VRM y fases de potencia: guía para elegir placa por diseño eléctrico

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Si llevas un tiempo mirando placas base y te suenan frases como «14+2 fases», «VRM digital», «condensadores japoneses de 105 ºC» o «VRM reforzado para overclock», seguramente te habrás preguntado qué hay de verdad y qué es puro marketing. La calidad del VRM y de las fases de potencia no solo determina si podrás hacer overclock, también influye en la estabilidad, el ruido, la temperatura y hasta en la vida útil de tu equipo.

En los folletos de los fabricantes todo suena muy épico, pero si quieres elegir bien tu placa para un Ryzen 9, un Core i9, un Threadripper o para montar una estación de trabajo silenciosa en casa, necesitas entender qué hay detrás del diseño eléctrico real y no quedarte solo con el numerito de las fases. En las próximas líneas vas a ver, con detalle pero con lenguaje llano, cómo funciona un VRM, por qué importan las fases, qué trucos de marketing se utilizan y cómo aterrizar todo eso en una elección inteligente de placa base.

Qué es realmente un VRM y por qué es tan crítico

Un VRM (Voltage Regulator Module) es, dicho sin florituras, el circuito que se encarga de coger los 12 V de la fuente y convertirlos en el voltaje bajísimo, limpio y estable que necesitan CPU, RAM, chipset, iGPU y otros chips delicados de la placa. La fuente entrega 12 V, 5 V y 3,3 V, pero un procesador moderno suele moverse entre 1,1 y 1,3 V; si le llegaran 12 V directos, duraría lo que un caramelo a la puerta de un colegio.

Ese VRM no es una simple línea de cobre, sino un convertidor DC-DC conmutado tipo buck. A grandes rasgos, funciona conmutando los 12 V a gran velocidad (cientos de kHz) mediante transistores MOSFET, y usando un inductor (el típico choke cuadrado o rectangular) y condensadores para «promediar» esa onda cuadrada hasta obtener una salida continua y estable. El ciclo de trabajo (duty cycle) de la señal de conmutación determina el voltaje final: si queremos 1,2 V desde 12 V, el sistema ajusta el tiempo que el MOSFET está encendido respecto al que está apagado.

Para que esto no sea un caos, el VRM incluye un controlador PWM con lazo de realimentación: mide de forma constante el voltaje de salida y, mediante comparadores y amplificadores operacionales, corrige el duty cycle de los MOSFET para mantener el valor deseado aunque la carga (la CPU) cambie de consumo de forma brusca. Esa corrección debe ser rápida y precisa para evitar picos y caídas peligrosas.

En la práctica, además, entran en juego fenómenos indeseados, como picos negativos en el nodo de conmutación por culpa del inductor, que se controlan con diodos o, en diseños modernos, con MOSFET síncronos que sustituyen al diodo para mejorar la eficiencia. El resultado final es lo que se conoce como convertidor buck síncrono multiphase, que es el corazón del sistema de alimentación de una placa base moderna.

Componentes clave de un VRM moderno

En una placa base actual, los VRM que rodean al socket del procesador forman un pequeño «ecosistema» de componentes que trabajan juntos para entregar energía limpia. Los elementos principales que debes conocer para entender su calidad son los siguientes, que siempre aparecen en cualquier VRM de CPU de gama media o alta:

En primer lugar están los MOSFET de alta y baja. Son los interruptores electrónicos que conectan y desconectan los 12 V a altísima velocidad. Se calientan bastante porque, aunque su resistencia RDS(on) sea baja, la corriente que manejan es muy grande. De su calidad (baja resistencia, buena eficiencia, capacidad de manejar muchos amperios) depende cuánta potencia soporta cada fase y cuánto se calienta todo el conjunto.

Después encontramos los inductores o chokes, esas «cajitas» grises o negras que solemos ver rodeando el socket. Actúan como filtros de corriente, suavizando la onda pulsante que sale de los MOSFET y transformándola en una corriente más constante. En placas de gama alta suelen anunciar chokes de superferrita, chokes de aleación premium, etc., que mejoran ligeramente las pérdidas y el comportamiento bajo carga.

