Vrm hs fan что это
Обзор и тестирование материнской платы ASUS ROG Maximus X Hero (страница 6)
Система мониторинга
На плату установлено восемь коннекторов 4pin для вентиляторов (несколько штук повышенной мощности для помп СВО). Помимо них ASUS оставила опцию в виде расширения количества вентиляторов. EXT_FAN – это разъем для подключения дочерней платы, добавляющей в систему еще три вертушки.
реклама
Примечательно, что компания уделила внимание и прописала точные нагрузки для всех разъемов, а также точно указала, какие вентиляторы и как управляются. Хотя некоторые значения не совпадают с реальностью.
В разделе мониторинга и вентиляторов сосредоточены настройки последних. А на заглавной странице можно увидеть текущие параметры: напряжения, обороты подключенных вентиляторов или помпы.
В Q-Fan Configuration вкладок больше, а для автоматической настройки нужно воспользоваться режимом Q-Fan Tuning. Плата сама протестирует возможности подключенных моделей и создаст профили с оптимальными настройками. В ручном или полуручном режиме следует пройтись по вкладкам Chassis Fan(s) Configuration и Ext. Fan(s) Configuration.
Настраивается по нескольким параметрам:
Ручной профиль дает доступ к следующим настройкам:
Chassis Fan 1/2/3 и H_AMP Fan
реклама
Эти четыре вентилятора настраиваются подобно CPU, но с небольшими изменениями. Можно задать температурный датчик, относительно которого будет работать вентилятор. Причем в самом сложном варианте доступно задать до трех датчиков одновременно, выбрав их самостоятельно. Вот теперь может пригодиться разъем для внешнего датчика, который установлен на плату.
Настройка работы разъемов для помп СВО. Самый простой режим из всех вентиляторов. Нет привязки к внешним датчикам, только к CPU.
Заключение
Материнская плата ASUS ROG Maximus X Hero может и умеет разгонять абсолютно все – от процессора до оперативной памяти – и делает это на отлично. Нужно только знать, в какие слоты вставлять модули памяти, но об этом подробно написано в инструкции (второй и четвертый слоты). Готовые профили под DDR4 – рабочие, но проще своими руками.
Удивительно, но простая на первый взгляд схема питания отлично себя проявила. Сначала было много радости от рабочей функции LLC. Потом понравилась дополнительная опция в BIOS для настройки Svid. А в заключение правильная работа XMP с сохранением положенного диапазона множителей процессора.
Что касается самого разгона, то ограничителем выступают только способности процессора. Под нагрузкой система охлаждения системной платы не перегревается, демонстрируя лучшие показатели среди ранее рассмотренных материнских плат на Intel Z370.
Замечаний по итогам обзора немного, а существенных и вовсе нет. Инженеры почему-то разместили кнопки включения/перезагрузки/Safe_boot и Retry очень близко друг к другу и создали некоторую путаницу с описанием и настройкой разъемов вентиляторов. В остальном претензий нет.
По итогам обзора материнская плата ASUS ROG Maximus X Hero получает награду:
Из чего состоит VRM материнской платы
Содержание
Содержание
VRM или модуль регулятора напряжения — это важнейший функциональный узел материнской платы, который преобразует 12 В от блока питания в стабилизированное низкое напряжение для процессора и оперативной памяти. Он состоит из пяти базовых функциональных элементов, которые мы подробно разберем.
Подробнее узнать о работе VRM можно в специализированном материале.
PWM-контроллер
Это центр управления всего VRM, который координирует количество энергии, передаваемой от линии 12 В и проходящей через фазы питания на процессор. Pulse-Width Modulation переводится как «широтно-импульсная модуляция», поэтому его еще называют ШИМ-контроллер.
