Introduction / Vulgarisation :
Pour comprendre l’intérêt, le fonctionnement et l’impact du vMOD, il faut au préalable avoir quelques notions concernant les étages d’alimentation (VRM).
Les VRM sont composés de plusieurs éléments dont les principaux sont, les MOSFETs, bobines, condensateurs qui vont réguler la tension et le contrôleur qui va les commander. C’est ce dernier qui va nous intéresser .
Le contrôleur supervise complètement toute la régulation des VRM, que ce soit la demande de la tension, le nombre de phases actives ou encore les sécurités comme les surtensions et surconsommation.
Voici un schémas simplifié représentant les fonctionnalités qui nous intéresse en prenant l’exemple d’un GPU. (Le principe est exactement le même pour tout le reste, CPU, RAM, PLL etc)
Par défaut, l’IC va demander une tension prédéfinie par le BIOS en fonction du P-State du GPU et envoyer un signal PWM aux MOSFET pour appliquer cette dite tension. Il va ensuite contrôler que la tension de sortie et bien conforme grâce a la loop de feedback. Si la tension n’est pas conforme à la demande, par exemple à cause d’un vDrop trop important, l’IC va modifier le signal PWM pour compenser cette différence.
La plupart du temps on peut modifier les tensions via le BIOS ou des softs mais la plage de réglage est souvent limitée par des protections pour empêcher l’utilisateur de dégrader le matériel ou tout simplement pour brider l’utilisation.
Si vous avez besoin de plus de tension pour votre overclock et que vous n’avez pas trouver de solutions software, il faudra dans ce cas envisager le vMod.
Avant de vous lancer, prenez bien le temps de lire le guide au complet. S’il reste des doutes, n’hésitez pas à venir nous demander. Il est fortement conseillé de commencer sur des vieux GPU qui ne coûte rien plutôt que sur des composant récent auxquels vous tenez.
Identification des VRM :
Pour commencer, il va falloir situé sur le PCB les VRM qui vous intéresse.
Je vais partir du principe que si vous voulez vMod, vous connaissez déjà les tension stock et max que vous pouvez obtenir. Si vous trouvez la même valeur sur vos bobines, vous avez trouver les VRM qui correspondent.
Si vous voulez trouver un voltage CPU, assurez vous que la tension soit stable, donc pas d’économies d’énergie et bios en override. Pour un GPU il faudra prendre les mesures quand la carte et en charge pour éviter une lecture d’un tension correspondant un a P-State d’économie d’énergie. Un simple rendu GPU-Z suffi.
Repérez toutes les bobines sur le PCB et regardez s’il s’agit de SMD ou PTH.
Pour mesurer les bobines PTH, vous pouvez garder votre cooling et prendre les mesures à l’arrière du PCB.
Voici un exemple concret de la démarche pour une GTX 260 :
Le vGPU n’est pas accessible via un soft, c’est parti pour le vMod.
Repérage des bobines :
Nous avons donc 6 bobines SMD, donc waterblock et riser pour être à l’aise.
Ensuite je boot, je lance le rendu GPU-z et je prends mes mesures.
Une fois les valeurs prisent, il ne reste qu’à déduire qui est qui.
Une seule phase avec 1.92v, ca correspond a la GDDR3 (1.9 a 2.05v stock)
Les deux autres VRM ont une tension très proche du vGPU indiqué par le soft, mais 4 phases, ca ne peut être que le GPU.
Ce qui nous laisse le troisième, dans cette plage de tension, surement un rail pour alimenter le chip IO juste au dessus.
Pensez aussi à noter votre tension stock, elle servira pour plus tard.
Point de mesure :
Une fois le vMod fait, il n’y aura plus de lecture possible de la tension par soft, il faut donc faire nos propres points de mesure pour pouvoir surveiller les tensions avec un multi. Depuis la sortie des VRM jusqu’à finalement atteindre les cores, le courant traverse une multitude de composant et de plans de cuivre. Tout ce que le courant traverse a une résistance qui provoque du vDrop. Pour avoir une lecture la plus précise possible, il faut donc souder nos fils au plus près possible de ce qu’on veut mesurer.
