Vrm x570: qual é o melhor? asus vs aorus vs asrock vs msi

Decidimos encontrar o melhor VRM X570, a nova plataforma AMD projetada especialmente para o Ryzen 3000 e possivelmente para o Ryzen 4000 de 2020? Não apenas veremos as características detalhadas de quatro placas de referência para cada um dos fabricantes Asus ROG, Gigabyte AORUS, MSI e ASRock, mas também veremos o que eles são capazes de fazer com uma Ryzen 9 3900X estressada por 1 hora.

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Nova geração de VRM com PowlRstage como referência

A AMD reduziu o processo de fabricação de seus processadores para 7 nm FinFET, que desta vez é responsável pela construção do TSMC. Especificamente, são seus núcleos que chegam a essa litografia, enquanto o controlador de memória ainda permanece a 12 nm da geração anterior, forçando o fabricante a adotar uma nova arquitetura modular baseada em chiplets ou CCX.

Não apenas as CPUs foram atualizadas, mas também as placas-mãe; de ​​fato, todos os principais fabricantes têm um arsenal de placas-mãe com o novo chipset AMD X570 instalado em cima deles. Se há algo que deve ser destacado nessas placas, é a atualização profunda dos VRMs, já que um transistor de 7nm precisa de um sinal de tensão muito mais limpo do que um de 12nm. Estamos falando de componentes microscópicos e qualquer pico, por menor que seja, causará falha.

Mas não é apenas a qualidade, mas também a quantidade, aumentamos a eficiência diminuindo o tamanho, é verdade, mas também apareceram processadores com até 12 e 16 núcleos, trabalhando em frequências superiores a 4, 5 GHz, cuja demanda de energia está próxima de 200A a 1, 3-1, 4V com TDP até 105W. Esses são números realmente altos se falarmos sobre componentes eletrônicos de apenas 74 mm2 por CCX.

Mas o que é um VRM?

Que sentido faria para falar sobre VRM sem entender o que esse conceito significa? O mínimo que podemos fazer é explicar da melhor maneira possível.

VRM significa módulo regulador de tensão em espanhol, embora às vezes também seja visto como PPM para se referir ao módulo de potência do processador. De qualquer forma, é um módulo que atua como um conversor e redutor da tensão fornecida a um microprocessador.

Uma fonte de alimentação sempre entrega um sinal de corrente direta de + 3, 3V + 5V e + 12V. É responsável pela conversão de corrente alternada em corrente contínua (retificador de corrente) para uso em componentes eletrônicos. O que o VRM faz é converter esse sinal em tensões muito mais baixas para fornecer ao processador, normalmente entre 1 e 1, 5 V, dependendo da CPU, é claro.

Até pouco tempo atrás, eram os próprios processadores que tinham seu próprio VRM. Porém, após a chegada de processadores multicore de alta frequência e alto desempenho, os VRMs foram implementados diretamente nas placas-mãe com vários estágios para suavizar o sinal e adaptá-lo às necessidades do TDP (Thermal Design Power) de cada processador ..

Os processadores atuais têm um identificador de tensão (VID) que é uma sequência de bits, atualmente de 5, 6 ou 8 bits, com a qual a CPU solicita um determinado valor de tensão do VRM. Dessa maneira, exatamente a voltagem necessária é fornecida sempre, dependendo da frequência com que os núcleos da CPU estão trabalhando. Com 5 bits, podemos criar 32 valores de tensão, com 6, 64 e 8, 256 valores. Assim, além de um conversor, o VRM também é um regulador de tensão, portanto, possui chips PWM para transformar o sinal de seus MOSFETS.

Conceitos básicos como TDP, V_core ou V_SoC devem ser conhecidos

Em torno do VRM das placas-mãe, existem alguns conceitos técnicos que sempre aparecem nas Revisões ou nas especificações e que sua função nem sempre é entendida ou conhecida. Vamos revisá-los:

TDP:

A energia térmica do projeto é a quantidade de calor que pode ser gerada por um chip eletrônico, como uma CPU, GPU ou chipset. Este valor refere-se à quantidade máxima de calor que um chip geraria com carga máxima em execução de aplicativos, e não à energia que consome. Uma CPU com 45W TDP significa que pode dissipar até 45W de calor sem que o chip exceda a temperatura máxima de junção (TjMax ou Tjunction) de suas especificações. Isso não tem a ver com a energia que um processador consome, que variará dependendo de cada unidade, modelo e fabricante. Alguns processadores possuem um TDP programável, dependendo do dissipador de calor em que estão montados, se é melhor ou pior, por exemplo, APUs da AMD ou Intel.