El tercer pilar son los condensadores de filtrado, colocados después de los inductores y repartidos por toda la zona de la CPU. Se encargan de absorber picos rápidos y estabilizar aún más el voltaje. Aquí es donde se habla de «condensadores japoneses de 105 ºC», «condensadores de estado sólido» o «dark caps», términos comerciales que en la práctica suelen significar que son unidades con buena tolerancia, baja ESR y alta temperatura máxima.

Orquestándolo todo está el controlador PWM (a veces se le llama controlador de VRM). Este circuito integrado decide cuándo conmutar cada fase, reparte la carga entre ellas, mide tensiones y corrientes y se comunica con la CPU mediante protocolos específicos (como SVI2 en AMD o IMVP en Intel). Gracias a este chip, la placa puede ajustar el voltaje según las peticiones microcodificadas del procesador y aplicar límites de corriente, protecciones y modos de bajo consumo.

Qué son las fases de potencia y cómo funcionan

Cuando escuchas que una placa tiene «10+2 fases», «8+3», «16+3» o similar, se está hablando del número de etapas de filtrado y suministro de corriente que forman el VRM. Cada fase es, en esencia, un conjunto MOSFET+inductor+condensadores controlados por el PWM que entrega una fracción de la corriente total que va a la CPU o a otros bloques como el controlador de memoria o el SoC.

En un VRM multiphase bien diseñado, cada fase se enciende y apaga de forma escalonada respecto a la anterior. Es como si varias personas empujaran un coche: en lugar de que todos empujen a la vez, se reparten el esfuerzo en pequeños «golpes» solapados en el tiempo. Esto hace que la suma de todas las fase produzca una entrega de energía más continua y suave, reduciendo la ondulación (ripple) y repartiendo calor y corriente.

La principal ventaja práctica de multiplicar las fases es que la corriente total se reparte entre más etapas. Si con 4 fases cada una debe soportar, por ejemplo, 40 A para alimentar a una CPU de alto consumo, con 8 fases le tocarían 20 A a cada una. Menos corriente por fase implica menos pérdidas en los MOSFET, menos calor y más margen para picos de carga y overclock.

No obstante, hay un matiz importante: la estabilidad del voltaje no depende solo del número de fases. Un diseño de una sola fase con inductores y condensadores generosos puede ser bastante estable a nivel de rizado, aunque la eficiencia y la disipación no sean las mejores. Por eso, más fases no siempre quiere decir automáticamente más estabilidad perfecta del voltaje; significa, sobre todo, mejor reparto de corriente y calor.

En las placas modernas suele mostrarse el número de fases con una notación tipo «12+1», «8+2», etc. La notación tipo «12+1» sirve para entender rápidamente la distribución. El primer número indica cuántas fases alimentan al core de la CPU, mientras que el segundo agrupa las fases que se dedican al SoC, la iGPU, la RAM o el controlador de memoria, según la plataforma. Esto es especialmente visible en placas para procesadores muy demandantes como los Ryzen Threadripper, donde verás configuraciones como «16+3» para repartir la brutal carga que generan tantos núcleos.

Diferencia entre fases reales y fases duplicadas

Aquí es donde entra el marketing y las medias verdades. Muchos fabricantes anuncian VRM de «14 fases» o «16 fases», pero en realidad el diseño puede usar fases reales duplicadas mediante doublers. Un doblador (phase doubler) es un pequeño chip que toma una señal de control de fase del PWM y la reparte entre dos conjuntos de MOSFET e inductores, intercalando sus tiempos de conmutación.

Con este truco, una placa que internamente tiene un controlador PWM de 7 fases puede mostrarte un VRM «14 fases» usando un esquema 7×2. A ojos prácticos, cada par de fases duplicadas comparte la misma gestión de corriente, aunque el reparto temporal ayuda a reducir un poco el rizado y a repartir el calor en una zona mayor del PCB.

La cuestión es que una fase duplicada no equivale exactamente a dos fases totalmente independientes controladas por un PWM de 14 salidas. En un sistema con fases reales, cada fase tiene su control de corriente más granular, su feedback y su frecuencia de conmutación puede ser gestionada con más fineza. Con doublers, el control es más simple, y aunque la mejora respecto a 7 fases simples es clara, no es idéntica a un VRM nativo de 14 fases reales.