Управление происходит путем изменения ширины импульсов, формируемых контроллером, которые через драйверы поступают на мосфеты (о них расскажем в следующих разделах). Ширина импульсов зависит от количества энергии, необходимой процессору в данный момент времени. Если вычислительная нагрузка возросла, то возрастает и потребляемая мощность, а напряжение питания процессора при этом уменьшается. ШИМ-контроллер через цепь обратной связи фиксирует это и увеличивает ширину управляющих импульсов, тем самым увеличивая количество энергии, поступающее через фазы питания на процессор. Напряжение восстанавливается до исходного значения.
Из блок-схемы видно, что VRM устроен довольно сложно. Казалось бы, зачем городить огород, используя ШИМ-контроллер, драйверы, мосфеты и сглаживающие фильтры? Ведь достаточно применить линейный стабилизатор, который отлично сглаживает выходное напряжение и очень просто устроен. Давайте разберемся.
Линейный стабилизатор состоит из делителя, на вход которого подается напряжение. Стабилизация происходит путем изменения сопротивления регулирующего элемента (РЭ).
Представим, что такой стабилизатор используется для преобразования напряжения блока питания (12 В) в напряжение питания процессора (1,2 В). Ток потребления ЦП с рассеиваемой мощностью 120 Вт при 1,2 В составит 100 А (100 А × 1,2 В = 120 Вт). Он проходит через регулирующий элемент. При этом на последнем выделяется излишек напряжения, равный разнице на входе и выходе (12 – 1,2 = 10,8 В). Рассеиваемая мощность на регулирующем элементе составит внушительные 1080 Вт (100 А × 10,8 В = 1080 Вт), что соответствует мощности среднего обогревателя! Система охлаждения такого модуля питания была бы настоящим монстром и имела колоссальную стоимость. А КПД — всего 10 % (120Вт / 1200Вт = 0,1 × 100 % = 10 %).
Именно поэтому для питания процессоров применяются импульсные стабилизированные источники питания, в частности VRM. Его мосфеты работают импульсно, периодически открываясь (режим насыщения) и закрываясь (режим отсечки). В первом случае сопротивление очень мало, в среднем до 0,004 Ом. Для примера возьмем те же 100 А. Мощность — это ток в квадрате, умноженный на сопротивление: (100 А)2 = 10 000 × 0,004 = 40 Вт. А теперь сравните эту цифру с выделяемой мощностью на линейном стабилизаторе.
Умножитель фазы (даблер)
ШИМ-контроллер имеет ограниченное количество каналов управления и может управлять таким же количеством фаз питания VRM. Чтобы обойти это, применяют умножители фаз, которые увеличивают их в 2-4 раза. Чаще применяется удвоение, поэтому такие элементы называют даблерами.
В схеме VRM сигнал с выходов ШИМ-контроллера подается сперва на даблер. Затем от него два отдельных сигнала идут на драйверы фаз питания.
Умножитель фазы формирует управляющие импульсы со сдвигом по времени, при этом их частота на выходе будет вдвое меньше частоты на входе.
Драйвер
Этот функциональный элемент предназначен для управления парой полевых транзисторных ключей (мосфетов). Он согласует низковольтные сигналы, поступающие с ШИМ-контроллера или даблера с необходимыми управляющими напряжениями.
Переключение ключей из открытого состояния в закрытое (и наоборот) приводит к кратковременному переходу в активный режим работы. В таком режиме у любого транзистора резко увеличивается тепловыделение, поэтому драйвер должен минимизировать этот промежуток. На частотах переключения в районе 500 кГц реализовать это не так уж и просто. Мощные мосфеты обладают достаточно большой емкостью затвора (свыше 100 пФ) — для быстрого переключения драйвер должен очень шустро перезаряжать паразитные емкости.
Кроме того, при одновременном переключении ключей верхнего и нижнего плеча возникает ситуация, когда один ключ еще не успел до конца закрыться, а другой уже открывается. В этом случае через них протекает сквозной ток по цепи 12 В — ключ верхнего плеча — ключ нижнего плеча — корпус. Мосфеты при этом сильно нагреются.
