¿Qué son los VRM o módulos reguladores de voltaje de una placa base?

Los VRM o módulos reguladores de voltaje de una placa base son un conjunto de componentes que se encargan de regular el voltaje que se le suministra a la CPU.

Esto es esencial para el correcto funcionamiento de la CPU y para evitar que se dañe por un exceso de voltaje. Hay que tener en cuenta que la fuente de alimentación en sus canales de salida de voltaje tiene 12V, 5V y 3.3V y el procesador puede necesitar 1.3V por ejemplo y dependiendo de sus «prestaciones» tendrá un consumo concreto, por lo que será necesario suministrar la energía y potencia correcta y necesaria.

¿Cuál es la función de los VRM?

La función de los VRM es, como ya hemos mencionado, regular el voltaje que se le suministra a la CPU. Esto es esencial para que la CPU funcione de forma correcta y para evitar que se dañe por un exceso de voltaje, así como proporcionar el suministro adecuado de energía.

¿Por qué son importantes los VRM?

Los VRM son muy importantes porque, como hemos visto, regulan el voltaje que se le suministra a la CPU. Esto es esencial para que la CPU funcione de forma óptima y de todo su potencial. ¿Qué quiere esto decir?, que si la placa base no sumistra el voltaje que necesita la CPU porque no es capaz por ser VRM de baja calidad o pocas prestaciones, el rendimiento del procesador (CPU) se verá afectado.

Como claro ejemplo, tenemos que el 95% de las placas mATX para Xeon no pueden con procesadores como el 2666v3 entre otros, que tiene un TDP de 135 W y una frecuencia de 3,5GHz en Turbo, que si es desbloqueado, iría teóricamente a esa velocidad en sus 10 núcleos.

Esto no significa que en una placa base mATX que no sea adecuado montar un procesador como el 2666v3 de 10 núcleos con un rendimiento x, pueda montarse un procesador de 12 núcleos con un rendimiento x+i. Es decir, depende del TDP y frecuencia turbo más bien y si tiene el turbo desbloqueado, pero hay soluciones parciales como veremos.

Fases alimentación ¿Qué son fases duplicadas?

Podemos ver respecto a las características del sistema de alimentación de una placa base, que hace referencia a fases de alimentación y fases duplicadas.

Las fases de alimentación «limpian o filtran» la energía a la CPU. Cuando se hace referencia a fases de alimentación o fases duplicadas, podemos encontrarnos con números de una cifra o de dos en placas base de marca.

Así en placas chinas podemos ver respecto a esta cuestión que se hace referencia por ejemplo a 3 fases duplicadas que en las placas de marca como digo serían 3 + 3, la primera unidad son fases completas y las otras sería que tiene 3 más pero son duplicadas.

Las fases completas indicaría el número de fases que son dedicadas y la segunda son los reguladores de voltaje (VRM) «extras» para alimentar otros componentes de la placa base como podría ser la RAM.

Son duplicadas cuando hay un número más en una fase completa, por ejemplo 6+1 y se monta entonces un duplicador.

Un duplicador permite multiplicar el trabajo de las fases completas sin necesidad de disponer de otras fases adicionales.

Como es lógico, una fase duplicada no tiene la misma eficiencia y proporciona el mismo servicio que una fase completa, pero tiene algunos beneficios en aprovechamiento de la energía y permite reducir el precio.

Funcionamiento fases de alimentación o VRM

En el video de HardwarEsfera nos muestra como identificar los diferentes VRM o módulos de regulador de voltaje que se encuentran a lo largo de la placa base pues alimentan a: Chipset, memoria RAM, la gráfica si es integrada, encontrándose junto al procesador (en un lateral o cabecera), el conjunto de fases de alimentación que proporciona energía al procesador, que es un elemento en la placa base que necesitará mayor suministro proporcional al consumo de éste (TDP).

En la placa base podemos contar el número de fases que tiene viendo cuantos cuadraditos hay.

¿Qué ocurre si montamos un procesador potente en una placa base de gama baja?

Cuando montamos un procesador potente, entendiento potente cuando cumple estos requisitos y este orden, tendremos un problema con las VRM de nuestra placa base.

• Alto consumo (determinado por el TDP).
• De muchos núcleos e hilos.
• De altas frecuencias.

Estos problemas son dos:

• Que los VRM superen los 80º C de temperatura, que sería lo máximo aceptable a pleno rendimiento de la CPU.
• Calentamiento excesivo de los VRM que baja la frecuencia y rendimiento de la CPU al timpo que no puede suministrar la energía suficiente al micro por el alto consumo demandado por éste al no poder mantener el voltaje.

¿Cómo funcionan los VRM?

Los VRM funcionan regulando el voltaje que se le suministra a la CPU. Esto se hace mediante el uso de unos componentes llamados MOSFETs. Los MOSFETs son dispositivos electrónicos que se encargan de controlar el voltaje que se le suministra a la CPU.

¿Qué elementos componen los VRM?

Los VRM son controlados por un circuito integrado (IC) conocido como PWM y se componen de varios componentes, siendo tres principalmente:

• MOSFET alto y bajo.
• Inductores (conocidos como chokes).
• Condensadores.

¿Qué ventajas ofrecen unos buenos VRM?

Los VRM ofrecen muchas ventajas, como por ejemplo, un mejor rendimiento de la CPU, una mayor eficiencia energética y una mayor vida útil de la CPU y demás elementos gestionados por regulador de voltaje.

¿Qué problemas pueden surgir con los VRM?

Los problemas más comunes que pueden surgir con los VRM son el sobrecalentamiento y el mal funcionamiento de la CPU y rendimiento del equipo.

¿Cómo se pueden evitar los problemas de los VRM?

Para evitar los problemas de los VRM, es importante optar por elegir procesadores adecuados a la placa base en cuestión. También es importante utilizar unos disipadores de calor eficientes y disponer de una buena ventilación del ordenador.

¿Cómo se pueden mejorar los VRM?

Existen varias formas de mejorar los VRM, como por ejemplo, usando MOSFETs de mayor calidad, aumentando el número de fases o usando unos disipadores de calor más eficientes o ventilación adicional forzada a los VRM, que sólo solucionaría en parte el tema de las temperaturas, no así la de proporcionar el voltaje adecuado en ciertos escenarios. La CPU baja el rendimiento, recuerda, no hay milagros.

Solución placas base con VRM que se calientan

En caso que nuestra placa base tenga montado un procesador demasiado potente para los VRM y se caliente y/o baje el rendimiento cuando la CPU se encuentre al máximo rendimiento se puede optar por reducir físicamente las capacidades del micro:

• En el caso de los Xeon x99 26xxV3, no desbloqueando el turbo (TBU).
• Desactivando el hyperthreading de la BIOS, con esto se desactivan los hilos quedando con una relación 1:1 en el caso de los procesadores que tienen 1:2 (doble hilos que núcleos).
• Mejorar el sistema de refrigeración de los VRM colocando un ventilador orientado a la CPU o mejorando el disipador de aluminio original de la placa.
• Cuanto más voltaje, más consumo y cuando más consumo más temperatura. El undervolting (bajada de voltaje suministrado a la CPU) es una opción que tenemos en cuenta a la hora de optimizar el rendimiento de nuestro micro.