Vrm efficiency gpu z что это
реклама
«Зачем выбирать качественную материнскую плату, если эти деньги лучше потратить на SSD диск или добавить еще одну планку оперативной памяти? А что мне даст дорогая материнка? Все равно я сильно гнать не буду. Для стрима и так сойдет!» И бегом за платой в магазин. Что в итоге? Железка за 9-10 тысяч рублей и условная сумма сэкономленных и таких вожделенных рублей в кармане на ништячки или процессор «подороже взять». Но удастся ли на такой сборке получить всю «мощь» простого шестиядерного процессора «подороже» с тепловыделением в 95 ватт? Осторожно, спойлер: нет. И вот почему.
TUF уже не тот
Для сборки игрового компьютера 2018 года были подобраны следующие основные комплектующие:
На момент покупки, этот набор не выходил за рамки среднего бюджета для нормального игрового компьютера (60-70 тысяч рублей, учитывая завышенные цены на видеокарты). На выбор материнской платы повлиял ограниченный бюджет, а также желание выпрыгнуть из сегмента совсем недорогих материнок, у которых отсутствует множество необходимых настроек и функций для точной отстройки системы (а это один из критериев, так как игровой компьютер позволяет играть не только в GTA V, но и в разгон процессора, памяти, подбор таймингов). После долгих поисков и отсутствия толковой информации на момент выхода платформы Coffee Lake, пришлось положиться на «чуйку» и купить плату из этой линейки. Что было дальше?
реклама
Когда игры надоели
Появилось желание тонко настроить работу компьютера. А причиной тому стала нехватка производительности графической подсистемы в таких играх, как Assassin’s Creed Origins и Odyssey.
Настройка системы началась с разгона видеокарты, что хоть и повлияло положительно на количество кадров, но стабильности и плавности не добавило.
реклама
Затем настройка памяти (разгон по частоте и подбор таймингов). Это сильно улучшило ситуацию, в играх пропали фризы, график кадров стал плавным, и во всех играх немного подтянулась производительность.
Перегрев
реклама
Температура VRM (выделено красным) зашкаливает и успевает добраться до 105° градусов прежде, чем пройдет первый прогон теста. И это на стоковом процессоре! Вот где собака зарыта. Разбираем компьютер.
Под капотом
удивляемся «отличному» прижиму радиатора к транзисторам! На фото видно, как все это время радиатор охлаждал лишь три верхних мосфета, тогда как остальные проходили подготовку к работе в экстремальных температурных условиях. Закалялись, никак иначе! Видимо, так и должны работать технологии TUF, которые производитель называет сочетание качества, по-военному надежной элементной базы и строгого дизайна. Но к надежности претензий и правда нет. Плата проработала в таком режиме больше года и работает по сей день. А вот к качеству все-таки будут вопросы.
Исправляем Fuf на TUF
Разумеется, такой расклад мало кого обрадует. Надо исправлять ситуацию. Смотрим на радиатор и отпечатки на термопрокладках:
О, да тут все еще ужаснее. Три транзистора хоть и прилегали к радиатору, да только наполовину. Ну это точно Military Class.
Подробное изучение крепежной системы радиатора показало, что проставочные шайбы не просто слишком высоки для термопрокладки данной толщины (или термопрокладка слишком тонкая с завода), но еще и отличаются по вылету на 0.2-0.3 мм, что становится еще серьезнее с увеличением расстояния между ними:
Пришлось выровнять шайбы по размеру, а также снять примерно по 0.5 мм с каждой, чтобы прижим был сильнее:
В итоге получаем следующее:
Термоинтерфейс
Из-за отсутствия подходящей толщины, пришлось пойти на хитрость и добавить от себя немного технологий TUF, соединив две миллиметровых Artic Cooling в одну, толщиной уже 2 мм. Швейцарцы прославились народной МХ-4, попробуем и «жвачку» их производства:
Итог
В результате этой заварушки, нам удалось восстановить доброе имя TUF и снизить температуру VRM аж на 30°, и это после 5 прогонов в LinX без обдува радиаторов питания!