Чтобы подобного не происходило, в задачи драйвера входит формирование задержки между сигналами управления ключей. В этом случае появление сквозных токов сводится к минимуму. Функциональное устройство подробно разбирать не будем, это тема для отдельной статьи.
Мосфеты
MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, в переводе «полупроводниковый полевой транзистор на основе оксида металла») — это мощный низковольтный электронный ключ. Такие силовые ключи применяются парами в фазах питания VRM. Ключ верхнего плеча подключается между источником питания 12 В и входом сглаживающего LC-фильтра, а нижнего плеча — между фильтром и корпусом.
При поступлении управляющих сигналов с драйвера на затворы, они поочередно подключают вход сглаживающего фильтра к источнику питания 12 В или к корпусу, обеспечивая необходимые по направлению и по величине токи протекания.
Мосфеты изготавливают на основе кремниевых полупроводников типов N и P.
Полупроводники N-типа выполняют на основе легированного кремния. Это значит, что в него добавлены атомы других химических элементов, которые имеют один лишний электрон по отношению к кремнию. Атомы встраиваются в кристаллическую решетку — в результате образуются излишки, которые и являются основными носителями заряда.
В полупроводниках Р-типа основой тоже выступает кремний, но в него легированы атомы химических элементов, в которых не достает одного электрона. В результате в кристаллической решетке образуются «дырки», которые также являются носителями заряда.
В качестве примера рассмотрим мосфет с N-каналом. Он состоит из подложки P-типа, по краям которой располагаются участки полупроводника (Сток и Исток). Между ними размещается металлическая пластина, называемая Затвором. Она изолирована от подложки диэлектрическим слоем из оксида кремния.
При отсутствии напряжения на Затворе энергии электронов Истока не хватает, чтобы преодолеть энергетический барьер и сформировать канал через подложку к Стоку. Ток не будет протекать через транзистор.
Если подать на затвор отпирающее положительное напряжение, то появится электрическое поле, которое начнет оттеснять основные носители заряда («дырки») вглубь подложки и станет притягивать к себе электроны, образуя канал электропроводимости между Истоком и Стоком. Через транзистор потечет ток.
При увеличении напряжения на затворе, в один момент ток через транзистор достигнет максимального значения и больше расти не будет. Этот режим называется насыщением. Именно в такой режим и входят мосфеты VRM при их открытии.
Фильтры
Сглаживающий фильтр состоит из индуктивности L, подключенной последовательно с нагрузкой, и емкости C, подключенной параллельно. Поэтому иногда его называют LC-фильтром.
Он преобразует короткие импульсы амплитудой 12 В в постоянное низковольтное напряжение питания процессора (1–1,4 В). Процесс проходит в два этапа.
При открытии ключа верхнего плеча через индуктивность начинает протекать ток. Энергия накапливается, заряжая при этом конденсатор.
После того, как напряжение на конденсаторе достигнет установленного значения, ключ верхнего плеча закрывается и открывается нижний. Индуктивность обладает свойством поддерживать неизменным направление и величину тока, поэтому возникшая в ней ЭДС еще некоторое время сохраняет их.
Запасенная энергия расходуется на питание нагрузки, помогая конденсатору. После исчерпания энергии в индуктивности ток через нее прекращается и цикл повторяется снова.
Что такое VRM материнской платы
Содержание
Содержание
VRM (Voltage Regulator Module) является неотъемлемым и одним из важнейших элементов материнской платы, который отвечает за питание центрального процессора. Высокочастотные чипы, такие как ЦПУ компьютера, очень чувствительны к качеству питания. Малейшие неполадки с напряжением или пульсациями могут повлиять на стабильность работы всего компьютера. VRM представляет собой не что иное, как импульсный преобразователь, который понижает 12 вольт, идущие от блока питания, до необходимого процессору уровня. Именно от VRM зависит подаваемое на ядра напряжение.
Принцип работы VRM был описан в более ранней статье, а сейчас мы рассмотрим, из чего состоит подсистема питания процессора.