V_Core

O Vcore é a voltagem que a placa-mãe fornece ao processador que está instalado no soquete. Um VRM deve garantir um valor Vcore suficiente para todos os processadores do fabricante que podem ser instalados nele. Nesse V_core, o VID que definimos funciona, indicando sempre a voltagem que os núcleos precisam.

V_SoC

Nesse caso , é a voltagem fornecida às memórias RAM. Assim como no processador, as memórias funcionam em uma frequência diferente, dependendo da sua carga de trabalho e do perfil (frequência) JEDED que você configurou.É entre 1, 20 e 1, 35 V

Partes do VRM de uma placa

MOSFET

Outra palavra que usaremos muito será MOSFET, semicondutor de óxido de metal Field-Effet, que tem sido um transistor de efeito de campo. Sem entrar em detalhes eletrônicos, esse componente é usado para amplificar ou alternar um sinal elétrico. Esses transistores são basicamente o estágio de potência do VRM, gerando certa tensão e corrente para a CPU.

Na verdade, o amplificador de potência é composto por quatro partes, dois MOSFETS Low Side, um MOSFET High Side e um controlador IC . Com este sistema, é possível atingir uma faixa maior de tensões e, acima de tudo, suportar as altas correntes de que uma CPU precisa, falamos de 40 a 60A para cada estágio.

CHOKE e Capacitor

Após os MOSFETS, um VRM possui uma série de bobinas e capacitores. Um estrangulamento é um indutor ou bobina de estrangulamento. Eles desempenham a função de filtrar o sinal, pois impedem a passagem de tensões residuais da conversão de corrente alternada em corrente contínua. Os capacitores complementam essas bobinas para absorver a carga indutiva e funcionar como pequenas baterias de carga para o melhor suprimento de corrente.

PWM e Bender

Estes são os últimos elementos que veremos, embora estejam no início do sistema VRM. Um modulador de largura de pulso ou PWM é um sistema pelo qual um sinal periódico é modificado para controlar a quantidade de energia que ele envia. Vamos pensar em um sinal digital que pode ser representado por um sinal quadrado. Quanto mais tempo o sinal passa com um valor alto, mais energia ele transmite e mais tempo passa para 0, pois o sinal será mais fraco.

Este sinal, em alguns casos, passa por um dobrador que é colocado antes dos MOSFETS. Sua função é reduzir pela metade essa frequência ou sinal quadrado gerado pelo PWM e duplicá-lo para que ele entre não em um, mas em dois MOSFETS. Dessa forma, as fases de alimentação são dobradas em número, mas a qualidade do sinal pode se deteriorar e esse elemento não faz um balanço correto da corrente o tempo todo.

Quatro placas de referência com AMD Ryzen 9 3900X

Depois de conhecer o significado de cada um dos conceitos com os quais lidaremos a partir de agora, veremos quais são as placas que usaremos para a comparação. Escusado será dizer que todos eles pertencem ao topo de gama ou são a principal marca das marcas e estão habilitados para usá-los com o AMD Ryzen 3900X de 12 núcleos e 24 fios que usaremos para enfatizar o VRM X570.

A Asus ROG Crosshair VIII Formula é a placa-mãe de mais alto desempenho do fabricante para esta plataforma AMD. Seu VRM possui um total de 14 + 2 fases em um sistema de dissipador de calor de cobre que também é compatível com o resfriamento por líquido. No nosso caso, não usaremos esse sistema, para estar em igualdade de condições com o restante das placas. Esta placa possui um dissipador de calor com chipset integrado e seus dois slots M.2 PCIe 4.0. Tem capacidade para 128 GB de RAM até 4800 MHz e já temos disponível a atualização do BIOS com o microcódigo AGESA 1.0.03ABBA.

