VRM X570: ¿Cuál es la mejor? ASUS vs AORUS vs ASRock vs MSI

Nos hemos propuesto buscar el mejor VRM X570, la nueva plataforma de AMD diseñada especialmente para sus Ryzen 3000 y ¿posiblemente para los Ryzen 4000 de 2020? No solo veremos las características en profundidad de cuatro placas referencia para cada uno de los fabricantes Asus ROG, Gigabyte AORUS, MSI y ASRock, sino que veremos qué son capaces de hacer con un Ryzen 9 3900X estresado durante 1 hora.

Nueva generación de VRM con PowlRstage como referencia

AMD ha disminuido el proceso de fabricación de sus procesadores a 7 nm FinFET que en esta ocasión se encarga de construir TSMC. Concretamente son sus núcleos los que llegan esta litografía, mientras que el controlador de memoria aún se mantiene en los 12 nm de la generación anterior, obligando al fabricante a adoptar una nueva arquitectura modular basada en chiplets o CCX.

No solo se han actualizado CPU, sino también placas base, de hecho, todos los fabricantes principales cuentan con un arsenal de placas con el nuevo chipset X570 de AMD instalado sobre ellas. Si algo se debe destacar de estas placas es su profunda actualización de los VRM, ya que un transistor de 7 nm necesita una señal de voltaje mucho más limpia que uno de 12 nm. Hablamos de componentes microscópicos, y cualquier pico, por pequeño que sea provocará fallos.

Pero no es solo calidad, sino cantidad, hemos aumentado la eficiencia disminuyendo el tamaño, cierto es, pero también han aparecido procesadores de hasta 12 y 16 núcleos trabajando a frecuencias que superan los 4,5 GHz, cuya demanda de energía se sitúa cerca de los 200A a 1,3-1,4 V con TDP de hasta 105W. Son cifras verdaderamente altas si hablamos de componentes electrónicos de apenas 74 mm2 por CCX.

Pero, ¿Qué es un VRM?

¿Qué sentido tendría hablar acerca de los VRM sin entender qué significa este concepto? Lo mínimo que podemos hacer es explicar de la mejor forma que podamos.

VRM significa en español módulo regulador de voltaje, aunque a veces también se ve como PPM para hacer referencia al módulo de potencia del procesador. En cualquier caso, es un módulo que hace la función de convertidor y reductor para el voltaje que se suministra a un microprocesador.

Una fuente de alimentación entrega siempre una señal de corriente continua de +3,3V +5V y +12V. Esta misma se encarga de convertir la corriente alterna en corriente continua (rectificador de corriente) para que sea usada en los componentes electrónicos. El VRM lo que hace es convertir esta señal en voltajes mucho más bajos para su suministro al procesador, normalmente ente 1 y 1,5 V dependiendo de la CPU, claro está.

Hasta no hace mucho, era los propios procesadores los que tenía en su interior su propio VRM. Pero tras la llegada de los procesadores multinúcleo de alta frecuencia y rendimiento, los VRM pasaron a estar implementados directamente en las placas base provistos de varias etapas para alisar la señal y adaptarla a las necesidades de la potencia de diseño térmico (TDP) de cada procesador.

Los procesadores actuales cuentan con un identificador de tensión (VID) que es una cadena de bits, actualmente 5, 6 u 8 bits con los que la CPU pide un determinado valor de voltaje al VRM. De esta forma se suministra exactamente la tensión necesaria en cada momento en función de la frecuencia a la que lo núcleos de la CPU estén trabajando. Con 5 bits podremos crear 32 valores de voltaje, con 6, 64 y con 8, 256 valores. Entonces, además de convertidor, el VRM también es un regulador de voltaje, de ahí que tenga chips PWM para trasformar la señal d sus MOSFETS.

Conceptos básicos como TDP, V_core o V_SoC deben conocerse

En torno al VRM de las placas base existen bastantes conceptos técnicos que siempre aparecen en las Review o especificaciones y que no siempre se entienden o se conoce su función. Démosles un repaso:

TDP:

Se denomina potencia de diseño térmico a la cantidad de calor que puede generar un chip electrónico como CPU, GPU o chipset. Este valor se refiere a la cantidad máxima de calor que un chip generaría a máxima carga ejecutando aplicaciones, y no a la potencia que consume. Una CPU con 45W TDP significa que puede disipar hasta 45W de calor sin que el chip exceda la temperatura máxima de unión (TjMax o Tjunction) de sus especificaciones. Esto no tiene que ver con la potencia que un procesador consume, que variará en función de cada unidad y modelo y fabricante. Algunos procesadores tienen un TDP programable, en función del disipador que tengan montado si es mejor o peor, por ejemplo, las APU de AMD o Intel.