VRM состоит из пяти основных составляющих: MOSFET-транзисторы, дроссели, конденсаторы, драйверы и контроллер.
Транзисторы
«MOSFET» является аббревиатурой, которая расшифровывается как «Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor». Так что MOSFET — это полевой МОП-транзистор с изолированным затвором.
Дроссели
Дроссели — это катушки индуктивности, которые стабилизируют напряжение. Вместе с конденсаторами они образуют LC-фильтр, позволяющий избавиться от скачков напряжения и уменьшить пульсации. В современных материнских платах дроссели выглядят как темные кубики, находящиеся около МОП-транзисторов.
Конденсаторы
В современных платах твердотельные полимерные конденсаторы уже давно вытеснили электролитические. Это связано с тем, что полимерные конденсаторы имеют намного больший срок эксплуатации. Конденсаторы помогают стабилизировать напряжение и уменьшать пульсации.
Контроллер
Контроллер — чип, рассчитывающий, с каким сдвигом по времени будет работать та или иная фаза. Является «мозгом» всей VRM.
Драйвер
Драйвер — это чип, исполняющий команды контроллера по открытию или закрытию полевого транзистора.
Охлаждение — зачем оно нужно
Существует прямая связь между энергопотреблением процессора и нагревом VRM. Чем больше потребляет процессор, тем больше нагрузка на цепи питания, и, следовательно, больше их нагрев. MOSFET-транзисторы во время работы выделяют значительное количество тепла. Поэтому на них устанавливают пассивное охлаждение в виде радиатора, чтобы избежать перегрева и нестабильной работы. Производители материнских плат начального уровня часто экономят на этом, оставляя цепи питания без охлаждения, что, конечно, не очень хорошо, но не слишком критично, поскольку на подобные материнские платы обычно не ставят топовые процессоры с высоким TDP.
На транзисторы цепей питания можно не ставить охлаждение при условии, что температура во время нагрузки не будет превышать допустимых значений. Поэтому без охлаждения VRM очень нежелательно устанавливать «прожорливые» процессоры. На материнских платах, рассчитанных под оверклокинг, обязательно имеется охлаждение.
В самых топовых платах, помимо обычного радиатора, можно встретить испарительную камеру или водоблок для подключения к контуру СЖО.
Количество фаз
У неопытных пользователей именно эта характеристика зачастую становится ключевой при выборе материнской платы. Производители знают об этом и часто прибегают к различным уловкам. Чаще всего можно встретить использование двойного набора компонентов для одной фазы, что создает видимость большего количества фаз. Количество и характеристики фаз обычно не указываются производителями в расчете на то, что неопытный покупатель увидит много дросселей и купит плату, решив, что «больше — лучше».
Чтобы узнать реальное количество фаз и используемые компоненты, нужно посмотреть характеристики установленного на материнскую плату ШИМ-контроллера в технической спецификации. Количество дросселей далеко не всегда говорит о реальном количестве фаз. Кроме того, стоит учитывать, что некоторые драйверы способны работать в качестве удвоителя фазы. Это позволяет увеличить количество фактических фаз без использования более продвинутого ШИМ-контроллера.
Конфигурация фаз питания
В описаниях материнских плат часто можно увидеть такие обозначения, как 8+2, 4+1, и т. п. Эти цифры означают количество фаз, отведенных на питание ЦПУ и остальных элементов. Например, 8+2 означает, что 8 фаз отведено на питание ядер процессора, а оставшиеся 2 рассчитаны на контроллер памяти.
От количества фаз зависит уровень пульсаций, действующих на процессор. Чем больше фаз, тем меньше пульсаций тока. Большее количество фаз означает большее количество MOSFET-транзисторов в цепи, что положительно сказывается на температурных показателях. Кроме того, чем больше транзисторов, тем легче будет поставить высокое напряжение на ядра, что позитивно скажется на оверклокинге. В большом количестве фаз, по большому счету, имеются только плюсы. Главным и единственным недостатком, пожалуй, является лишь высокая цена.