O MSI MEG X570 GODLIKE nos deu uma pequena guerra no lado do teste desde o início. É também o carro-chefe da marca, com uma contagem de 14 + 4 fases de energia protegidas por um sistema de dois dissipadores de calor de alumínio de alto perfil conectados a um tubo de calor de cobre que também vem diretamente do chipset. Como o GODLIKE anterior, esta placa é acompanhada por uma placa de rede de 10 Gbps e outra placa de expansão com dois slots PCIe 4.0 M.2 extras, além de três slots integrados integrados com dissipadores de calor. A versão mais recente dos BIOs disponíveis é AGESA 1.0.0.3ABB

Continuamos com a placa-mãe Gigabyte X570 AORUS que, nesse caso, não é a gama superior, pois acima temos a AORUS Xtreme. De qualquer forma, esta placa possui um VRM de 14 fases reais, veremos isso, também protegido por grandes dissipadores de calor conectados entre si. Como os outros, ele oferece conectividade Wi-Fi integrada, além de um slot M.2 triplo e PCIe x16 triplo com reforço de aço. A partir do dia 10 , temos a atualização mais recente 1.0.0.3ABBA para o BIOS, por isso vamos usá-lo.

Por fim, temos o ASRock X570 Phantom Gaming X, outro carro-chefe que vem com melhorias notáveis ​​em relação às versões do chipset Intel. Seu VRM de 14 fases agora é muito melhor e com melhores temperaturas do que o que vimos nos modelos anteriores. De fato, seus dissipadores de calor são possivelmente os maiores nas quatro placas, com um design semelhante ao ROG, por terem um dissipador de calor integral no chipset e seu slot M.2 PCIe 4.0 triplo. Também usaremos a atualização 1.0.0.3ABBA do BIOS lançada em 17 de setembro.

Estudo aprofundado do VRM de cada conselho

Antes da comparação, vamos dar uma olhada nos componentes e na configuração do VRM X570 em cada placa-mãe.

Asus ROG Crosshair VIII Formula

Vamos começar com o VRM na placa Asus. Esta placa possui um sistema de energia composto por dois conectores, um de 8 pinos e o outro de 4 pinos, que fornece 12V. Esses pinos são chamados ProCool II da Asus, que são basicamente pinos metálicos sólidos com rigidez e capacidade aprimoradas para suportar tensão.

O próximo elemento presente é aquele que exerce o controle PWM de todo o sistema. Estamos falando de um controlador PWM ASP 1405i Infineon IR35201, o mesmo que também usa o modelo Hero. Este controlador é responsável por transmitir o sinal às fases de alimentação.

Esta placa possui 14 + 2 fases de energia, embora existam 8 reais, dos quais 1 é responsável pelo V_SoC e 7 do V-Core. Como essas fases não possuem curvas, não podemos considerar que elas não são reais, vamos deixar em pseudo-reais. O fato é que cada um deles é composto por dois MOSFETS Infineon PowlRstage IR3555, perfazendo um total de 16. Esses elementos fornecem um Idc de 60A a uma tensão de 920 mV, e cada um é gerenciado por meio de um sinal digital PWM.

Após os MOSFETS, temos 16 bobinas de liga MicroFine de 45A com núcleos de liga e, finalmente, capacitores sólidos de 10K µF preto metálico. Como comentamos, esse VRN não possui duplicadores, mas é verdade que o sinal PWN é dividido em dois para cada MOSFET.

MSI MEG X570 GODLIKE

A placa-mãe topo de gama da MSI possui uma entrada de energia que consiste em um conector duplo de 8 pinos e 12V. Como nos outros casos, seus pinos são sólidos para melhorar o desempenho em comparação com os 200A que a AMD mais poderosa precisará.

Como no caso da Asus, nesta placa, também temos um controlador PWM Infineon IR35201, responsável por fornecer um sinal para todas as fases de energia. Neste caso, temos um total de 14 + 4 fases, embora 8 sejam as reais devido à existência de dobradeiras.

O estágio de potência consiste em dois subestágios. Primeiro de tudo, temos 8 dobradeiras Infineon IR3599 que gerenciam os 18 MOSFETs Dr.MOS da Infineon Smart Power Stage TDA21472. Estes têm um Idc de 70A e uma tensão máxima de 920 mV. Neste VRM, temos 7 fases ou 14 MOSFETS dedicados ao V_Core, que são controlados por 8 duplicadores. A 8ª fase é tratada pelo outro dobrador que quadruplica o sinal para seus 4 MOSFETS, gerando assim o V_SoC.