En placas de gama media y alta se combina esta táctica con cierta honestidad: cuando ves «12+1 fases» y en realidad hay 6 fases duplicadas para el core, el fabricante a veces presenta la placa como «12 fases para CPU» para simplificar la comparación. En la práctica, si los MOSFET son de calidad y cada fase soporta muchos amperios, estas configuraciones duplicadas suelen rendir casi igual que un diseño con el doble de fases reales, sobre todo para uso normal y overclock moderado.

En placas chinas o de marcas menos transparentes también verás terminología como «3 fases duplicadas» o «6+1», donde esa «+1» puede referirse a una fase para RAM o a una duplicación de la fase principal. Ahí conviene ser prudente, porque una cosa es multiplicar los chokes visibles y otra muy distinta es disponer de un controlador PWM capaz de gestionar muchas fases independientes.

Cómo afectan los VRM al rendimiento, la estabilidad y el overclock

Un VRM de baja calidad o mal dimensionado puede fastidiar la experiencia incluso aunque tengas un procesador tope de gama. Si la placa no es capaz de entregar el voltaje y la corriente que la CPU pide, lo notarás de varias maneras: bajadas de frecuencia (throttling), inestabilidad, bloqueos e incluso apagados repentinos bajo carga fuerte.

Por debajo del límite de seguridad, un VRM flojo puede provocar que la CPU no mantenga sus frecuencias turbo máximas cuando todos los núcleos trabajan a la vez. Aunque te marque en BIOS un voltaje concreto, si bajo estrés los MOSFET se calientan, la caída de voltaje interna aumenta y el procesador empieza a recibir menos de lo que necesita. El resultado es rendimiento menor del esperado, «stuttering» y sensación de equipo perezoso.

En el extremo contrario, un VRM que entregue demasiado voltaje también es un problema. Normalmente el microcódigo de la CPU y la lógica de la placa limitan ese exceso, pero han existido casos sonados, como ciertas combinaciones de placas y procesadores Intel de 13ª y 14ª generación, donde la configuración por defecto permitía un voltaje mayor de lo razonable, dando lugar a inestabilidades graves e incluso a daños físicos tanto en CPU como en placa al cabo del tiempo.

Cuando haces overclock, todo esto se multiplica. Subes frecuencia y voltaje, y la corriente que pasa por el VRM se dispara. Si el sistema de alimentación no está a la altura, verás cómo el equipo se cuelga en pruebas de estrés, cómo la temperatura de los MOSFET se dispara y cómo la placa reduce automáticamente la frecuencia o el voltaje para protegerse, arruinando tu intento de OC. Por eso, a la hora de buscar una placa base pensada para exprimir un procesador, los VRM son casi más importantes que el propio chipset.

Los overclockers suelen fijarse en tres cosas: la calidad de los MOSFET (medida en amperios máximos y eficiencia), el número de fases útiles para la CPU core y la refrigeración pasiva que cubre esos componentes. Si todo eso está bien resuelto, una placa con menos fases pero de muy buena calidad puede igualar o superar a otra con más fases pero componentes más baratos.

Cómo identificar un buen VRM en una placa base

Desde fuera, con los disipadores puestos, puede ser complicado valorar el diseño eléctrico real de una placa. Aun así, hay varias pistas que te permiten hacerte una idea bastante acertada de la calidad de la etapa de alimentación sin necesidad de ser ingeniero electrónico ni disponer de un osciloscopio en casa.

La primera señal es, evidentemente, el número de chokes alrededor del socket. Cada choke suele corresponderse con una fase (o media fase en configuraciones raras), así que contando esas piezas rectangulares de metal verás si la placa tiene un VRM 4+1, 8+2, 12+1, etc. Recuerda que el primer número suele ir para la CPU, y el segundo para otras zonas (SoC, RAM, iGPU). Si te encuentras con muy pocos chokes en una placa que promete soportar CPUs de alto TDP, mala señal.

