem thêm: PSU | Nguồn Máy Tính Công Suất Thực Chính Hãng, Siêu Bền, Giá Rẻ

Mạch VRM hoạt động như thế nào?

Một bộ nguồn máy tính (PSU) hiện đại thường cung cấp điện áp 12V cho bo mạch chủ. Tuy nhiên, CPU và GPU lại không chịu được mức điện áp đó. Khi đó, VRM sẽ phát huy tác dụng của mình khi điều chỉnh nguồn xuống khoảng 1.3V, 1.1V hoặc thấp hơn nữa để GPU/CPU làm việc ở trạng thái tốt nhất.

Mạch VRM phải hoạt động chính xác để tránh những sự cố đáng tiếc xảy ra, đặc biệt là những ảnh hưởng đến CPU. Điều này giải thích tại sao mà cấu tạo của nó lại phức tạp hơn nhiều so với các bộ biến áp thông thường.

Về cơ bản, mạch VRM là một công cụ chuyển đổi buck - một loại thiết bị có thể giảm chính xác mức điện áp mong muốn. Cấu tạo của mạch bao gồm 3 phần chính đó là:

- MOSFET: Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor.

- Cuộn cảm

- Tụ điện

Ngoài ra, chúng còn được tích hợp IC để điều khiển (còn được gọi là bội điều khiển PWM). Có 2 loại mạch VRM phổ biến đó là loại 1 pha (phase) và đa pha. Trong đó, đa số các máy tính hiện nay đều trang bị bộ mạch đa pha với sơ đồ nguyên lý như sau:

Các pha của mạch VRM sẽ thay phiên nhau cung cấp điện năng cho CPU trong khoảng thời gian ngắn và so le nhau. Do đó, tại một thời điểm chỉ có 1 pha hoạt động nhưng tổng điện năng tạo ra để cung cấp vẫn luôn ổn định. Đây là yếu tố quan trọng để máy tính hoạt tốt, phát huy được hiệu năng của CPU/GPU.

Sử dụng bộ mạch VRM đa pha còn đem lại một lợi ích khá lớn về mặt tản nhiệt. Việc truyền tải điện năng trong một diện tích rộng hơn sẽ giảm phát sinh nhiệt cục bộ. Chính vì vậy làm giảm áp lực lên các thành phần của hệ thống, cải thiện điện năng và chi phí vận hành.

VRM Một Pha

VRM Đa Pha

Bộ nhân đôi điện áp trong mạch VRM

Mạch VRM đa pha được bán với ký hiệu “6+2” hoặc “8+3”. Số trước dấu cộng chính là số pha dành riêng để cung cấp điện năng cho CPU. Số còn lại cho biết số pha để cấp điện áp cho các thành phần khác của bo mạch chủ như RAM.

Trong trường hợp số đầu tiên lớn hơn 8, cụ thể là “12 + 1” hay “18 + 1” thì số pha thực thế không phải lớn như vậy. Nhà sản xuất sẽ sử dụng một bộ nhân đôi điện áp (doubler) với phương thức hoạt động là phân đôi sức mạnh giữa hai lane MOSFET, tụ điện và cuộn cảm có sẵn trong mỗi pha.

Nhờ các bộ nhân đôi mà nhà sản xuất sẽ tận dụng được lợi ích từ pha hiện tại mà không phải lắp bổ sung các pha vật lý nên tiết kiệm được khá nhiều chi phí. Tuy nhiên, các pha được nhân đôi sẽ không hoàn toàn hiệu quả bằng các pha thực. Tần số của dòng điện cung cấp sẽ bị giảm một nửa và sẽ có độ trễ nhất định. Hơn nữa, tại 1 thời điểm thì chỉ bật được 1 trong 2 pha. Do đó, cách tạo ra một bộ mạch VRM với nhiều pha bằng cách sử dụng bộ nhân đôi chỉ là cách marketing bán hàng của các nhà sản xuất chứ không mang lại hiệu quả quá lớn trong thực tế.

Ví dụ: Một VRM có 6 pha nhân đôi (thành 12 pha) thường sẽ hoạt động kém hiệu quả hơn loại có 7 hoặc 8 pha thực.

Với một VRM cơ bản thì đã có thể đảm bảo nguồn năng lượng để CPU tầm trung hoạt động ở trạng thái. Nhưng khi bạn cần ép xung hoặc thực hiện những tác vụ yêu cầu cao về hiệu năng thì lúc này chất lượng của bộ mạch VRM sẽ trở nên quan trọng hơn.

Lý do bởi với 2 bộ nguồn cùng mức công suất thì bộ có VRM có thể cho bạn một mức công suất tối đa của từng đường cao hơn. Nhờ đó, các tác vụ cần đến nhiều năng lượng sẽ được mạch VRM đáp ứng nhanh chóng. Người dùng cũng không phải đầu tư một bộ nguồn có công suất lớn hơn để đáp ứng hoạt động của máy.

Hy vọng bài viết này đã giúp bạn hình dung ra tầm quan trọng của VRM cũng như giải đáp thắc mắc liên quan tới linh kiện quan trọng này. Chúc bạn sẽ lựa chọn được một bo mạch chủ chất lượng cũng như biêt được đâu là bo mạch chủ tốt để build được bộ máy tính chất lượng với mức giá tốt nhất nhé!