Terminamos o estágio de estrangulamento com 18 choques de 220 mH de titânio Choke II e seus correspondentes capacitores sólidos.

Gigabyte X570 AORUS Master

A placa a seguir é um pouco diferente das anteriores, pois aqui estão suas fases, se todas elas podem ser consideradas reais. O sistema, neste caso, será alimentado a 12V por dois conectores sólidos de 8 pinos.

Nesse caso, o sistema é mais simples, possuindo também um controlador PWM da marca Infineon, modelo XDPE132G5C, encarregado de gerenciar o sinal das fases de energia de 12 + 2 que possuímos. Todos eles são compostos por MOSFETs Infineon PowlRstage IR3556, que suportam um Idc máximo de 50A e uma tensão de 920 mV. Como você pode imaginar, 12 fases são responsáveis ​​pelo V_Core, enquanto as outras duas servem o V_SoC.

Com isso, temos informações concretas sobre as bobinas de choque e capacitores, mas sabemos que as primeiras suportam 50A e as últimas são compostas de material eletrolítico sólido. O fabricante detalha uma configuração de cobre de duas camadas, que também tem espessura dupla para separar a camada de energia da conexão de aterramento.

ASRock X570 Phantom Gaming X

Terminamos com a placa ASRock, que nos apresenta uma entrada de tensão de 12V composta por um conector de 8 pinos e um conector de 4 pinos. Portanto, optando pela configuração menos agressiva.

Depois disso, teremos um controlador Intersill ISL69147 PWM responsável por gerenciar os 14 MOSFETs que compõem o VRM de 7 fases real. E como você pode imaginar, temos um estágio de potência composto por dobradeiras, especificamente 7 Intersill ISL6617A. Na próxima fase, foram instalados 14 MOSFETs SiC654 VRPower (Dr.MOS), que desta vez foram construídos pela Vishay, como a maioria de suas placas, exceto o Pro4 e o Phantom Gaming 4, assinados pela Sinopower. Esses elementos fornecem um Idc de 50A.

Finalmente, o estágio de estrangulamento é composto por 14 estranguladores 60A e seus capacitores de 12K correspondentes fabricados no Japão pela Nichicon.

Testes de estresse e temperatura

Para fazer a comparação entre as diferentes placas-mãe com o VRM X570, as submetemos a um processo de estresse contínuo de 1 hora. Durante esse período, o AMD Ryzen 9 3900X manteve todos os núcleos ocupados com o Primer95 Large e na velocidade máxima de estoque permitida pela placa em questão.

A temperatura foi obtida diretamente da superfície do VRM das placas, pois na captura de temperaturas por software, apenas o controlador PWM é fornecido em cada caso. Então, colocaremos uma captura com a placa em repouso e outra após 60 minutos. Durante este período, faremos capturas a cada 10 minutos para estabelecer uma temperatura média.

Resultados Asus ROG Crosshair VIII Formula

Na placa construída pela Asus, podemos ver temperaturas iniciais bastante contidas, que nunca chegaram perto de 40 ° C nas áreas mais quentes do lado de fora. Normalmente, essas áreas serão as bobinas ou o próprio PCB onde a eletricidade viaja.

Devemos considerar que os dissipadores de calor da placa são dois blocos de alumínio razoavelmente grandes e também admitem resfriamento líquido, algo que, por exemplo, o restante das placas não possui. O que queremos dizer é que essas temperaturas cairão um pouco se instalarmos um desses sistemas.

No entanto, após esse longo processo de estresse, as temperaturas mal se moveram alguns graus, atingindo apenas 41, 8 ° C nas áreas mais quentes do VRM. São resultados bastante espetaculares e essas fases pseudo-reais com o MOSFETS PowlRstage funcionam como um encanto. De fato, é a placa com as melhores temperaturas sob estresse de todas as testadas, e sua estabilidade tem sido muito boa durante o processo, chegando às vezes a 42, 5⁰C.