El segundo indicador es el disipador de los VRM. En placas decentes verás bloques de aluminio grandes sobre los MOSFET, a la izquierda y arriba del socket. En modelos de gama alta esos disipadores suelen ser gruesos, con bastante masa térmica y, a veces, conectados entre sí mediante un heatpipe. Si ves una placa con un supuesto VRM de muchas fases pero con disipadores mínimos o decorativos (más plástico que metal), sospecha porque el fabricante puede estar priorizando la estética sobre la termodinámica.

No olvides la refrigeración general de la placa y de la caja. Por muy buenos que sean los VRM, si el flujo de aire que pasa por la zona es pobre, las temperaturas se dispararán. Los MOSFET aguantan fácilmente más de 100 ºC de temperatura máxima nominal, pero por encima de 80 ºC sostenidos el rendimiento y la vida útil empiezan a resentirse. Un buen ventilador frontal soplando hacia la zona de VRM puede marcar más diferencia de la que parece.

Otra pista interesante es revisar fichas técnicas y reviews para ver el modelo exacto de MOSFET y cuántos amperios soporta cada uno. Muchos análisis serios listan esto: si cada fase monta MOSFET de 50-60 A o más, el margen suele ser bastante bueno, y no hacen falta 20 fases para soportar una CPU de alto consumo. En cambio, si cada fase va muy justa, necesitarás muchas más para obtener el mismo resultado.

No olvides la refrigeración general de la placa y de la caja. Por muy buenos que sean los VRM, si el flujo de aire que pasa por la zona es pobre, las temperaturas se dispararán. Los MOSFET aguantan fácilmente más de 100 ºC de temperatura máxima nominal, pero por encima de 80 ºC sostenidos el rendimiento y la vida útil empiezan a resentirse. Un buen ventilador frontal soplando hacia la zona de VRM puede marcar más diferencia de la que parece.

Finalmente, la experiencia de otros usuarios y las pruebas a carga completa son oro puro. Reviews con cámaras térmicas, medición de temperaturas de VRM en pruebas de estrés y comparativas de estabilidad bajo overclock sirven para separar los diseños serios de las placas que están más pensadas para el escaparate que para una carga real 24/7.

Qué puede fallar en un VRM y qué daños provoca

Como cualquier otro componente electrónico, los VRM también se pueden estropear con el tiempo o por un mal uso. El fallo más habitual no es una explosión dramática, sino algo más sutil: sobrecalentamiento y degradación progresiva de los MOSFET o de los condensadores, que empiezan a perder capacidad de filtrado.

Cuando eso ocurre, el síntoma típico es un aumento de la inestabilidad: cuelgues aleatorios, pantallazos azules, reinicios en momentos de carga intensa (juegos, render, compilaciones, etc.). También pueden aparecer problemas de rendimiento, porque el VRM incapaz de mantener el voltaje bajo carga hace que la CPU reduzca sus frecuencias turbo para no salirse de los márgenes de seguridad.

Un escenario más grave aparece si el VRM entrega tensiones fuera de rango por un fallo en corto o por un control defectuoso. Lo más peligroso sería que la línea de 12 V se «pegara» a la salida hacia la CPU, pero es una situación muy poco habitual en diseños modernos, que suelen incluir múltiples protecciones. Es más frecuente que la degradación provoque caídas de voltaje antes que subidas suicidas, aunque la combinación mala de BIOS agresiva y VRM mediocre puede llegar a matar una CPU con el tiempo.

También hay que tener en cuenta la sensibilidad de los MOSFET a la descarga electrostática (ESD). Son dispositivos delicados a la hora de manipular la placa base sin medidas antielectrostáticas, sobre todo cuando se trabaja con placas fuera de la caja o se desmontan disipadores. Un buen manejo, tomando tierra con frecuencia o usando pulsera antiestática, evita sustos innecesarios.

En la práctica, el mejor consejo para saber si un VRM está sufriendo es sencillo: vigila sus temperaturas bajo estrés. Con un termómetro IR o con sensores integrados (cuando la placa expone lecturas aproximadas), estresa la CPU con cargas tipo Prime95, Cinebench o renderizado pesado y comprueba que la zona de los MOSFET no supera los 70-80 ºC de forma continuada. Si los valores se disparan, es señal de que la placa va justita para el procesador que llevas montado.