CPU Fan, Cha Fan, Sys Fan, Pwr Fan: что это такое на материнской плате. Как правильно организовать охлаждение системного блока
Слишком мало – будет греться, слишком много – будет выть. Как определить, сколько вентиляторов нужно установить в системный блок? И куда их подключать?
Недавно мы разобрались, как правильно подсоединить к материнской плате кнопку питания и спикер. Настала очередь вентиляторов, разъемы которых на схеме материнки обозначаются как Cha Fan, Sys Fan, Pwr Fan, CPU Fan и т. д. Поговорим, для чего они предназначены, чем различаются и как подключаются.
Шифры – это просто
CPU Fan, CPU Opt, Pump Fan
Далеко не каждая «мама» имеет весь набор вышеперечисленных интерфейсов. Но один из них имеет каждая. Это CPU Fan – разъем самого главного вентилятора в компьютере – процессорного.
Разъем CPU Fan на материнской плате всего один, но на многих материнках игрового сегмента встречаются комбинации CPU Fan + Pump Fan или CPU Fan + CPU Opt. Pump Fan и CPU Opt предназначены для вентилятора помпы водяного охлаждения, но могут использоваться и для дополнительной вертушки воздушного процессорного кулера.
CPU Fan, Pump Fan и CPU Opt обычно расположены недалеко от сокета (гнезда для установки процессора) и имеют 4 штырьковых контакта:
На некоторых старых материнских платах CPU Fan имеет 3 контакта:
Скорость вращения кулера, подключенного к трехпиновому разъему, регулируется изменением питающего напряжения.
Современные процессорные кулеры, как правило, оборудованы 4-контактными штепселями, но отдельные бюджетные и старые модели имеют по 3 пина.
Если количество контактов на штепселе вентилятора больше или меньше, чем на разъеме CPU Fan, вы всё равно сможете установить его в компьютер. Для этого просто оставьте четвертый пин свободным, как показано на схеме ниже.
Подключение процессорного кулера к разъему CPU Fan строго обязательно, это контролирует программа аппаратной самодиагностики POST, которая выполняется при включении ПК. Если подсоединить кулер к другому разъему или не подключать совсем, компьютер не запустится.
Sys Fan
Разъемы Sys Fan, которых на материнской плате может быть от 0 до 4-5 штук, предназначены для подключения системы дополнительного обдува внутренних устройств, например, чипсета или жесткого диска.
Контактные группы Sys Fan имеют по 4, а иногда по 3 пина. Кстати, к одной из них можно подсоединить дополнительный вентилятор процессорного кулера, если нет более подходящего разъема.
Скорость вращения вертушек, подключенных к 3-контактным разъемам Sys Fan, как и в случае с 3-контактрыми CPU Fan, управляется изменением уровня напряжения питания. А в некоторых реализациях материнских плат не управляется никак.
Контактные группы Sys Fan зачастую, но не всегда размещаются в срединной части платы недалеко от чипсета. Их использование необязательно.
Cha Fan
Cha (Chassis) Fan предназначены для подключения корпусных вентиляторов. Распиновка их контактных групп идентична Sys Fan, то есть эти разъемы взаимозаменяемы – вертушку на корпусе вполне можно подключить к разъему для кулера чипсета и наоборот.
Условное отличие между Cha Fan и Sys Fan только в расположении – первые чаще размещают на краях материнской платы, обращенных к фронтальной стороне и «потолку» системного блока. А еще в том, что минимум 1 разъем Cha Fan есть на любой материнке.
Pwr Fan
Pwr Fan – относительно редкий разъем, предназначенный для вентилятора блока питания. Подобная реализация БП встречается нечасто, поэтому и надобности в таком подключении, как правило, нет. Впрочем, если блок питания вашего ПК имеет разъем Pwr Fan, а материнская плата не имеет, вы можете подключить его к любой свободной контактной группе Cha Fan.