Também fizemos uma captura de tela do Ryzen Master durante o processo de estresse nesta placa, na qual vemos que o consumo de energia é bastante alto, como seria de esperar. Estamos falando de 140A, mas é que o TDC e o PPT também permanecem em porcentagens bastante altas enquanto estamos em 4, 2 GHz, que é uma frequência que ainda não atingiu o máximo disponível, nem no Asus nem no resto. de placas com o novo ABBA BIOS. Algo muito positivo é que em nenhum momento o PPT e o TDC da CPU atingiram o máximo, o que mostra um excelente gerenciamento de energia deste Asus.

Resultado MSI MEG X570 GODLIKE

Vamos para o segundo caso, que é o prato superior da linha MSI. Enquanto o equipamento de teste está em repouso, obtivemos temperaturas muito semelhantes ao Asus, entre 36 e 38 ° C nos pontos mais quentes.

Porém, após o processo de estresse, eles aumentaram consideravelmente mais do que no caso anterior, encontrando-nos no final do teste com valores próximos a 56 ° C. No entanto, são bons resultados para o VRM de uma placa com esta CPU, e isso certamente será muito pior em placas inferiores e com menos fases de energia, como é lógico. Esta é a placa com as temperaturas mais altas das quatro comparadas

Às vezes, observamos picos um pouco mais altos e próximos a 60 ° C, embora isso tenha ocorrido quando o TDC da CPU disparou devido às suas temperaturas. Podemos dizer que o controle de potência no GODLIKE não é tão bom quanto no Asus, observamos no Ryzen Master muitos altos e baixos nesses marcadores e tensões um pouco mais altas do que no restante das placas.

Resultados Gigabyte X570 AORUS Master

Esta placa sofreu as menores variações de temperatura durante o processo de estresse. Essa variação está em torno de apenas 2 ° C, o que mostra como um VRM com fases reais e sem dobras intermediárias funciona.

Desde o início, as temperaturas são um pouco mais altas que a concorrência, chegando a 42 ° C e um pouco mais altas em alguns pontos. É a placa que possui os menores dissipadores de calor; portanto, com um pouco mais de volume, acreditamos que não seria superior a 40 ° C. Os valores de temperatura permaneceram muito estáveis ​​ao longo do processo.

Resultado ASRock X570 Phantom Gaming X

Finalmente chegamos à placa da Asrock, que possui dissipadores de calor bastante volumosos em todo o seu VRM. Isso não foi suficiente para manter as temperaturas abaixo das anteriores, pelo menos em repouso, pois obtemos valores que excedem 40 ° C nas duas fileiras de bobinas.

Após o processo de estresse, encontramos valores próximos a 50⁰C, embora ainda inferiores aos do GODLIKE. Note-se que as fases com dobradeiras costumam ter valores médios mais altos em situações de estresse. Especificamente neste modelo, chegamos a ver picos em torno de 54-55⁰C quando a CPU estava mais quente e com maior consumo de energia.

	A seus	MSI	AORUS	ASRock
Temperatura média	40.2⁰C	57.4⁰C	43, 8⁰C	49.1⁰C

Conclusões sobre o VRM X570

Em vista dos resultados, podemos declarar a placa da Asus uma vencedora, e não apenas a Fórmula, porque o Herói também foi mostrado fora das câmeras com excelentes temperaturas e apenas batendo em sua irmã mais velha em alguns graus.. O fato de não ter dobradores físicos em suas 16 fases de alimentação levou a alguns valores sensacionais, que podem até diminuir se integrarmos um sistema de refrigeração personalizado a ele.

Por outro lado, vimos que claramente o VRM com dobradeiras são aquelas que têm temperaturas mais altas, principalmente após processos de estresse. De fato, o GODLIKE é aquele com a maior voltagem média nos núcleos da CPU, o que também faz com que as temperaturas subam. Já vimos isso durante sua revisão, então podemos dizer que é o mais instável.

E se olharmos para o AORUS Master, que tem 12 fases reais, suas temperaturas são as que menos mudaram de um estado para outro. É verdade que em estoque é a temperatura mais alta, mas sua média mostra pouca variação. Com dissipadores de calor um pouco maiores, isso poderia colocar o Asus em problemas.

Resta saber o que essas placas são capazes de fazer com a AMD Ryzen 3950X, que ainda não viu a luz no mercado.