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So beeinflusst das VRM die CPU-Leistung

21.06.2019 | 09:04 Uhr |

Das „Voltage Regulator Module“ – kurz VRM oder Spannungsreglermodul – ist zwar auf jedem Mainboard vorhanden, wird aber oft unterschätzt.

Im Zusammenspiel mit anderen Komponenten stellt das VRM sicher, dass die CPU mit konstanter Energie und gleichbleibenden Spannungen versorgt wird. VRMs von minderer Qualität können zu Leistungseinbußen führen und die Funktion des Prozessors unter starker Rechenlast einschränken. Im schlimmsten Fall kann sich das komplette System plötzlich abschalten, insbesondere bei Übertaktungsversuchen. Erfahren Sie in diesem Beitrag, was ein VRM überhaupt tut und welchen Einfluss es auf die CPU-Performance hat.

Die Hauptaufgabe eines VRM liegt darin, die 12-Volt-Spannung aus dem PC-Netzteil in eine für die CPU brauchbare Spannung umzuwandeln, die meist zwischen 1,1 und 1,3 Volt liegt. Eine zu hohe Spannung kann zu irreparablen Schäden am Prozessor führen. Deshalb ist es notwendig, dass die erforderlichen Spannungen so präzise und zuverlässig wie möglich geliefert werden. Für diese Aufgaben sind VRMs recht komplex aufgebaut. Prinzipiell arbeitet ein VRM wie ein klassischer Abwärtswandler (oder auch Buck Converter), der die Spannungen auf das benötigte Niveau senkt.

Wer seine CPU häufig ausreizt und übertaktet, der braucht anständige VRMs. Sie versorgen den Prozessor mit konstanter Energie und gleichbleibenden Spannungen.
Vergrößern Wer seine CPU häufig ausreizt und übertaktet, der braucht anständige VRMs. Sie versorgen den Prozessor mit konstanter Energie und gleichbleibenden Spannungen.

Ein VRM arbeitet mit drei Komponenten: MOSFETs (Metall-Oxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor), Drosselspulen und Kondensatoren. Im Inneren befindet sich auch noch ein integrierter Schaltkreis (oft auch PWM – Puls-Weiten-Modulation – genannt), der alles kontrolliert. Doch aktuelle Prozessoren setzen mehrphasige VRMs voraus. Denn mehrere Phasen verteilen die Stromlast auf einen physikalisch größeren Bereich, wodurch die Wärmeentwicklung und die Belastung der Komponenten reduziert und weitere elektrische Optimierungen in Bezug auf den Wirkungsgrad erzielt werden.

Mittlerweile sind die VRMs deshalb auch in das Licht des Herstellermarketings gerückt. Auf den Mainboards werden sie typischerweise mit Angaben wie „8+3“ oder „10+2“ beworben. Dabei steht die Zahl vor dem Plus für die Anzahl der Regulatoren, die tatsächlich nur für die CPU zuständig sind. Die zweite Zahl verdeutlicht die Menge an Wandlern, die für die restlichen Komponenten der Hauptplatine verantwortlich zeichnen – etwa für den Arbeitsspeicher. Ist die erste Zahl vor dem Plus aber noch größer, beispielsweise „18+1“, dann setzt der Hersteller auf einen sogenannten Doppler. Er ermöglicht es, mehrere Phasen gleichzeitig anzusteuern, ohne tatsächlich weitere Phasen integrieren zu müssen. Zwar sind echte Phasen immer noch besser, aber richtig schlecht ist diese Methode auch nicht. 

Und wie beeinflussen die VRMs nun die Leistung der CPU? Je hochwertiger die Bestandteile der Wandler sind, desto zuverlässiger arbeitet der Prozessor, vor allem beim Übertakten. Halten Sie also vor allem Ausschau nach Begriffen wie „japanische Kondensatoren“ oder „Premium Aluminium-Drosseln“. Außerdem sollten sich Kühlblöcke über allen oder den meisten MOSFETs befinden, die zudem auch noch über feine Kühllamellen verfügen.

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