Вот теперь это и правда TUF. Хотя. Больше 70 градусов на стоковом процессоре о шести ядрах, да без 12 потоков? После разгона до 5 Ггц температуры точно перепрыгнут отметку в 90 градусов. Это заставляет задуматься о целесообразности покупки такой материнской платы даже для процессора среднего уровня, не говоря уже о линейке Core i7 и уж тем более Core i9. Что там Intel говорили об усиленной системе питания для процессоров Coffee Lake на Z370?
Как пользоваться GPU-Z? Подробное описание интерфейса
Программа GPU-Z представляет собой уникальный софт, дающий подробнейшие сведения о вашей видеокарте. В основном, её используют продвинутые пользователи, которые хотят знать максимум информации о том модуле, который установлен в их компьютере. Работа с программой не вызывает никакого дискомфорта, но иногда достаточно сложно разобраться с тем, где и какая информация расположена. Если человек профессионал, он разберётся, а вот в случае с новичками не всё так однозначно.В данной статье я подробно расскажу о том, как пользоваться GPU Z, что позволит вам полностью изучить всё, что предлагает данная программа. Информация ниже разбита на блоки, чтобы вам было удобнее во всём ориентироваться.
Блок первый
В данном случае собрана в основном вся самая ключевая информация о вашем графическом модуле.
Обратите внимание! В данном моменте может не быть никакой информации. В таком случае знайте, что у вас установлен процессор ATI.
Блок второй
Следующий блок информации, который носит уже немного иной характер.
Обратите внимание! При необходимости вы можете данную информацию экспортировать в файл текстового формата. Для этого нужно лишь нажать не специальную кнопку. Помимо этого, есть возможность обновления базы данных разработчика в сети, это тоже делается в пару действий.
Обратите внимание! Нужно отметить тот факт, что в данном случае сведения отображаются не о тех версиях, которые установлены в вашей системе.
Блок третий
Данный блок содержит достаточно большое количество различных параметров, связанных непосредственно с производительностью видеокарты, которая подключена к вашему компьютеру и в данный момент анализируется.
Обратите внимание! Показатель играет действительно важную роль, так как он определяет то, какое количество информации в единицу времени сможет передавать ваша видеокарта. Чем больше тут число, тем лучше, так как модуль качественнее реализует все свои возможности и обеспечивает больше мощности.
Важно! В том случае, если напротив пункта нет никаких данных, нужно понимать, что у вас либо карта ATI, либо интегрированный модуль. В таких случаях шейдерные процессоры работают на частоте ядра.
Блок четвертый
Продолжая разбирать структуру данных, предоставляемых программой GPU-Z, необходимо выделить последние пункты, относящиеся к разделу «Graphics Card».
Есть ещё и нижняя панель, где отображается ряд возможностей видеокарты. Например, вы узнаете, доступны ли технологии OpenCL, NVIDIA CUDA, DirectX Compute. Помимо этого, есть информация о том, доступно ли аппаратное ускорение NVIDIA PhysX.
Блок пятый
Теперь речь будет идти уже о соседней вкладке с названием «Sensors». Если говорить о сути, то вы сможете наблюдать данные, получаемые с датчиков графической платы, в режиме реального времени. Очень удобно для тестирования того, как изменяется нагрузка на модуль при работе с теми или иными программами. Вот основные параметры:
Обратите внимание! Показатель высчитывается в процентах для максимальной наглядности.
Все данные, описанные в пятом блоке, вы можете сохранить в специальный лог-файл. Для реализации задумки достаточно активировать опцию «Log to file» в нижней части окна.
Блок шестой
Последний блок, где рассматривается третья вкладка программы GPU-Z под названием «Validation». Если коротко, тут вы можете связаться с разработчиком, если вам есть что сказать. Например, вы могли обнаружить ошибку в работе софта. Помимо этого, можно просто задать интересующий вас вопрос.
Важно! В нижней части есть кнопка переключения между видеокартами, если в вашей системе их сразу две.
Положительные стороны
Программа GPU-Z занимает минимум места на вашем компьютере и совсем не потребляет системных ресурсов. Самый большой плюс в огромной информативности. Сведения предстaвлены в доступном виде, хорошо структурирoваны.