Si montas una CPU con alto TDP y muchas fases de turbo agresivas (como algunos Xeon, Ryzen 9 o Core i9) sobre una placa de gama baja, te puedes encontrar con que el VRM supera esos 80 ºC, provocando throttling y recortes de frecuencia. En entornos tipo placas mATX baratas para Xeon, esto es bastante frecuente cuando se instalan procesadores de 10 núcleos y TDP elevado que esas placas nunca estuvieron pensadas para manejar de forma seria.

Relación entre VRM, chipset y capacidad de overclock

La placa base no es solo VRM, también es chipset, PCB, pistas, conectores, etc. Aun así, a efectos de overclock hay dos grandes piezas que mandan: el chipset que permite o no tocar ciertos parámetros y la calidad de la alimentación que aguanta lo que le eches. Si uno de los dos falla, tu margen de maniobra se reduce.

En plataformas AM4, AM5 modernas, los chipsets de series B y X suelen permitir overclock tanto de CPU como de RAM sin grandes restricciones. En Intel, en cambio, el overclock oficial está reservado a los chipsets de gama alta (serie Z), mientras que en los chipsets inferiores puedes encontrar algunos trucos de los fabricantes para jugar con límites de potencia o con la velocidad de la memoria, pero no con el multiplicador de la CPU salvo excepciones.

Por mucho que un chipset permita tocar voltajes y multiplicadores, si el VRM es pobre no irás muy lejos. Aquí es donde las placas de gama alta y entusiasta destacan: no solo montan mejores VRM, también tienen más entradas de alimentación (8+4 pines, 8+8 pines para CPU), PCB más gruesos y mejor control del layout para repartir corriente y disipar calor.

Las entradas de alimentación extra (por ejemplo, un 8+4 pines en lugar del clásico 8 pines único) no son estrictamente necesarias para un uso normal, pero cuando llevas un procesador fino a tope de consumo permiten repartir la corriente entre más cables y raíles de la fuente, reduciendo el estrés, las pérdidas por calentamiento y mejorando la estabilidad en los picos. Eso sí, necesitas una fuente de alimentación con los conectores adecuados; los PCIe de la GPU no sirven para enchufar en el conector EPS de CPU, ni al revés.

Sumando todo, una buena placa para overclock suele combinar un chipset con soporte pleno de OC, un VRM sobredimensionado (muchas fases de calidad, MOSFET contundentes), un sistema de refrigeración generoso sobre la zona de alimentación y una BIOS madura, con controles finos de voltaje, LLC (Load-Line Calibration) y límites de potencia. Cuando esos factores se alinean, la placa deja de ser el cuello de botella y el límite pasa a ser la propia CPU o la refrigeración del procesador.

Placa base, PCH y cómo encaja el VRM en el conjunto

Más allá de la zona de VRM, la placa base integra toda una serie de elementos que condicionan la experiencia: pistas del PCB, chipset (PCH), audio integrado, red, líneas PCIe, etc. El PCH (Platform Controller Hub), heredero del antiguo southbridge, se encarga de gestionar buena parte de la conectividad: puertos SATA, USB, líneas PCIe adicionales a las del procesador, e incluso WiFi y Ethernet en algunos modelos.

El PCH y la CPU se comunican a través de un enlace de alta velocidad con baja latencia, y entre ambos existe una clara relación de interdependencia: no todos los chipsets casan con todas las generaciones de CPU, y las actualizaciones de BIOS suelen ser la clave para ampliar esa compatibilidad. A su vez, el chipset define cuántas líneas PCIe, SATA y USB máximas puede ofrecer la placa, y hasta qué revisión de PCI Express (3.0, 4.0, 5.0) está disponible para la gráfica y las unidades NVMe.

El propio PCH también tiene sus necesidades de alimentación y refrigeración. No disipa tanto calor como una CPU, pero un PCH moderno puede rondar fácilmente los 6 W de TDP e incluso, en ciertos modelos de gama alta (como algunos X570 en su día), requerir refrigeración activa con un pequeño ventilador. De nuevo, esto obliga al fabricante de la placa a diseñar bien las etapas de alimentación locales y a colocar disipadores eficaces para evitar que el calor se acumule.