À l’arrière de vos composant, vous pouvez trouver des condensateurs SMD. Repérez les plus gros et les plus accessible, et regardez de quel côté il faut souder. Mettez votre multimètre en Ohmmètre sur le plus petit calibre, une touche sur le GND et avec l’autre testez les deux bornes d’un condensateur. Une des bornes devrais avoir la même valeur que si vous mettez vos touche en contact, ce sera donc le côté relié au GND. Sur l’autre borne vous trouverez une résistance plus élevée, ce sera donc la ou il faudra souder le fil.
Il peut arriver sur certaines cartes que les deux résistances soit trop proche pour les différencier, dans le cas il est possible de mesurer le voltage aux deux bornes avec la carte en charge (mais attention de ne pas trembler :p).
Si vous soudez votre fil directement derrière un CPU ou un GPU, assurez vous de bien vérifier en charge que le condensateur correspond bien aux vCore/vGPU et non une autre tension auxiliaire.
Il n’y a pas souvent beaucoup de place à l’arrière des composants, donc ne mettez pas beaucoup d’étain et faites attention aux court-circuits. Si vous ne sentez pas la soudure a cet endroit, vous pouvez souder directement en sortie de VRM la ou vous avez de la place. Il vaut mieux sacrifier la précision que d’endommager la carte.
Continuons sur notre GTX 260 :
Choix du condensateur sur lequel je vais souder mon fil.
Vérification de la valeur affichée par le multimètre pour une continuité directe.
Test des deux bornes du condensateur pour choisir ou souder le fil.
Ici le GND est en contact direct avec la borne du bas. La résistance de la borne du haut est plus élevée, c’est donc notre vGPU.
Il ne reste donc plus qu’à souder notre fil.
Recherche du Feedback :
Cette étape consiste à déterminer où et comment faire le vMod.
Pour cela il faut trouver le contrôleur des VRM qui nous intéresse. Les IC peuvent apparaître sous plusieur formes en fonction du nombre de phases à contrôler et des sécurités présente.
En général pour moins de 3 phases les IC sont souvent des SOIC a 8 ou 16 pins
Pour un nombre plus important de phases, ce sera plutôt des QFN jusqu’à 64 pins
Maintenant que vous savez quoi chercher, il suffit de regarder près des VRM pour trouver le vôtre. Pensez aussi à regarder à l’arrière du PCB.
Une fois que vous l’avez trouver, il falloir chercher la fiche technique en ligne. Dans un premier temps pour confirmer que l’IC trouvé est bien le bon, puis pour trouver le feedback.
Pour trouver la fiche technique, tapez “datasheet” suivi de la première ligne indiqué sur votre IC sur le net. Par exemple pour l’IC juste du dessus “datasheet asp1212”. On peut voir dans la description que c’est bien lui qui contrôle nos VRM “The ASP1212 is an 8-phase digital synchronous buck controller for core regulation”.
Une fois qu’on est sur, il faut chercher le feedback sur le schémas. Le feedback peut avoir plusieurs noms et abréviations sur les schémas : Feedback, FB, vFB, vsense, sense+, vGPU, vCPU.
Lorsque l’on a a faire a un SOIC, il est facile de souder directement sur l’IC. Mais les pin des QFN dépassent très peu, il est donc fortement conseillé de trouver un point de soudure plus accessible sur le PCB. Si vous avez un appareil photo de qualité, vous pouvez voir directement a quoi est reliée la pin de feedback. Sinon vous pouvez le déterminer avec l’ohmmètre avec une touche sur la pin et en touchant les SMD autour jusqu’à trouver une continuité directe.
Même si les SMD reliés au feedback sont généralement proche de la pin, cela peut souvent prendre quelques essais avant de trouver une continuité directe. Dans certains cas la pin peux être reliée à un via, cela veut dire que la piste passe à l’intérieur du PCB, et donc la continuité peut se trouver plus éloignée voir sur l’autre face du PCB.