Даже с учётом того факта, что поля не переводятся, вы легко разберётесь, где и что указaно. Расшифровка, описанная выше, вам в этом поможет.
Отрицательные стороны
У данной программы нет минусов. Один лишь минимальный недостаток может проявиться в том, что иногда нельзя точно определить некоторые параметры. Но это скорее вина изготовителя, который в недостаточной степени идентифицировал устройство.
Заключение
GPU-Z можно считaть эталоном информативности, если вы хотите получить сведения касательно видеокарты, которая устанoвлена в вашем компьютере или ноутбуке. Надеюсь, что данная статья оказалась вам полезной и теперь вы знаете, как пользоваться GPU Z.
Что такое VRM на видеокарте?
Всем привет! Сегодня обсудим VRM на видеокарте: что это такое, как ее посмотреть, какая нормальная и максимально допустимая температура, как охладить видеокарту в случае сильного перегрева. О том, что означает Dual в маркировке GPU, читайте здесь.
Что такое VRM 1 и VRM 2
В любой видеокарте есть датчики ВРМ 1 и ВРМ 2, показатели которых существенно превышают параметры нагрева графического чипа. Если процессор ГПУ нагревается до 65-70 градусов, то ВРМ может достигать 90 градусов. И это ситуация не «из ряда вон», а скорее нормальная для такого режима работы.
Под этими аббревиатурами «прячутся» транзисторы системы питания, которые поставляют энергию графическому чипу и видеопамяти. Если рассмотреть печатную платы GPU, можно увидеть зону, где расположено десяток транзисторов и конденсаторов, выставленных в ряд.
Вот их температуру и показывает ВРМ. Часто для защиты от перегрева эти компоненты оборудованы собственным радиатором, а иногда и дополнительной тепловой трубкой, связанной с радиатором основной системы охлаждения.
Как узнать температуру VRM
Отдельно измерять эту температуру не нужно: силовые элементы оборудованы собственными датчиками, доступ к которым может получить любая диагностическая утилита — GPU-Z, Speccy, HWMonitor, AIDA64 или Sisoftware Sandra.
Чем ниже эта температура, тем лучше. Однако если вы во время диагностики увидите цифру 85-90 градусов, не следует паниковать: для таких компонентов это норма. Задуматься об охлаждении стоит, если она поднимается выше.
Что сделать в такой ситуации? Прежде всего, почистить устройство от пыли, из-за обилия которой обычно и случается перегрев. Если не помогло, стоит установить дополнительный корпусный вентилятор, направив его на графический адаптер.
Отдельно хочу уточнить, что бывает такое очень редко. Даже если вы разогнали ГПУ, с большой вероятностью поднимется температура чипа и видеопамяти, но транзисторы с конденсаторами будут работать в том же режиме, пропуская ненамного больше электрического тока.
Также советую почитать «Что такое шейдеры в видеокарте» и «GDDR5 – что это такое и какие еще есть типы видеопамяти?». Не забывайте поделиться этим постом в социальных сетях — буду очень признателен. До скорой встречи на страницах моего блога!
Перегревается VRM видеокарты — причины и как решить
Содержание
Содержание
Бывают случаи, когда видеокарта сбрасывает драйвер, либо изображение может на короткое время исчезнуть при интенсивной игре. Одной из причин такого поведения может быть перегрев VRM видеокарты. О диагностике и путях решения данной проблемы и поговорим.
Что такое VRM
Прежде чем определить причины и пути решения перегрева VRM (регулятора и преобразователя напряжения) видеокарты, следует рассмотреть устройство самой видеокарты. Близится к концу 2021 год, современные видеокарты состоят из нескольких десятков миллионов транзисторов, потребляют до полу киловатта энергии и имеют очень сложные системы охлаждения.
Но так было не всегда. Чтобы выяснить, из каких ключевых элементов состоит видеокарта и как эти компоненты эволюционировали, для примера возьмем видеокарту Nvidia GeForce 7800 GT, которая появилась в далеком 2005 году. Итак, основные составляющие видеокарты:
В середине 2000-х мощные видеокарты имели как правило один разъем питания, а их TDP были менее 100 Вт. Энергопотребление рассматриваемой в качестве примера Nvidia GeForce 7800 GT равнялось тогда всего 65 Вт.