V_Core

El Vcore es la tensión que la placa base le proporciona al procesador que esté instalado sobre el socket. Un VRM debe asegurar un valor de Vcore suficiente para todos los procesadores del fabricante que puedan instalarse sobre ella. En este V_core trabaja el VID que ante hemos definido, indicando en cada momento que voltaje necesitan los núcleos.

V_SoC

En este caso se trata del voltaje que se suministra a las memorias RAM. Al igual que ocurre con el procesador, las memorias trabajan a una frecuencia diferente en función de su carga de trabajo y del perfil JEDED (frecuencia) que tenga configurado.se sitúa en valores de entre 1,20 y 1,35 V

Partes del VRM de una placa

MOSFET

Otra palabreja que utilizaremos mucho será MOSFET, Metal-Oxide semiconductor Field-Effet, lo que viene siendo un transistor de efecto campo. Sin entrar mucho en detales de electrónica, este componente sirve para amplificar o conmutar una señal eléctrica. Estos transistores básicamente son la etapa de potencia del VRM, generando un determinado voltaje e intensidad para la CPU.

En realidad, la etapa de potencia se compone de cuatro partes, dos Low Side MOSFETS, un High Side MOSFET y un controlador IC. Con este sistema se posible conseguir mayor rango de voltajes y sobre todo soportar las grandes intensidades que una CPU necesita, hablamos de entre 40 y 60A por cada etapa.

CHOKE y Condensador

Tras los MOSFETS, un VRM tiene una serie de chokes y de condensadores. Un choke es un inductor o bobina de ahogo. Realizan la función de filtrado de la señal, ya que impiden el paso de tensiones residuales provenientes de la conversión de corriente alterna en continua. Los condensadores complementan estas bobinas para absorber la carga inductiva y hacer la función de pequeñas baterías de carga para el mejor suministro de corriente.

PWM y Doblador

Estos son los últimos elementos que veremos, aunque se encuentran al principio del sistema del VRM. Un PWM o modulador por ancho de pulso, es un sistema por el que una señal periódica se modifica para controlar la cantidad de energía que envía. Pensemos en una señal digital la cual se puede representar con una señal cuadrada. Mientras más tiempo pase la señal en valor alto, más energía trasmitirá, y mientras más tiempo paso a 0, pues la señal será más débil.

Esta señal en algunos casos pasa por un doblador que se sitúa antes de los MOSFETS. Su función es la de reducir a la mitad esta frecuencia o señal cuadrada generada por el PWM, y luego duplicarla para que, entre no en uno, sino en dos MOSFETS. De esta forma las fases de alimentación se doblan en número, pero la calidad de la señal puede empeorar y este elemento no hace un balance correcto de la corriente en cada momento.

Cuatro placas de referencia con AMD Ryzen 9 3900X

Tras ponernos al tanto de lo que significan cada uno de los conceptos que trataremos de aquí en adelante, vamos a ver cuáles son las placas que utilizaremos para la comparativa. Sobra decir que todas ellas pertenecen a la gama alta o son el buque insignia de las marcas y están habilitadas para usarlas con el AMD Ryzen 3900X de 12 núcleos y 24 hilos que usaremos para someter a estrés el VRM X570.

La Asus ROG Crosshair VIII Formula es la placa base de mayores prestaciones que tienen el fabricante para esta plataforma de AMD. Su VRM tiene un total de 14 + 2 fases bajo un sistema de disipadores de cobre que además son compatibles con refrigeración líquida. En nuestro caso no utilizaremos tal sistema, para así estar en igualdad de condiciones con el resto de las placas. Esta placa tiene un disipador integral en chipset y sus dos ranuras M.2 PCIe 4.0. Cuenta con capacidad para 128 GB de RAM hasta 4800 MHz y ya tenemos disponible la actualización de BIOS con microcódigo AGESA 1.0.03ABBA.