En las placas de gama entusiasta empiezan a verse además backplates metálicos completos que cubren casi todo el reverso del PCB. Estos escudos térmicos ayudan a repartir el calor generado por VRM y otros chips, y también aumentan la rigidez estructural de la placa, algo muy útil cuando montas disipadores de CPU enormes o tarjetas gráficas pesadas.

La conectividad de red y el audio integrados también forman parte del conjunto. En audio, la calidad varía mucho: desde codecs sencillos en placas baratas que cumplen sin más hasta soluciones con DAC avanzados tipo ESS Sabre en placas de gama alta, capaces de rivalizar con tarjetas de sonido dedicadas. En red, es cada vez más habitual encontrar WiFi 6/6E y Ethernet de 2,5 o hasta 10 GbE integrados, lo que reduce la necesidad de tarjetas adicionales.

Todo este contexto es importante porque, al final, elegir placa no va solo de contar fases. Se trata de buscar un equilibrio entre VRM, chipset, conectividad, audio, red y presupuesto, asegurándote de que el diseño eléctrico real está a la altura del procesador que pretendes montar y del uso que le vas a dar.

Cómo elegir placas base fijándote en el diseño eléctrico real

Si quieres acertar al elegir placa base, lo ideal es plantear el proceso al revés de lo que hace mucha gente. En vez de escoger primero una placa porque es bonita o porque tiene RGB por todas partes, define primero la CPU y el uso que vas a darle, y a partir de ahí filtra placas que tengan un VRM y una alimentación acordes.

El primer paso es tener claro qué procesador vas a montar y si contemplas hacer overclock, usarlo para cargas sostenidas (renderizado, virtualización, cálculo científico) o simplemente para un uso doméstico estándar. Un Ryzen 5 o un Core i5 con TDP moderado y sin OC extremo no exige el mismo VRM que un Ryzen 9, un Core i9 o un Threadripper que vas a tener horas al 100 %.

Después, dentro del socket correspondiente (AM4, AM5, LGA 1700, TRX40, etc.), selecciona el chipset que te ofrece las prestaciones y conectividad que necesitas: número de líneas PCIe, puertos M.2, USB, posibilidad de overclock, etc. Entre esos chipsets, marca un rango de precio razonable para tu placa, recordando que una parte significativa del coste de los modelos de gama alta se va precisamente a mejorar los VRM, la refrigeración y el PCB.

Con una preselección en la mano, toca mirar de cerca el VRM. Revisa:

• Número de fases para la CPU y cuántas están dedicadas al SoC/RAM.
• Tipo y capacidad de los MOSFET de cada fase (amperios soportados).
• Calidad y tamaño de los disipadores sobre la zona de VRM.
• Configuración de alimentación de CPU (8 pines, 8+4, 8+8).

A partir de ahí, apóyate en análisis de medios especializados y opiniones de usuarios que hayan probado esa placa con CPUs similares a la tuya. Fíjate especialmente en temperaturas de VRM en pruebas de estrés, estabilidad en overclock y si se reportan casos de throttling o problemas de alimentación con procesadores de alto consumo.

Finalmente, ajusta el tiro con el resto de prestaciones: cantidad de ranuras M.2, soporte de PCIe 4.0 o 5.0, audio integrado, red, puertos USB, etc. En muchos casos, gastar un poco más en una placa con mejor VRM y mejor refrigeración compensa a largo plazo, tanto por estabilidad como por la posibilidad de montar procesadores más potentes en el futuro sin necesidad de cambiar de placa.

Si te quedas con la idea general, todo este tema del VRM y las fases no va de números inflados ni de leds de colores, sino de tener una alimentación eléctrica limpia, estable y bien refrigerada que permita a tu CPU rendir lo que promete sin sustos, sin recortes y sin exigirle al hardware que haga milagros. Cuando la placa base está bien diseñada a nivel eléctrico, el resto del equipo se beneficia: el procesador va más fino, el sistema es más silencioso, y ganas margen para futuras ampliaciones sin preocuparte de que el VRM sea el eslabón débil de la cadena.