Теперь разберемся, из каких компонентов состоит VRM видеокарты. Для регулировки и преобразования подаваемого напряжения на видеопроцессор и видеопамять используется регулятор питания напряжения или VRM, который состоит из следующих основных компонентов: МОП-транзисторов (их еще называют мосфетами, MOSFET), катушек индуктивности (дросселей) и конденсаторов. Управляет этими элементами ШИМ или PWM контроллер. Более подробно об этих компонентах и принципах их работы можно прочитать в статье «Как работает VRM на материнской плате и видеокарте компьютера».
VRM видеокарт из середины 2000-х обычно насчитывал 1–3 фазы, где на GPU приходилась одна либо две фазы, и одна фаза приходилась на питание видеопамяти. Так как количество потребляемой энергии таких видеокарт было небольшим по современным меркам, то зона VRM охлаждалась потоком выдуваемого воздуха системой охлаждения видеокарты либо вообще оставалась без активного обдува и каких-либо радиаторов. Ниже на фото Nvidia GeForce 7800 GT с системой охлаждения, где отчетлива видна ничем не прикрытая зона VRM.
А теперь перенесемся в дни сегодняшние. В качестве примера возьмем Asus ROG Strix LC GeForce RTX 3080 Ti OC Edition. Эта современная и производительная видеокарта имеет 12 Гб видеопамяти, 22 фазы питания (18 для GPU и 4 для VRAM), а ее пиковое энергопотребление составляет целых 400 Вт. За 15 лет аппетиты современных видеокарт заметно возросли.
Соответственно, все элементы VRM занимают уже практически половину всей площади PCB. А система охлаждения из воздушной трансформировалась в гибридную.
У современных видеокарт VRM может находиться как справа от GPU, так и слева. Если количество фаз питания видеокарты невозможно разместить на одной из сторон, тогда элементы VRM могут находиться по обе стороны от GPU, как в случае с выше рассматриваемой видеокартой от ASUS.
VRM отвечает за регулирование и преобразование питания видеокарты, и через него проходят токи с силой 50–60 ампер. Соответственно, чем дольше видеокарта занята отрисовкой 3D полигонов, тем выше нагрев цепей питания и всех компонентов VRM, а также видеопроцессора и видеопамяти. MOSFET-транзисторы во время работы выделяют большое количество тепла, поэтому они нуждаются в пассивном охлаждение в виде радиаторов как минимум, а еще лучше, чтобы система охлаждения видеокарты дополнительно обдувала зону VRM.
Как проверить перегрев VRM
Итак, нагрев и перегрев системы VRM видеокарты может стать серьезной проблемой и результатом нестабильной работы видеокарты и даже причиной ее выхода из строя. Чтобы определить, какая температура VRM у вашей видеокарты, следует использовать диагностические утилиты: Aida64, GPU-Z, MSI Afterburner, HWMonitor, SiSoftware Sandra и другие. Как правило, за отображение температуры VRM видеокарты отвечает датчик или датчики GPU VRM1, GPU VRM2 и так далее, в зависимости от того, сколько датчиков предусмотрел производитель вашей видеокарты.
Выше на скриншоте показания двух датчиков VRM на двух установленных видеокартах по данным AIDA 64, а ниже можно увидеть показания температур VRM в GPU-Z:
Если при полной загрузке в 3D температура VRM находится в пределах 50–70 °C, то можно не волноваться — такая температура считается нормальной. Хотя чем ниже, тем лучше естественно. Но, если температурные показания перешагивают за отметку 85 °C и выше, то стоит задуматься и начинать предпринимать какие-то меры.
Как снизить нагрев
А теперь пути решения проблем, если по данным мониторинга, температура VRM вашей видеокарты показывает цифры более 85 °C.
Первое что следует предпринять — почистить систему охлаждения видеокарты от пыли. Возможно, пыль забила пространство между ребрами радиатора и мешает обдуву или продуву радиатора VRM, в зависимости от исполнения системы охлаждения VRM.
Затем нужно разобрать систему охлаждения и проверить плотность прилегания радиатора СО видеокарты и компонентов VRM видеокарты — возможно, высохла термопаста или используемые термопрокладки отслужили свой срок. В таком случае оба термоинтерфейса необходимо будет заменить. При выборе термопрокладок обратите внимание на параметр теплопроводности, измеряемый в Вт/(м·К). Чем больше Ватт отводит приобретаемая термопрокладка, тем лучше.
Если два простых вышеописанных способа не помогли, необходимо прибегнуть к программным методам решения проблемы. Если видеокарта разогнана, необходимо убрать разгон. Если температура VRM не изменилась либо вы не разгоняли видеокарту можно понизить питающее напряжение на GPU и немного сбросить частоты, либо уменьшить значение Power Limit (PL). В результате этих действий уменьшится энергопотребление видеокарты и снизятся температуры. Вариантов, как это сделать, здесь также несколько. Первый — с помощью утилиты MSI Afterburner, второй — изменить этот параметр в BIOS видеокарты, для чего понадобится процедура перепрошивки BIOS.
Если эти три метода не помогли, то остаются два кардинальных. Начнем с первого — это замена системы охлаждения видеокарты. Существуют различные виды и типы охлаждений, от приобретения Full cover водяного охлаждения для видеокарты до использования специальных решений или подручных средств. Ничто вам не мешает закрепить под видеокартой вентилятор и настроить его обдув на зону VRM видеокарты. Все будет зависеть от конструктивных особенностей вашей видеокарты и вашего бюджета.
Последним вариантом может быть даже замена корпуса. Если вы используете старый корпус, либо он недостаточно продуваем, и из-за высокой температуры внутри корпуса происходит нагрев видеокарты и всех компонентов системы, то стоит задуматься о приобретении нового хорошо продуваемого корпуса.
Такое решение вопроса с перегревом VRM вам точно придется по нраву, так как новый корпус со дня покупки будет вас радовать каждый день.
За температурными показателями всех компонентов современных компьютеров пользователю следует пристально следить. Даже если вы приобрели новый компьютер или купили новую видеокарту, установите одну из диагностических утилит и пробежитесь по ее показаниям. Все рабочие температуры всех компонентов системы должны быть в разумных пределах.
Часто пользователи обращают свое внимание только на температуру центрального процессора и графического ядра видеокарты, забывая о VRM видеокарты. Теперь должно быть понятно, как следить за температурными показателями и что делать, если температура VRM видеокарты близка к критической. Лучше диагностировать проблему на ранней стадии, чем обращаться потом в сервис за ремонтом.
Как работает VRM на материнской плате и видеокарте компьютера
Содержание
Содержание
Преобразователи напряжения используются везде и всюду. Будь то огромные многотонные трансформаторы на электроподстанциях, обычные 50-герцовые трансформаторы в домашней аппаратуре или сложные импульсные схемы с умными микроконтроллерами. Любой электроприбор имеет собственные требования к питанию, да и отдельные узлы в этом приборе тоже привередливы к значениям напряжений. Вопрос — почему? Из статьи вы узнаете, зачем вообще нужны преобразователи и как работает DC-DC регулятор напряжения VRM на материнских платах и видеокартах. А еще можно посмотреть материнские платы с мощными схемами питания в каталоге.
Никакого единства…
В розетке 220 вольт, у блока питания 12 вольт, у зарядки телефона 5 вольт. Может сложиться впечатление, что инженерам нравится играть с напряжением, сначала повышая его до миллионов вольт на линиях электропередач, а потом до единиц вольт для питания центрального процессора. Почему люди не придумали какое-то единое значение напряжения и не используют его везде?
Определенно, центральный процессор — да и вообще любой другой микрочип — питать высоким напряжением прямо из розетки нельзя. Двенадцать вольт после блока питания тоже не подойдут. Во-первых, на микроскопическом уровне даже лишние пара десятых вольта могут привести к утечкам тока и повлиять на стабильность схемы. Во-вторых, чем выше напряжение, тем большее энергии расходуется на работу процессора. Поэтому с уменьшением техпроцесса разработчики стараются снизить и рабочий вольтаж. Когда-то процессоры, например, древний Intel 8086 выпуска 70-х годов, питались от 5 вольт, а современные работают всего от 1-1,4 вольта.
Блоки питания с напряжением 1 вольт на выходе — тоже не вариант, так как сила тока будет чрезмерно высокой — от нескольких десятков до сотен ампер. Ведь, снижая напряжение, растет сила тока при той же мощности. Вычислить силу тока можно, поделив мощность на напряжение.
Большая сила тока вставляет палки в колеса при подборе проводников из-за их сопротивления. Сопротивление — эффект, когда структура проводника мешает беспрепятственному протеканию тока по нему. Заряженные частицы врезаются на полной скорости в атомы проводника, чем и вызывают сопутствующий нагрев, а сами частицы теряют энергию. Это как бег с препятствиями. Вы тоже потеряете энергию, если во время бега по густому лесу будете влетать в деревья.
Сопротивление любого провода не нулевое, причем оно увеличивается с ростом его длины. Толщина провода также влияет на сопротивление. Поэтому, чтобы передать большую мощность при низком значении напряжения и высокой силе тока, придется использовать довольно толстые провода.
К примеру, напряжение на ЛЭП специально увеличивают до сотен тысяч вольт после электростанции, чтобы передавать мегаватты электрической мощности на значительные расстояния с помощью относительно тонких проводов.
И последнее. У любой электроники свое значение рабочего напряжения, а у процессора оно еще и регулируется в зависимости от нагрузки и условий работы. Так что договориться и сделать единую энергосистему с одинаковым значением напряжения попросту нереально.
Нет, без преобразователей ну никак не обойтись.
Устройство DC-DC преобразователя
Для питания микроэлектроники от постоянного напряжения используются DC-DC преобразователи, основанные на принципах широтно-импульсной модуляции — ШИМ. Их еще называют регуляторами напряжения — VRM.
Как это работает? Возьмите обычный вентилятор. Что будет, если вы его включите? Правильно, он будет дуть с одинаковой силой.
Что произойдет, если с равной периодичностью дергать рубильник — включать вентилятор всего на полсекунды, а на следующие полсекунды выключать? Двигатель вентилятора не может мгновенно набрать максимальную скорость вращения, поэтому за такой небольшой промежуток времени он как следует не разгонится. Но и остановиться за то же время он не успеет, так как продолжит крутиться по инерции. Так что вентилятор продолжит дуть, но с гораздо меньшей мощностью. Попробуйте поэкспериментировать со своим домашним вентилятором.
Выходит, если включать и выключать питание вентилятора, то вместо постоянного напряжения мы получим прерывистые импульсы той же амплитуды.
Так и работает простейший ШИМ-регулятор. Но вместо человека с выключателем используется транзистор — он то открывается на некоторое время (ВКЛ), то закрывается (ВЫКЛ). Только делает это с частотой не два раза в секунду (2 Гц), а десятки тысяч раз (10 кГц). Вы так точно не сможете. Такой транзистор называется «ключевым».
Кто-то может возмутиться: «Но, погодите, нам нужно получить напряжение в 1 вольт, а тут хоть и прерывистые, но те же 12 вольт, что и на входе! Кажется, нас обманывают!»
Действительно, таким образом питать процессор по-прежнему нельзя. Так что к ключевому транзистору (VT1) понадобятся еще несколько элементов: катушка индуктивности (L), конденсатор (C) и синхронный транзистор (VT2). Катушка и конденсатор образуют LC-фильтр.
Технически можно разделить цикл преобразования на две стадии: накачка энергии в катушку с конденсатором и стадию разряда.
Первая стадия — накачиваем энергию
Когда транзистор VT1 открыт, его собрат — синхронный транзистор VT2 — закрыт. В катушке L накапливается энергия, плавно нарастает ток и заряжается конденсатор C.
Вторая стадия — стадия разряда
Транзистор VT1 закрывается, открывается синхронный VT2 — он нужен, чтобы соединить вход катушки с отрицательным выводом нагрузки, создавая замкнутую цепь питания. Пусть мы и разорвали на этот краткий миг связь с источником питания, но катушка никуда не делась. Накопленная в катушке энергия теперь играет роль источника питания и поддерживает силу и направление тока, а конденсатор разряжается и питает нагрузку.
Затем транзистор VT1 снова открывается, а VT2 закрывается, и цикл начинается заново. Причем для наибольшей эффективности циклы повторяются с довольно высокой частотой — у современных компьютерных комплектующих миллионы раз в секунду (измеряется в мегагерцах, МГц).
Благодаря этому процессу мы получаем постоянное напряжение на нагрузке ниже, чем входное до ключевого транзистора. Импульсы как бы сглаживаются, образую близкую к прямой линию напряжения.
То, что линия напряжения не совсем прямая — это нормально. В реальных условиях идеальных LC-фильтров не бывает, и всегда присутствуют небольшие пульсации напряжения. И главное, подобрать параметры катушки и конденсатора таким образом, чтобы они не успевали разрядиться полностью к концу цикла. Тогда ток становится неразрывным.
К слову, ток на всей цепи примерно равен. А так как синхронный транзистор VT2 открыт несоизмеримо дольше — работать ему приходиться, что называется, за троих.
Как настраивается преобразователь
Уровень напряжения на нагрузке будет зависеть от длительности первой и второй стадий в рамках одного цикла. Ведь чем дольше открыт транзистор VT1, тем больше энергии успевает накопить катушка и тем выше будет по итогу напряжение после LC-фильтра.
Если мы поделим время первой стадии на длительность полного цикла, то получим коэффициент заполнения (D) от 0 до 100 %.
Чтобы узнать выходное напряжение (U out), нужно коэффициент заполнения умножить на входное напряжение (U in).
А чтобы узнать коэффициент заполнения, делим U out на U in.
Простой пример: чтобы получить типичное для центрального процессора напряжение в 1,2 вольта, то, поделив на входные 12 вольт (напряжение на выходе блока питания), получим D=0,1.
1,2 / 12 = 0,1 * 100 % = 10 %
Это значит, что первая стадия (накачки энергии) займет всего 10 % времени от общей длительности цикла, а оставшиеся 90 % времени уйдут на стадию разряда.
Когда одной фазы недостаточно
В мощных преобразователях часто используется не один канал с парой транзисторов, одной катушкой и одним конденсатором, а несколько параллельно подключенных каналов.
Как мы уже выяснили, любой проводник имеет ненулевое сопротивление и нагревается. Транзистор в ключевом режиме — тоже проводник, как обычный выключатель. И сопротивление (Rds) между его входом и выходом (сток-исток) не равно нулю. Значит, чем выше ток, тем сложнее будет электронам пробиться через него, что приведет к потерям энергии и нагреву. Чтобы минимизировать этот эффект и применяются несколько фаз — нагрузка распределяется между ними поровну.
Еще один интересный способ повысить эффективность: синхронный транзистор VT2 открыт примерно в семь-восемь раз дольше чем VT1, поэтому VT2 часто дублируют и стараются подобрать более продвинутую и дорогую модель с низким Rds.
Но это еще не все. Такие каналы не просто так называют «фазами». Процесс переключения транзисторов в разных каналах происходит не одновременно, а с небольшим сдвигом по фазе.
На выходе после LC-фильтров все фазы объединяются в одну, и амплитуда пульсаций становится значительно ниже, чем было бы у каждой фазы в отдельности.
Так что даже несколько десятков каналов в преобразователе на материнской плате неправильно называть «избытком». Ведь это не только меньшие потери, но и лучшее качество напряжения. Меньше пульсаций напряжения — меньше выбросов во внутренние узлы процессора — выше стабильность всей схемы, особенно при разгоне.
Те же принципы справедливы и для графического чипа видеокарты, процессора смартфона и любой другой «тонкой» электроники. Но в этом случае разработчики уже за нас рассчитали потребляемую мощность и количество необходимых узлов. А вот при выборе материнской платы пользователь должен сам определить, что ему нужно, учесть потребляемую мощность процессора. Тем более, если в планах серьезный разгон.