La fiche technique nous confirme qu’il s’agit bien du contrôleur des VRM “Programmable Multi-Phase Synchronous Buck Converter”, “The ADP4100 can be programmed for 1−, 2−, 3−, 4−, 5−or 6−phase operation”.
Quand au feedback, on peux le trouver pin 18.
vMod :
[Vulgarisation]
Le feedback représente la pin par laquelle l’IC va contrôler la tension a la sortie des VRM pour pouvoir réguler s’il y a une différence avec la demande. C’est donc l’endroit ou l’on va faire notre vMod, le but étant de simuler un vDrop sur la boucle de contrôle. Quand l’IC va détecter le vDrop, il va compenser en augmentant la demande. Vu qu’il n’y a pas réellement de vDrop, ca va augmenter la tension en sortie de VRM.
Pour tromper l’IC, il faudra rajouter un potentiomètre entre le feedback et le GND.
La résistance du potentiomètre va définir la plage de réglage de la tension une fois posé. Il est donc important de le dimensionner correctement. Pour ce faire, il nous faut la résistance native entre le feedback et le GND ainsi que la tension par défaut (que vous avez déjà mesurer plus tôt).
Pour vous éviter les calculs, nous vous avons préparé une page de calcul pour vous aider à choisir le potentiomètre accessible ici : vMod Calcutator
Le but étant de choisir un potentiomètre avec lequel on obtiendra la tension finale voulue, et une tension de départ pas trop élevée.
Une fois le potentiomètre choisi, coupez la pâte d’un côté, et assurez vous de le régler à sa résistance maximale AVANT de le souder. Il ne sera plus possible de lire sa résistance après coup.
Une fois le potentiomètre en place, il ne vous restera qu’à diminuer la valeur du potentiomètre afin d’augmenter la tension en sortie de VRM.
Attention tout de même, l’augmentation de la tension en fonction de la résistance n’est pas linéaire et peut importe la valeur du potentiomètre, si vous tournez au max, la valeur finale sera 0 et détruira les VRM.
Si vos VRM sont régulés avec des P-State, pensez à augmenter la tension UNIQUEMENT en charge. Sinon quand le CPU/GPU (ou autre) repassera en charge, il va remonter la tension plus que prévu.
Voyons comment ca se passe avec notre GTX 260.
La résistance native du feedback est de 1022 Ohm et la tension stock était de 1152mV. On reporte donc ces valeurs dans le tableau.
Avec un potentiomètre de 20k Ohm, le vGPU sera a autour de 1200mv au minimum, avec la possibilité de monter jusqu’à 1741mv a 10% de la résistance. Aller au delà des 10% est vraiment risqué car la tension va augmenter extrêmement vite même si on visse doucement, si vraiment il y a besoin de plus, il vaudra mieux passer sur un 10K.
Il ne reste plus qu’à souder le potentiomètre et tester.
La tension a bien augmentée avec l’ajout du potentiomètre, il est donc maintenant possible de l’ajuster en jouant avec la résistance du potentiomètre.
OC Panel :
Si vous possédez un OC Panel, vous pouvez vous en servir a la place des potentiomètres.
En effet, l’overclocker Phil avait démontré (source) que la fonction hotwire pouvait servir pour n’importe quels VRM, et non pas juste les cartes ASUS.
La partie dédiée au contrôle des tension se trouve ici pour la v1
Et ici pour la v2
Les pins rouges sont à brancher directement au feedback sur le même point qu’on a trouvé précédemment.
Les pins noires peuvent être reliés aux points de mesures pour que l’oc panel affiche la tension. C’est pratique car il a 6 canaux mais il n’est pas vraiment précis et il ne faut pas mesurer au delà de 2v car il y a un risque d’endommager l’oc panel. Mieux vaut l’utiliser pour des tensions auxiliaires. Les pads sont reliés au pin noires, leur but étant de pouvoir toucher avec votre multimètre pour voir les tension.
