Điện năng cho bộ xử lý đến từ một thiết bị gọi là module điều chỉnh điện áp (VRM: voltage regulator module), được dựng sẵn vào các bo mạch chủ hiện đại. Thiết bị này cảm nhận các yêu cầu điện áp của bộ xử lý (thường qua các chân cảm ứng trên bộ xử lý) và tự hiệu chỉnh để cung cấp điện áp đúng cho bộ xử lý. Thiết kế VRM cho phép nó chạy trên nguồn đầu vào +5V hay +12V. Nhiều thiết bị dùng +5V qua nhiều năm, nhưng bắt đầu năm 2000 hầu hết chuyển sang +12V do các yêu cầu của dòng điện tại mức điện áp đó. Ngoài ra những thiết bị khác có thể tải +5V, trong khi trước năm 2000 chỉ các động cơ ổ đĩa dùng +12V. VRM trên bo mạch dùng +5V, hay +12V tùy thuộc vào thiết kế bo mạch hay bộ điều chỉnh cụ thể. Nhiều IC bộ điều chỉnh điện áp hiện đại được thiết kế để chạy bất kỳ đầu vào từ +4V đến +36V, vì thế tùy thuộc vào nhà thiết kế bo mạch chủ chúng sẽ được cấu hình như thế nào.

Cho thí dụ, tôi đã nghiên cứu một hệ thống dùng bo mạch First Internationl Computer (FIC) SD-11, sử dụng bộ điều chỉnh điện áp Semtech SCI 1144ABCSW. Thiết kế bo mạch này dùng +5V để chuyển đổi thành mức điện áp thấp hơn mà bộ xử lý cần. Hầu hết bo mạch chủ sử dụng các mạch bộ điều chỉnh điện áp được điều khiển bởi các chip của Semtech (www.semtech.com) hay Linear Technology (www.linear.com). Bạn có thể vào trang web của họ để biết thêm nhiều về những con chip này.

Bo mạch này chấp nhận bộ xử lý Athlon 1GHz Cartridge (Model 2) nhu cầu điện năng tối đa 65W và điện áp nhỏ 1.8V (theo AMD). 65W tại 1.8V tương đương dòng điện 36.1A tại mức điện áp này (volt x amp = watt). Nếu bộ điều chỉnh điện áp xem +5V như một nguồn nuôi, 65W chỉ tương đương 13A tại +5V. Nếu cho rằng 100% hiệu suất trong bộ điều chỉnh, đó là điều không thể. Do đó, giả sử 80% hiệu suất (điều bình thường), thì cần 16.25A thực sự trên mức điện áp +5V do bộ điều chỉnh và bộ xử lý kết hợp.

Khi bạn xem xét thấy các mạch điện khác trên bo mạch cũng dùng nguồn +5V – nên nhớ rằng các card ÍA hay PCI cũng dùng nguồn điện này – bạn có thể nhìn ra dễ dàng các đường +5V quá tải từ bộ cấp nguồn đến bo mạch chủ.

Mặc dù hầu hết thiết kế VRM bo mạch cho Pentium III và Athlon/Duron sử dụng các bộ điều chỉnh trên nền +5V, phần lớn hệ thống từ đó dùng bộ điều chỉnh được cấp nguồn +12V. Đây là do mức điện áp cao hơn làm giảm đáng kể việc hút dòng điện.

Như bạn thấy, dùng +12V để cấp nguồn cho con chip chỉ cần 5.4V hay 6.8A, giả định hiệu suất 80% trên bộ điều chỉnh. Vì thế sửa đổi mạch VRM của bo mạch để sử dụng nguồn nuôi +12V dường như đơn giản. Nhưng khi xem lại văn bản trước, đặc tả kỹ thuật ATX 2.03 chỉ có một dây dẫn chính +12V trong đầu nối nguồn chính. Ngay cả đầu nối phụ cũng không có các dây dẫn chính +12V, vì vậy vô phương sửa đổi. Kéo lên tới 8A qua một dây dẫn 18-gauge cung cấp nguồn +12V đến bo mạch làm đầu nối bị nóng chảy do các tiếp xúc trong đầu nối ATX chính được ước lượng 6A khi dùng các cực tiêu chuẩn. Do đó, tìm giải pháp khác là cần thiết.

Thông tin hướng dẫn sự tương thích chuẩn (PCG: Platform Compatibility Guide)

Lượng điện qua đầu nối +12V được điều khiển trực tiếp bởi bộ xử lý. Bo mạch hiện đại được thiết kế để hỗ trợ nhiều bộ xử lý khác nhau; tuy nhiên, do sự tiêu thụ điện năng của bộ xử lý gia tăng, đặc biệt các chip cao cấp, mạch bộ điều chỉnh điện áp trên bo mạch có thể không được thiết kế để cung cấp nguồn điện hữu hiệu hỗ trợ hết các bộ xử lý. Để loại bỏ các sự cố nguồn điện (bao gồm trạng thái treo liên tục hay thậm chí hư hỏng như các thành phần bị hư hay các mạch bị cháy).
Intel đã tạo ra một tiêu chuẩn nguồn điện được gọi là Thông tin hướng dẫn sự tương thích chuẩn (PCG: Platform Compatibility Guide). PCG được đánh dấu trên các bộ xử lý và bo mạch đóng hộp của Intel (bán lẻ). Nó được thiết kế cho các nhà xây dựng hệ thống như một phương cách dễ dàng để biết các yêu cầu điện năng của bộ xử lý và để đảm bảo bo mạch chủ đáp ứng được các yêu cầu này.

PCG được định như một giá trị hai hay ba chữ và số (cho ví dụ, 05A), hai số đầu là năm đặc tả kỹ thuật cụ thể được giới thiệu và ký tự thứ ba là viết tắt của phân khúc thị trường . PCG định rõ ký tự thứ ba là A, cho các bộ xử lý và bo mạch trong thị trường cấp thấp (cần ít điện năng). B cho các bộ xử lý và bo mạch trong thị trường cấp cao (cần nhiều điện năng). Bo mạch hỗ trợ bộ xử lý cao cấp cũng hỗ trợ các bộ xử lý cấp thấp, nhưng không ngược lại. Cho thí dụ, bạn lắp đặt được bộ xử lý với PCG 05A vào bo mạch PCG 05B, nhưng nếu lắp đặt bộ xử lý 05B vào bo mạch 05A, các sự cố nguồn sẽ xảy ra. Mặc dù các số liệu PCG chủ yếu áp dụng cho bộ xử lý và bo mạch, chúng cũng được dùng để định ra các yêu cầu bộ cấp nguồn tối thiểu. Bảng 18.12 thể hiện các số PCG và các khuyến cáo nguồn mà chúng quy định.


Bộ cấp nguồn có khả năng cung cấp dòng điện cao nhất tối thiểu 10ms

Chọn bộ cấp nguồn với đầu nối +12V công suất tối thiểu được yêu cầu để đảm bảo sự hoạt động ổn định của hệ thống.