La MSI MEG X570 GODLIKE nos ha dado un poco de guerra en el bando de pruebas desde sus inicios. También es el buque insignia de la marca con un recuento de 14 + 4 fases de alimentación protegidas mediante un sistema de dos disipadores de aluminio de perfil alto conectados con un tubo de calor de cobre que además viene directamente desde el chipset. Como anteriores GODLIKE, esta placa viene acompañada de una tarjeta de red de 10 Gbps, y otra tarjeta de expansión con dos ranuras M.2 PCIe 4,0 extra además de sus tres ranuras integradas en placa con disipadores. La última versión de BIOs disponible es la AGESA 1.0.0.3ABB

Seguimos con la placa Gigabyte X570 AORUS Master que en este caso no es la tope gama, ya que por encima tenemos la AORUS Xtreme. En todo caso esta placa tiene un VRM de 14 fases reales, ya veremos esto, protegidas también por disipadores de gran tamaño conectados entre sí. Al igual que las otras, nos ofrece conectividad Wi-Fi integrada, junto a una triple ranura M.2 y triple PCIe x16 con refuerzo de acero. Desde el día de 10 contamos con la última actualización 1.0.0.3ABBA para su BIOS, así que la usaremos.

Finalmente tenemos la ASRock X570 Phantom Gaming X, otro buque insignia que viene con notables mejoras respecto a las versiones con chipset Intel. Su VRM de 14 fases ahora es mucho mejor y con mejores temperaturas de lo que vimos en anteriores modelos. De hecho, sus disipadores son posiblemente los de mayor tamaño en las cuatro placas, con un diseño similar a la ROG, por tener un disipador integral en chipset y su tripe ranura M.2 PCIe 4.0. haremos también uso de su actualización de BIOS 1.0.0.3ABBA lanzada el 17 de septiembre.

Estudiando en profundidad los VRM de cada placa

Antes de la comparativa, vamos a ver en profundidad los componentes y la configuración del VRM X570 de cada placa base.

Asus ROG Crosshair VIII Formula

Demos comienzo con el VRM de la placa Asus. Esta placa tiene un sistema de alimentación formado por dos conectores de alimentación, uno de 8 pines y otro de 4 pines en los que suministra 12V. A estos pines Asus les denomina ProCool II, que básicamente son pines metálicos macizos con rigidez y capacidad de transportar tensión mejorados.

El siguiente elemento presente, es el que ejerce el control PWM de todo el sistema. Hablamos de un controlador PWM ASP 1405i Infineon IR35201, el mismo que utiliza también el modelo Hero. Este controlador se encarga de dar la señal las fases de alimentación.

Esta placa tiene 14 + 2 fases de alimentación, aunque serán 8 reales de las cuales 1 se encarga del V_SoC y 7 del V-Core. Estas fases no cuentan con dobladores, por lo que tampoco podemos considerar que no sean reales, dejémoslo en pseudo-reales. El caso es que están compuestas cada una de ellas por dos MOSFETS Infineon PowlRstage IR3555, haciendo un total de 16. Estos elementos proporcionan un Idc de 60A a una tensión de 920 mV, y cada uno de ellos está gestionado mediante señal PWM digital.

Tras los MOSFETS tenemos 16 Chokes MicroFine Alloy de 45A con núcleos de aleación, y finalmente capacitores Black Metallic de 10K µF sólidos. Como hemos comentado, este VRN no cuenta con dobladores, pero es cierto que la señal PWN se divide en dos para cada MOSFET.

MSI MEG X570 GODLIKE

La placa base tope gama de MSI cuenta con una entrada de energía compuesta por un doble conector de 8 pines con alimentación de 12V. al igual que los otros casos, sus pines son sólidos para mejorar las prestaciones frente a esos 200A que necesitarán los AMD más potentes.

Al igual que en el caso de Asus, en esta placa también contamos con un controlador PWM Infineon IR35201 que se encarga de suministrar señal a todas las fases de alimentación. En este caso tenemos un total de 14 + 4 fases, aunque 8 son las reales debido a la existencia de dobladores.

La etapa de potencia entonces consiste en dos sub-etapas. En primer lugar, contamos con 8 dobladores Infineon IR3599 que se encargan de gestionar los 18 MOSFETs Infineon Smart Power Stage TDA21472 Dr.MOS. Estos cuentan con un Idc de 70A y una tensión máxima de 920 mV. En este VRM tenemos 7 fases o 14 MOSFETS dedicados al V_Core, los cuales están controlados por 8 dobladores. De la 8ª fase se encarga el otro doblador que cuadriplica la señal para sus 4 MOSFETS, generando así el V_SoC.

Finalizamos la etapa de estrangulación con 18 Chokes Titanium Choke II de 220 mH y sus correspondientes condensadores sólidos.

Gigabyte X570 AORUS Master

La siguiente placa es un poco diferente a las anteriores, ya que aquí sus fases si se pueden considerar reales todas ellas. El sistema en este caso estará alimentación a 12V por dos conectores de 8 pines sólidos.

En este caso el sistema es más simple, contando con un controlador PWM también de la marca Infineon modelo XDPE132G5C que se encarga de gestiona la señal de las 12 + 2 fases de alimentación que tenemos. Todas ellas están compuestas por MOSFETs Infineon PowlRstage IR3556, que soportan un Idc máximo de 50A y a un voltaje de 920 mV. Como ha os imaginareis, 12 fases se encargan del V_Core, mientras que las otras dos le sirven al V_SoC.

Con contamos con información concreta acerca de los Chokes y capacitores, pero sabemos que los primeros soportarán 50A y los segundos están compuesto por material electrolítico sólido. El fabricante sí que detalla una configuración de dos capas de cobre, a su vez de doble grosor para separar la capa de energía de la conexión que hace de tierra.

ASRock X570 Phantom Gaming X

Finalizamos con la placa de ASRock, la cual se nos presenta con una entrada de tensión a 12V compuesta por un conector de 8 pines y otro de 4. Optando por tanto por la configuración menos agresiva.

Tras esto, contaremos con un controlador PWM Intersill ISL69147 que se encarga de gestionar los 14 MOSFETs que componen el VRM de 7 fases reales. Y como ya os imagináis, tenemos una etapa de potencia compuesta por dobladores, concretamente 7 Intersill ISL6617A. En la siguiente fase, se han instalado 14 MOSFETs SiC654 VRPower (Dr.MOS) que en esta ocasión los ha construido Vishay, al igual que la mayoría de sus placas excepto la Pro4 y la Phantom Gaming 4 que los firma Sinopower. Estos elementos proporcionan un Idc de 50A.

Finalmente, la etapa de estrangulación se compone de 14 Chokes de 60A y sus correspondientes condensadores de 12K fabricados en Japón por Nichicon.

Pruebas de estrés y temperaturas

Para realizar la comparativa entre las distintas placas base con VRM X570, las hemos sometido a un proceso de estrés continuado de 1 hora. Durante este tiempo, el AMD Ryzen 9 3900X ha mantenido todos los núcleos ocupados con Primer95 Large y a la máxima velocidad de stock que la placa en cuestión le permitiera.

La temperatura la hemos obtenido directamente desde la superficie del VRM de las placas, ya que en la captura de temperaturas mediante software solo se nos facilita la del controlador PWM en cada caso. Así que colocaremos una captura con la placa en reposo, y otra captura transcurridos 60 minutos. Durante este lapso realizaremos capturas cada 10 minutos para establecer una temperatura media.

Resultados Asus ROG Crosshair VIII Formula

En la placa construida por Asus podemos ver unas temperaturas iniciales bastante contenidas, que en ningún momento se han acercado a los 40⁰C en las zonas más calientes del exterior. Normalmente, estas zonas serán los chokes o la propia PCB por donde viaja la electricidad.

Debemos considerar que los disipadores de la placa son dos bloques de aluminio bastante grandes y que además admiten refrigeración líquida, algo que por ejemplo el resto de placas no tienen. Lo que queremos decir es que estas temperaturas bajarán bastante si colocamos uno de estos sistemas.

No obstante, tras este largo proceso de estrés, las temperaturas apenas se han movido unos grados, llegando tan solo a 41,8⁰C en las zonas del VRM más calientes. Son unos resultados bastante espectaculares y estas fases pseudo-reales con MOSFETS PowlRstage funcionan a las mil maravillas. De hecho, es la placa con mejores temperaturas bajo estrés de todas las probadas, y la estabilidad de éstas ha sido muy buena durante el proceso, llegando en algunos momentos a los 42,5⁰C.

También hemos tomado una captura de Ryzen Master durante el proceso de estrés en esta placa, en el cual vemos que el consumo de energía es bastante alto como cabía esperar. Hablamos de 140A, pero es que tanto TDC como PPT también se mantienen en unos porcentajes bastante altos mientras estamos en los 4,2 GHz, que es una frecuencia que aún no llega a la máxima disponible, ni en la Asus, ni en el resto de placas con la nueva BIOS ABBA. Algo muy positivo es que en ningún momento el PPT y el TDC de la CPU han llegado al máximo, lo que demuestra una excelente gestión de la energía de esta Asus.

Resultados MSI MEG X570 GODLIKE

Nos vamos al segundo caso, que es la placa tope gama de MSI. Mientras el equipo de pruebas está en reposo, hemos obtenido unas temperaturas muy similares a la Asus, entre los 36 y 38⁰C en los puntos más calientes.

Pero tras el proceso de estrés estas han subido bastante más que en el caso anterior, encontrándonos al final de la prueba con valores cercanos a los 56⁰C. No obstante, son resultados buenos para el VRM de una placa con esta CPU, y que a buen seguro serán mucho peores en placas inferiores y con menos fases de alimentación como es lógico. Se trata de la placa con las temperaturas más altas de las cuatro comparadas

En algunos momentos hemos observado picos algo superiores, y rozando los 60⁰C, aunque esto ha ocurrido cuando el TDC de la CPU se ha disparado debido a las temperaturas del mismo. Podemos decir que el control de energía en la GODLIKE no es tan bueno como en la Asus, hemos observado en Ryzen Master bastante subidas y bajadas en estos marcadores, y unos voltajes algo más elevados que en el resto de las placas.

Resultados Gigabyte X570 AORUS Master

Esta placa ha sido la que menores variaciones de temperatura ha sufrido durante el proceso de estrés. Esta variación ha sido de unos 2⁰C solamente, lo que demuestra cómo de bien trabajan un VRM con fases reales y sin dobladores intermedios.

Ya de entrada, las temperaturas son algo más altas que la competencia, llegando a los 42⁰C y algo más en algunos puntos. Es la placa que más pequeños tiene sus disipadores, así que con un poco más de volumen en ellos, creemos que no superar los 40⁰C hubiera sido factible para ella. Los valores de temperatura se han mantenido muy estables a lo largo del proceso.

Resultados ASRock X570 Phantom Gaming X

Finalmente llegamos a la placa de Asrock, el cual tiene unos disipadores bastante voluminosos en todo su VRM. Esto no ha sido suficiente para mantener las temperaturas por debajo de las anteriores, al menos en reposo, ya que obtenemos valores que superan los 40⁰C en las dos filas de chokes.

Tras el proceso de estrés, nos encontramos con los valores rozando los 50⁰C, aunque todavía menores que en el caso de la GODLIKE. Se nota que las fases con dobladores suelen tener de media valores más elevados bajo situaciones de estrés. Concretamente en este modelo, hemos llegado a ver picos de unos 54-55⁰C cuando la CPU se mostraba más caliente y con mayor consumo de energía.

Conclusiones sobre el VRM X570

En vista a los resultados, podemos declarar como ganadora a la placa de Asus, y no solo a la Fórmula, porque la Hero también se ha mostrado fuera de cámara con unas excelentes temperaturas y tan solo superando a su hermana mayor en un par de grados. El hecho de no tener dobladores físicos en sus 16 fases de alimentación ha propiciado unos valores sensacionales, que incluso podrán ser disminuidos en el caso de que integremos un sistema de refrigeración personalizado en ella.

Por otro lado, hemos visto que claramente los VRM con dobladores, son los que tienen temperaturas más elevadas, especialmente tras procesos de estrés. De hecho, la GODLIKE es la que mayor voltaje de media mete en los núcleos de la CPU, lo que provoca también la subida de temperaturas. Esto ya lo vimos durante su review, así que podríamos decir que es la más inestable.

Y si miramos la AORUS Master, que tiene 12 fases reales, sus temperaturas son las que menos han variado de un estado al otro. Cierto es que en stock es la de mayor temperatura, pero su media demuestra una escasa variación. Con unos disipadores algo más grandes hubiera puesto en problemas a la Asus posiblemente.

Tan solo quedaría por ver de qué son capaces de hacer estas placas con el AMD Ryzen 3950X, el cual todavía no ha visto la luz en el mercado.