VRM fråga (elektroingenjörer emellan)

Jag tror det är mycket "imponator faktor" bakom. Jag har t.ex. tagit bort kylflänsar för VRM på grafikkort utan något negativt resultat.

Värmeutvecklingen i en VRM är just i switchögonblicket.

Oj, jag skriver imorgon när jag sitter vid ett tangentbord och inte på plattan, många hit-n-miss svar här.

Korta svaret är att det är så häg effektivitet på DC-DC-designen att det är högst ett par watt per krets. Samtliga VRM:er har även 120°C som arbetstemperatur (inte max utan lämplig temperatur innan effektiviteten faller). Sedan sitter det även ett stort jordplan som allt är kopplat till som radierar ut värme.

Psst, kondensatorerna blir inte varma under belastning, den lilla effekt som utvecklas i dem är ett par mW på sin höjd.

Kort och gott, de flesta designs är egentligen gimiks med feta flämsar som ser snygga ut. Sedan finns det såklart undantag. Skriver mer i morgon men kom gärna med frågor tills dess.

Nog finns de fall där flänsen gör nytta, som på mitt moderkort. VRMerna blev till och med så varma efter överklockning att datorn blev ostabil, så nu har jag en 92mm fläkt som tokblåser på dom för att hålla ner tempen.

Är säkert ett extremfall jag har, men inte skulle jag vilja va utan kylflänsar på dom...

Skickades från m.sweclockers.com

En sak som en del missar tror jag är inte nödvändigtvis att VRM eller andra komponenter som RAM i sig själv avger så mycket energi och därmed inte bidrar till sina höga temperaturer i så stor grad själva.

Däremot alstrar processorerna mycket energi och precis som energi leds upp genom kylflänsen och avges till luften så leds värme från processorn ut genom moderkortets kopparbanor till VRM, RAM och andra närliggande komponenter.

I dag är det inte ovanligt med processorer som jobbar på 80-90C med stock kylare. Tom intels stock kylare för haswell klarar knappt av att hålla processorn sval nog. Haswell applicerar 0.1-0.15V under extrema AVX 2.0 laster vilket intel helt enkelt löst genom att låta processorn throttla stundvis med 2-3% prestandaförlust vilket håller den vid ca 99C.

En orsak till att moderna processorer blir så varma är den lilla arean kislet har och val av termisk pasta eller TIM som det kallas.

Haswell är extremt liten för sina 84W TDP och med mer traditionell TIM mellan IHS och kisel så innebär detta höga temperaturer även med en bra fläns då Kisel har en given värme slutledningsförmåga likaså pastan och likaså IHS'en så temperaturerna blir väldigt höga på moderna processorer som kan dra allt från 84-220W för moderna högprestanda processorer.

Som sagt det faktum att processorer i dag är väldigt små men kan dra väldigt mycket effekt innebär höga temperaturskillnader mellan kisel och kylfläns.

Kan man inte hålla kislet svalt ja då vandrar även värme energi ut i moderkortet via kopparbarnorna som är utmärkta ledare. Värme kan bara färdas från varmare till kallare område så blir processorn varmare bör moderkortet och dess komponenter bli det med.

Jag har själv uppmätt detta fenomen. Hade en X58 rigg med i7 920 @ 3.7Ghz (180W ca) och 6x2GB ram.
hade en Noctua NH-U12P senare en NH-D14. Luften passerade in över ram minnena sedan in i kylaren och ut där bak.

Mätte jag temperaturen på alla minnena så steg temperaturen 1-2C för varje dimm man kom närmare processorn. Med andra ord kunde ofta minnet närmast processorn vara 10C varmare än det lägst ifrån.

Orsaken är som sagt att värme radierar ut ifrån processorn sockel och värmer upp komponenter runtomkring men ju lägre ifrån värmekällan man kommer, processorn tex ju lägre blir temperaturerna.
Därför var minnet närmast processorn mycket varmare än det lägst ifrån.

Jag fick in en Gammal Pentium 4 prescott för lagning en gång. Dam i stock kylaren. Den låg alltid och throttlade på 100C. Moderkortet var helt rostat. Vartenda konding hade gått härdan. Orsaken var att moderkortet blev så varmt pga processorns höga tempratur då värmen spred sig till VRM och andra komponenter och värme skadade moderkortet.

Så ja VRM, RAM mm producerar sin mängd värme och kommer ligga X antal grader över temperaturen moderkortet har just i den regionen. Så vill man hålla VRM och RAM svalt så bör man hålla processorn sval också.

Och kylflänsar på RAM och delvis VRM skulle jag nog påstå är mer till för att skydda dom från eventuell värme avgiven av processorn inte av RAM eller VRM själva men som sagt undantags fall finns men i normal fall ska det inte behövas.

Men detta är bara min amatörmässiga åsikt baserad på vad jag lärt mig om termodynamik en gång i tiden och observationer jag gjort genom tiden.

VRM och RAM kylning kan som sagt göra nytta men kan lika väl vara för det estetiska.

Moderna processorer är mycket mer komplexa.
En athlon Thunderbiord drog 74W vill jag minnas men låg på 1.75V det blir 42A och dom hade inte direkt strömsparfunktioner.

Har en Gammal Alpha EV56 500Mhz cpu på 54W som drar lika mö idle som load enligt min effektmätare så kräver igen komplex strömförsörjning trots att den blir rätt ljummen med tanke på att den är från 1999.

Moderna processorer har ju lite högre krav på strömförsörjningen också.

Det behövs ju en expert på området men vad jag misstänker så beror det på att dagens processorer drar typ 1V±0.2V och har en max ström på ca 100A ur lådan. Det är lite mer problematiskt att få fram 100A för en i7 4770K än 30-40A för nån gammal Athlon eller Pentium 4 processor som dessutom inte alls har lika hårda krav på VRM kretsarna som dynamisk spänning och snabb respons, lågt rippel etc etc.
Vad jag läste på ett ställe var att ville man uppnå lågt rippel så blev det på bekostnad av effektivitet och därmed varmare mosfets.

Sökte lite och höga strömmar och låga spänningar verkar inte direkt gynna mosfets effektivitet men som sagt igen expert så svårt att säga.

Men höga strömmar är ju problematiska, även lite resistans skapar ju stora förluster snart och även mosfets har resistans internt och därmed bör det skapa mer problem.

Modern VRM design dikteras ju av processorns krav. Kan inte tänka mig att gamla designer du tittar på skulle vara applicerbara på dagens processorer då kraven är helt olika.

Man använder polymer/metallfilms kondensatorer för att de är enormt mycket bättre och exaktare än elektrolytkondensatorer. Visst elektrolytkondensatorer är stora och har hög kapacitans för sin storlek men det är inte det viktiga. De har horribel rippeltålighet, en för hög spik och de smäller. Sedan är de inte i närheten så bra som metallfilmskondensatorerna på att hantera och minska rippel på den genererade spänningen.

Vidare, dagens processorchip matas med 1.8V och växlas ned på chippet till den spänning kärnan vill ha. Kikar vi på äldre grejer så var 3.3V inget ovanligt, detta gör ju att en VDroop på 40mV inte får en äldra CPU att krascha medan en modern blåskärmar på direkten. Därav utbyte av kondensatorerna.