L’OC Panel est très simple à utiliser. Une fois relié au feedback, il suffit d’aller dans sur la canal correspondant et ‘d’incrémenter pour monter la tension.
Les plages de réglages sont différentes en fonction du canal et de la version de l’oc panel, mais la résistance maximale et minimal restent les mêmes. Ce qui veut donc dire que plus la plage est grande, plus l’incrémentation de tension sera douce.
OC Panel V1 :
Canal 1, 4 “Core” : 0 a 190
Canal 2, 3, 5, 6 “Mem” et “PLL” : 0 à 63
OC Panel V2 :
0 à 126 pour les trois canaux
L’OC Panel a une plage de résistance très large, il est donc fortement possible que la tension n’augmente pas directement avec les premières valeurs. Continuez de monter doucement jusqu’à voir la tension augmente et notez le pour vous en rappeler plus tard. Le comportement sera le même qu’avec un potentiomètre, plus on avance et plus les incréments seront important.
Si votre résistance de feedback est trop faible, il est plutôt conseillé d’utiliser un potentiomètre adapté plutôt que jouer avec des gros incrément sur la fin de votre plage.
De retour avec notre GTX 260.
J’ai juste retirer le potentiomètre et câblé le feedback à la borne rouge de l’oc panel.
Le point de mesure est câblé à la pin noire.
Sur cette carte la tension augmente dès le début de la plage, donc aucune deadzone.
En réglant à +2, on obtient approximativement la même valeur qu’avec le potentiomètre au maximum.
En augmentant à +9 la tension augmente à 1.3v.
A vous de choisir la méthode que vous préférez entre le potentiomètre et l’oc panel.
OVP/OCP :
Bien que l’IC pense que la tension en sortie de VRM est correcte après son ajustement, il continue de surveiller dans les MOSFET, donc la tension réelle. Ce qui peut poser problème avec certains IC équipés de sécurités.
Les deux sécurités qui peuvent se déclencher après avoir vMod sont l’OCP et l’OVP.
L’OVP “Over Voltage Protection” ou protection contre la surtension est le plus simple à détecter. La carte va se mettre en sécurité dès que l’on dépasse une certaine tension. Par exemple si l’OVP déclenche à 1400mv, la carte se mettra en sécurité peu importe l’utilisation, donc même sur le bureau ou un rendu GPU-Z.
L’OCP “Over Current Protection” ou protection contre la surintensité et un peux plus compliqué à détecter. La sécurité va se déclencher en fonction de la consommation de la carte. Sa arrivera donc uniquement en charge et dépendra de l’application, de la fréquence ainsi que de la tension. Si on prends l’exemple d’un GPU, l’OCP déclenche bien plus tard en terme de fréquence et tension sur du calcul comme GPUPI que sur un gros benchmark 3D comme Time Spy.
Si jamais vous vous heurtez à une sécurité et que vous n’arriver pas a l’identifier, il y a un moyen assez simple. Utilisez une charge légère (rendu GPU-Z par exemple pour un GPU) tout en gardant les fréquences stock, et monter la tension petit à petit. Si la sécurité se déclenche à la même tension qu’en charge lourde, il s’agit d’un OVP, si vous pouvez dépasser cette valeur, c’est que la consommation est trop faible pour déclencher l’OCP.
Il est aussi possible de moder l’IC pour se débarrasser de ces sécurités, mais il n’y a pas une méthode qui fonctionne dans toutes les situations. Si jamais cela vous arrive, n’hésitez pas à venir nous demander sur discord pour que l’on regarde avec vous.
Conclusion :
J’espère que ce guide vous aura apporter les informations que vous recherchiez et motiver à franchir le pas pour certains. Si vous décidez de vous lancez, rappelez vous de prendre votre temps, et d’utiliser du matériel de soudure adapté. S’il reste des incompréhensions ou que vous avez besoin d’info supplémentaires, n’hésitez pas à venir sur discord pour demander un coup de main.