Необязательные разъемы
AIO Pump – предназначен для подключения насоса водяного охлаждения. Совместим с любыми вентиляторами воздушных систем.
H-AMP Fan – высокоамперный разъем. Предназначен для вентиляторов с повышенным потреблением тока.
W-PUMP+ – контактная группа для устройств повышенной мощности, входящих в состав системы водяного охлаждения. Выдерживает ток до 3 A.
M.2 Fan – предназначен для охлаждения накопителей стандарта M.2.
ASST (Assist) Fan – для подключения добавочных вентиляторов, которыми комплектуются некоторые материнские платы игрового сегмента.
EXT Fan – 5-контактный разъем для подключения дополнительной платы-контроллера, предназначенной для управления работой нескольких корпусных или системных вентиляторов.
Как организовать охлаждение системного блока
Состав системы воздушного охлаждения. Критерии выбора элементов
Знать, какой вентилятор куда подключать, безусловно, важно, но еще важнее разобраться, как их правильно разместить внутри системного блока, дабы обеспечить железному «питомцу» комфортный микроклимат. Перегрева наши электронные друзья ох как не любят, но это не значит, что вам придется тратиться на дорогущую «водянку» или что-то еще покруче. Для организации охлаждения большинства домашних компьютеров вполне достаточно «воздуха».
Итак, типовая воздушная система охлаждения ПК состоит из:
Основные критерии выбора корпусных и системных вентиляторов:
Основные критерии выбора процессорного кулера еще более просты – это совместимость с типом сокета материнской платы и тепловая мощность (TDP). Значение TDP системы охлаждения должно быть не ниже аналогичного параметра процессора, а с учетом возможного разгона – даже выше.
Кроме того, если вы выбираете модель с массивным радиатором, обращайте внимание на габариты последнего. Высокий башенный кулер может мешать закрытию крышки системного блока, а широкий – перекрывать слоты оперативной памяти.
Размещение системы охлаждения в корпусе ПК
Одна часть корпусных вентиляторов системного блока работает на вдув холодного воздуха извне, другая – на выдув нагретого. Для эффективного охлаждения всех внутренних устройств воздушный поток должен быть направлен спереди назад и вверх. Чтобы этого добиться, вертушки следует подключить в следующем порядке:
Для низкопроизводительных компьютеров без дискретной видеокарты и плат расширения в слотах PCI/PCI-e помимо процессорного кулера достаточно одного корпусного вентилятора на задней стенке.
Средне- и высокопроизводительные системы с дискретными видеокартами нуждаются не только в теплоотводе, но и в активном нагнетании холодного воздуха с помощью 1-3 передних вентиляторов.
Установка охладителей на боковую и верхнюю стенки предусмотрена далеко не в каждом корпусе, поскольку для большинства систем это решение не оправдано. Боковой обдув нужен для того, чтобы разгонять горячий воздух, который скапливается в районе плат расширения под габаритной видеокартой. «Потолочный» – для усиления теплоотвода из верхней части корпуса и создания внутри отрицательного давления.
Один и тот же корпусный вентилятор может работать и на выдув, и на вдув. Направление вращения и потока воздуха показаны стрелками на нем. Чтобы изменить направления на противоположные, достаточно перевернуть вентилятор.
Количество, расположение и мощность корпусных охладителей определяют эмпирическим путем, ориентируясь на температурные показатели устройств. Внутри закрытого системного блока, как правило, создается либо отрицательное, либо положительное давление. Тот и другой вариант имеет свое применение.
Организацию охлаждения по второму типу используют чаще.
Как еще улучшить охлаждение компьютера без лишних затрат
Больше вентиляторов – лучше охлаждение, но и заодно и больше шума. Поэтому стремление довести их количество до максимального оправдано не всегда.
Чтобы улучшить охлаждение компьютера без лишних затрат, следуйте этим несложным правилам: